Введение

Агроминералы (также известные как каменный хлеб или бензиновое удобрение) – это минералы, важные для сельского и садоводческого производства, поскольку они могут обеспечивать растения необходимыми питательными веществами. Некоторые агроминералы встречаются в природе или могут быть переработаны для использования в качестве альтернативных удобрений или почвоулучшителей. Два из трёх основных элементов добываются исключительно из геоматериала, называемого калийной солью. Процесс использования агроминералов начинается с измельчения горных пород в "каменную муку", а затем с внесения этой муки для восполнения питательных веществ в почве. Процесс восполнения минерального состава почвы называется реминерализацией почвы. Исследования альтернативных способов восполнения питательных веществ в почве показали, что агроминералы также могут способствовать смягчению других проблем, таких как изменение климата, сохранение водных ресурсов и управление почвенными ресурсами.

История

Изучение агроминералов называется агрогеологией, и агрогеологи занимаются такими вопросами, как восстановление плодородия почвы в районах, где агроминералы истощены в результате неустойчивых методов ведения сельского хозяйства. Современная сельскохозяйственная практика предполагает высокую урожайность при низком качестве почвы. Со временем это приводит к истощению питательных веществ в почве и, как следствие, к увеличению использования химических удобрений. Химические удобрения, как известно, вымываются и могут загрязнять грунтовые воды, а также экономически невыгодны для развивающихся стран. Одним из основных источников химических удобрений является калийная соль. Кроме того, запасы калийной соли ограничены и истощаются, что приводит к росту цен. Калий является одним из основных источников калия и фосфора и одним из первых агроминералов. Поиск альтернативных источников этих агроминералов был разработан как концепция, направленная на восстановление плодородия почвы и повышение продуктивности экономически эффективным способом. Изначально агроминералы использовались для воссоздания почвенных условий для экзотических растений. Это были простые методы, применяемые в небольших масштабах. К ним относятся использование перлита для улучшения аэрации почвы, пемзы для контроля испарения, а также вермикулита и цеолитов для удержания влаги. Эта модификация почвы стала началом концепции агроминералов и развилась в поиск альтернативных источников трех основных питательных элементов. Реминерализация – это термин, используемый для обозначения внесения в почву порошков горных пород в качестве источника питательных веществ. Этот процесс успешно внедрен в крупных хозяйствах в Бразилии, Германии, Норвегии, Южной Африке, Шри-Ланке и Уганде.

Реминерализация

Агроминералы позволяют восполнять питательные вещества в почве, истощенной многолетними циклами выращивания сельскохозяйственных культур. Сельское хозяйство испытывает значительные потери плодородного слоя и почвенных питательных веществ, превышающие естественный темп их восстановления. Реминерализация предполагает измельчение горных пород в порошок и внесение его в почву для восполнения запасов питательных веществ. Растения усваивают из порошка только необходимое количество, а неиспользованные минералы остаются в кристаллизованном виде до момента усвоения. В отличие от химических удобрений, которые доставляют питательные вещества в растворимом виде, излишки которых вымываются в грунтовые воды, горные породы являются дешевым побочным продуктом многих отраслей промышленности, что обеспечивает потенциально огромные запасы подходящего сырья по доступной цене. Реминерализация с использованием горного порошка может обеспечить почву питательными веществами на срок до 5 лет. В сочетании с органическими удобрениями, горный порошок демонстрирует эффективность, сопоставимую с химическими удобрениями, при значительно меньших затратах, а для многолетних культур даже показывает более высокую урожайность. При использовании горного порошка растения выглядят более здоровыми, а также отмечается улучшение влагоудерживающей способности почвы. Эффективность процесса реминерализации зависит от минералогического и химического состава горного порошка, а также от характеристик почвы. Основная проблема, связанная с горным порошком, – понимание скорости его растворимости, которая определяется такими факторами, как содержание органических веществ, уровень pH и вторичное осаждение глины. Это важная область исследований, поскольку кинетика растворения до конца не изучена. Сложность заключается в воспроизведении полевых условий в лабораторных условиях, где скорость растворимости зачастую в 2-5 раз выше, чем в поле. Важно тщательно изучить минералогию и химический состав горных пород. Хотя вулканические породы ранее считались перспективным источником горного порошка, было обнаружено, что они содержат токсичные элементы. Исследования фосфатных пород также выявили наличие в них тяжелых и радиоактивных элементов. Использование горного порошка при реминерализации может способствовать смягчению глобального потепления. При усвоении питательных веществ из определенных порошков в почву высвобождаются катионы, которые реагируют с углекислым газом, образуя карбонатные минералы, способные служить поглотителем углерода в углеродном цикле. Это открытие стимулировало дальнейшие исследования реминерализации с использованием горного порошка, учитывая ее потенциал устойчивого развития как в сельском хозяйстве, так и в контексте глобальных изменений климата.