Направляем выхлопные газы на повышение урожайности

Попытки использовать в качестве удобрения азот и углерод, содержащиеся в выхлопных газах, были предприняты ещё более 100 лет назад. Но лишь недавно появились реальные разработки, позволяющие повысить плодородие почв и урожайность таким способом. Мировая тенденция, направленная на уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу, делает подобные установки перспективным спасением будущего.

Развитие сельского хозяйства за последнее десятилетие совершило значительный скачок вперед. Самые современные разработки в области улучшения структуры почвы и ее плодородия путем внесения различного вида удобрений доступны каж­дому сельхозпроизводителю. Своевременно произведенный анализ почв позволяет отслеживать дефицит различных компонентов и оперативно вносить необходимое количество для обеспечения нормального роста и развития культур.

Но помимо обычных традиционных методов, существуют и альтернативные, в част­ности углеродное земледелие, которое объединяет множество методов ведения сельского хозяйства, направленных на использование атмосферного углерода почвой, корнями культур, древесиной и листьями.

Сегодня фермеры Канады, Австралии и США уже используют разработки, которые позволяют подмешивать выхлопные газы к вносимым удобрениям, например, фосфорным, калийным. Эта смесь вносится с помощью сеялки, где к системе забора воздуха подключена выхлопная труба трактора. Такие сеялки считаются наиболее передовой технологией. Утверждается, что впрыск в почву выхлопных газов стимулирует активность почвенных микроорганизмов, что влечет за собой минерализацию питательных элементов из почвы и выделение азота свободноживущими азотофиксирующими бактериями. Это способствует росту культур, в частности их корневой системы, улучшает всхожесть, повышает урожайность и засухоустойчивость. Также есть мнение, что внесение выхлопных газов в почву улучшает устойчивость культур к поражению вредителями и усвоение культурой кальция и фосфора, что повышает устойчивость растений к засолению почвы.

Внесение НС+СО₂ в почву открывает перед фермерами огромные возможнос­ти не только повышения урожайности, но и экономии минеральных удобрений до 50%. Растения, выращенные с использованием выхлопных газов, имеют более высокий потенциал, так как не нуждаются в дополнительной выработке HC+CO₂, что снижает потребность использования большого количества влаги. Влияние повышенной концентрации НС+СО₂ стимулирует обмен веществ растения и играет важную роль в фотосинтезе.

Учеными доказано, что в летнюю засуху процесс фотосинтеза замедляется или даже останавливается, что может привести к гибели растения. Поэтому до настоящего времени углекислый газ являлся ограничивающим фактором и лимитировал в природе процесс фотосинтеза, а тем самым и рост растений. Это значит, что обеспечение растений СО₂ является ключом к стабильному урожаю.

Экскурс в историю

Сельское хозяйство пока является единственной отраслью, в которой можно обратить вред выхлопных газов от машин в пользу. Углерод может храниться в течение длительного времени (столетиями) благодаря процессу, называемому секвестрация углерода в почве (трансформация из атмосферы в биомассу растений). Также почвам свой­ственно накапливать до 5% углерода от своей массы, включая разлагающиеся органические остатки растений, остатки животного происхождения и биоуголь.

Первым, кто предложил схему по использованию углекислого газа в сельском хозяйстве, был немец Фридрих Ридель. От идеи до создания первой машины прошло почти 6 лет, и в 1929 году начались полевые испытания. Но в виду возникших трудностей с достижением высоких показателей эффективности удобрения почвы выхлопным газом, температура которого составляла 250 градусов, эта идея не получила широкого распространения и была забыта после Второй мировой вой­ны, когда в обиход вошли минеральные и органические удобрения.

В 60‑х годах 20 века технологию попытались внедрить в модернизированном виде – ​выхлоп двигателя подключили к воде для полива. Но лишь спустя два десятилетия добавление углекислого газа в воду для полива и в воздух теплиц получили более широкое распространение. Технически это стало возможно благодаря появлению пневматических сеялок, что позволило запустить использование углекислого газа в промышленных масштабах.

