Использование богатых фосфором озерных отложений может заменить удобрения
Четырехлетний полевой эксперимент, проведенный на берегах восстановленного озера Мустиярв возле г. Вильянди (Эстония), показал, что повторное использование богатых фосфором озерных отложений в сельском хозяйстве может оказать положительное влияние на производство сельхозкультур.
Исследование, опубликованное в журнале Science of The Total Environment учеными из Университета Хельсинки (Финляндия), является первым в своем роде, охватывающим экологические аспекты переработки озерных отложений в сельское хозяйство в течение нескольких лет.
Цель исследования стал поиск устойчивого решения для замыкания негерметичного сельскохозяйственного цикла фосфора путем возврата богатых фосфором озерных отложений в сельское хозяйство и содействия восстановлению эвтрофного озера за счет удаления отложений. В ходе эксперимента из мелководного эвтрофного озера Мустиярв площадью 1 га было извлечено 7500 куб. м осадка, который затем был использован в качестве среды для выращивания травы. Осадок был также проанализирован на содержание различных основных питательных веществ, включая фосфор, серу, кальций, магний, бор, цинк и медь.
Результаты показали, что среда для выращивания на основе осадка поддерживала урожайность биомассы травы в полевых условиях, поскольку осадок был богат органическим веществом и являлся хорошим источником нескольких основных питательных веществ. Кроме того, осадок постоянно обеспечивал умеренное снабжение растений азотом в течение четырех лет полевого эксперимента.
В исследовании также изучалось воздействие различных методов внесения осадка на окружающую среду, включая выбросы парниковых газов, вымывание азота и фосфора, стабильность агрегатов и почвенную биоту. Растительная среда на основе осадка имела иной состав бактериальных и грибковых сообществ по сравнению с почвой, и это увеличивало риск вымывания фосфора и минерального азота. Внесение биоугля увеличило количество азота, поглощенного растениями, но не привело к значительному снижению выбросов или вымывания.
Норму внесения осадка следует регулировать в соответствии с потребностями культур, аналогично тому, как вносятся удобрения. Это поможет свести к минимуму вымывание питательных веществ обратно в озеро и в дальнейшем поможет смягчить эвтрофикацию озера.
Кроме того, в рамках данного проекта в течение двухлетнего периода наблюдения были изучены изменения в динамике фосфора на границе раздела осадка и воды в восстановленном озере. Теоретически, после полного удаления осадка не может произойти заметного высвобождения фосфора из донных отложений. Тем не менее, большой запас высвобождаемого фосфора был восстановлен вскоре после удаления осадка из-за исключительно высокого потока питательных веществ из водосборного бассейна. Особенно большое количество осадка, скорее всего, образовавшегося в результате очистки русла ручья выше по течению от озера, сконцентрировалось в бассейнах накопления осадка, т.е. более глубоких частях озера, созданных в рамках проекта восстановления озера. Регулярное опорожнение таких бассейнов накопления отложений может способствовать эффективному задержанию точечных источников поступления питательных веществ и облегчить будущие усилия по восстановлению озера.