Новый процесс создания искусственных гуминовых веществ для сельского хозяйства

Гуминовые вещества в почве (около 3% в плодородной земле и 3–10% в торфе) обладают ключевыми преимуществами: удерживают влагу и полезные минералы, способствуют здоровой экосистеме микроорганизмов, действуют как pH-буфер и уменьшают вымывание азота, защищая грунтовые воды. Однако их естественное образование (например, при компостировании) занимает годы и сопровождается выбросами парниковых газов.

Исследователи из ATB разработали контролируемый гидротермальный процесс искусственного гумифицирования, который воспроизводит природные процессы за минуты или часы вместо лет. Доктор Надер Марзбан объясняет: "С помощью тепла, давления и воды в высокотемпературном реакторе (160–240°C, 6–60 бар) мы расщепляем компоненты биомассы — целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин". В зависимости от pH и температуры получают либо гидроуголь, либо искусственную гуминовую кислоту.

Ключевые направления исследований, опубликованные в Biofuel Research Journal и Biochar, включают:

• Подбор оптимального сырья (органические отходы) и параметров процесса.
• Оценку экологического воздействия и потенциала секвестрации углерода в почве.
• Разработку новых гуминовых микроудобрений.

Результаты и применение:

• Добавление всего 0.01% продуктов гидротермального гумифицирования в почву значительно повышает индекс всхожести и улучшает усвоение растениями питательных веществ, например, фосфора.
• В проекте по спасению 150-летнего бука в парке Сан-Суси (Потсдам) применение искусственных гуминовых веществ дало впечатляющие результаты: состояние дерева значительно улучшилось по сравнению с необработанными.
• Интеграция процесса в биогазовое производство позволяет гумифицировать до 37% сухого вещества остатков ферментации. Добавление растворимых органических соединений из процесса обратно в анаэробное брожение может удвоить выход метана, а гумусосодержащий дигестат становится медленнодействующим биоудобрением.

Перспективы: Гидротермальное гумифицирование — это быстрый, контролируемый процесс, использующий возобновляемое сырье и способствующий каскадному использованию биомассы. По словам доктора Марзбана, технология замыкает циклы, заменяет ископаемые ресурсы и вносит вклад в устойчивую циркулярную биоэкономику, преобразуя отходы в ценные гуминовые вещества и секвестрируя углерод в почве.