Как это работает

В состав топлива, помимо водорода и углерода, в меньших количествах также входят хром, кальций, сера, железо и кремний. А в моторном масле имеется кальций, фосфор и цинк. Однако токсичные для людей тяжелые металлы легко превратить в ценные питательные элементы для растений. Используя специальные присадки, выхлопные газы могут стать источником обеспечения растений микроэлементами.

Доступность оксида азота из выхлопной системы можно повысить несколькими способами. В почте обитают азотфиксирующие бактерии, производящие аминокислоты, которые также способствуют повышению содержания углекислого газа. А использование растениями нитратов (NO₃), в два раза эффективнее связывает углекислый газ, чем использование аммиака. Дополнительный углекислый газ продолжает стимулировать азотфиксирующие бактерии, создавая положительную обратную связь, что запускает круговой процесс.

Работая, дизельный двигатель производит микроскопические частички углерода цилиндрической формы, получившие название углеродные нанотрубки. Исследование, проведенное в Университете штата Арканзас, показало, что обработка углеродными нанотрубками семян томата помогает ему поддерживать водопоглощающие свой­ства, а значит, способствует ускорению прорастания семян.

Азот, поступивший в почву из выхлопа, используется быстрее, по сравнению с его внесением с аммиачными формами удобрения или мочевиной. Свой­ство почвенных микроорганизмов связывать азот зачастую ограничивается дефицитом органического вещества.

Основными преимуществами нитратного питания от выхлопов являются:

• ускорение обменных процессов и сохранение водорода в корнях;
• больший объем углекислого газа в почве;
• рост концентрации меди в тканях культуры;
• активизация роста культур, положительно отзывающихся на натрий, особенно при недостаточном обеспечении калием, у таких культур натрий улучшает водный баланс;
• снижение усвоения хлорида культурами, не переносящими натрий;
• в тканях растений повышается уровень рН, что позволяет уберечь их от патогенов и улучшить усвоение нитратов.

В настоящее время научно доказано, что число живых бактерий, паразитов или грибов на семенах, прошедших обработку углекислым газом, значительно ниже, чем на семенах без обработки.

Технологические особенности

Система утилизации выхлопов трактора в почву выглядит следующим образом. К отверстию от выхлопной трубы присоединяется трубопровод, ведущий в теплообменник. Здесь выхлоп охлаждается до температурного режима, который требуется для оптимального роста культур и безопасного перемешивания с семенами, не обжигая растения. Оборудование должно снижать температуру газа с 250 градусов до показателя, не выше 80 градусов, а в идеале – ​до температуры окружающего воздуха. Температуру выхлопных газов должен контролировать специальный датчик. Охлажденные выхлопные газы засасываются устройством, которое снижает возможность обратной циркуляции газа.

Установка может иметь только всасывающий насос или содержать добавки в порошкообразной форме, например, микроудобрения, предназначенные для внесения в почву вместе с выхлопными газами. Все это смешивается и засасывается в высевающий аппарат, оборудованный отдельным пневматическим инжектором, который засасывает семена вместе с выхлопными газами.

В зависимости от особенностей поля может быть установлено дополнительное оборудование. Инжектор вводит выхлопные газы вместе с семенами или без них во время движения культиватора или сеялки. На рабочие органы устанавливают газоанализаторы, подающие сигнал, если газы улетучиваются из почвы. Это может произойти, если температура газов слишком высока, потому что при охлаждении газ тяжелеет и остается в почве.

Вывод

Используя передовую технологию внесения в грунт такого бесплатного ресурса, как выхлопные газы трактора НС+СО₂, вы:

• достигаете снижения затрат на минеральные удобрения до 50%;
• повышаетеурожайность от 20% – ​50% в зависимости от культуры;
• даете больший потенциал развития растениям, которые меньше страдает от дефицита влаги.

Специальная турбина Technik-­Plus захватывает выхлопные газы трактора (т. е. СО₂) и атмосферный азот и вносит их под давлением в грунт.

Если вы хотите экономить на удобрениях и фунгицидах, заказывайте почвообрабатывающую технику и пневматические сеялки с турбиной, перерабатывающие выхлопные газы или установите такую турбину на Вашу технику.