Учёные Державинского доказали эффективность металлургического шлама для повышения урожая сахарной свёклы

Учёные Державинского вуза доказали, что металлургический шлам, который традиционно считается крупнотоннажным отходом чёрной металлургии, может эффективно использоваться в качестве удобрения для повышения урожайности сахарной свёклы. По результатам исследований, внесение доменного шлама в умеренных дозах позволяет увеличить урожай корнеплодов в полтора раза без каких-либо рисков для безопасности готовой продукции.

Доменный шлам образуется при мокрой очистке газов в доменном производстве, и ежегодно в мире накапливаются миллионы тонн этого материала, который преимущественно складируется в отстойниках. Несмотря на то что шлам богат железом и цинком - микроэлементами, критически важными для роста растений, - его прямое применение в агрономии долгое время сдерживалось опасениями по поводу возможной токсичности. Исследователи Державинского вуза решили проверить, можно ли превратить этот отход в полноценное микроэлементное удобрение, тем более что цинк, как известно, улучшает углеводный обмен и ускоряет превращение простых сахаров в сахарозу.

В ходе вегетационного эксперимента наилучший эффект показало внесение шлама в низкой концентрации. У сахарной свёклы многократно увеличилась масса корней и листьев, а активность ферментов полифенолоксидазы и пероксидазы, которые служат маркерами окислительного стресса, напротив, снизилась в несколько раз. Это свидетельствует о том, что шлам не только питает растение, но и помогает ему смягчать стресс, вызванный неблагоприятными факторами среды. 

В полевом опыте на нейтральных почвах внесение шлама в оптимальном диапазоне позволило повысить урожайность свёклы и содержание сахара в корнеплодах почти в полтора раза по сравнению с контрольными образцами. При этом у обработанных растений практически не было некротических пятен на листьях, тогда как контрольные растения страдали от хлороза и отмирания тканей. Более высокие дозы шлама не давали дополнительного агрономического выигрыша, что подтверждает наличие наиболее эффективного "рабочего" диапазона внесения. 

Авторы исследования также проанализировали накопление тяжёлых металлов в листьях, корнеплодах и почве и установили, что содержание токсичных элементов в свёкле осталось на уровне контрольных значений и значительно ниже российских и международных нормативов.

Руководитель научно-образовательного центра "Экологии и биотехнологий" Державинского университета Ольга Захарова отметила, что цинк в корнеплодах почти не накапливался. Его концентрация была на порядок ниже допустимого порога. Однако она предупредила, что при многократном ежегодном внесении шлама в почве может постепенно возрастать содержание цинка, поэтому систематический мониторинг необходим. 

Кроме того, исследователи обнаружили косвенные эффекты. Даже при отсутствии меди и кобальта в самом шламе их концентрация в почве при высоких дозах внесения возрастала. 

Учёные подчёркивают, что переработка доменного шлама в микроудобрение полностью вписывается в концепции циркулярной экономики и зелёной металлургии. Для широкого внедрения технологии необходимы долгосрочные испытания на разных типах почв и культурах, а также стандартизация процедуры контроля состава шлама.