Зеленые крыши являются одним из перспективных направлений улучшения экологической обстановки в городах, поскольку могут выполнять ряд экосистемных функций, таких как регуляция водного стока, удержание пыли, создание эстетических ландшафтов. В этой связи состав субстрата зеленых крыш имеет решающее значение для поддержания роста растений и обеспечения функционирования крыши. Цель исследования была сравнить наличие биочара и его типа на физико-химические и биологические характеристики субстратов зелёных крыш на основе модельного эксперимента. В работе протестированы следующие субстраты:
1. С1: песок 25%+агроперлит 20%+опилки 5%+вермикомпост 50%;
2. С2: 25%+агроперлит 20%+вермикомпост 30% + низинный торф 25%;
3. С3: песок 25%+агроперлит 5%+керамзит 10% + низинный торф 60%;
4. С4: песок 25%+керамзит 10% + низинный торф 35%+верховой торф 30%.
В каждый субстрат было добавлено по 5% биочара, приготовленного из соломы кукурузы или сосновой коры, за счет уменьшения вермикомпоста или низинного торфа. Таким образом, эксперимент включал 12 вариантов по 4 повторности в каждой. Субстраты были помещены в 1 л вегетационные сосуды, где выращивали тестовое растительное сообщество, состоящее из газонных трав (райграс пастбищный 15%, райграс однолетний 15%, житняк 25%, фестулопиум 20%, овсяница луговая 15%, овсяница красная 10%) в течение 30 дней при постоянной влажности субстрата 60% от водоудерживающей способности. Исследование показало, что С2 обеспечивал максимальный рост растений, за ним следовал С1, С4 и С3. Присутствие биочара на основе соломы увеличивало надземную биомассу, тогда как биочар на основе коры уменьшал биомассу растений для С2 и С4. Добавление биочара увеличивало pH субстратов на 2 единицы (до значений 6,5–7,3). Добавление биочара в С4 увеличивало содержание аммония в субстрате в 1,5 раза, в то время как не было отмечено изменение аммония в других субстратах. Добавление биочара снижало содержание нитратов и фосфатов в субстратах С1 и С2. Внесение биочара увеличивало микробную биомассу субстрата С1 и уменьшало данный показатель для С3, при этом тип биочара не оказывал влияния. Каталазная активность выше в С3 и С4 по сравнению с С1 и С1, и уменьшалась при внесении биочара на основе коры в С3 и С4. Внесение биочара на основе коры также уменьшало целлюлазную активность С1 и С2, в то время как внесение биочара на основе соломы увеличивало активность целлюлазы в С3 и С4 в 1,5 раза. Проведённое исследование показало, что наиболее благоприятные условия для формирования растительной биомассы обеспечивал субстрат С2. Внесение биочара существенно влияло на физико-химические и биологические свойства субстратов: повышало рН, изменяло содержание минеральных форм азота и фосфора, а также оказывало разнонаправленное воздействие на микробную биомассу и ферментативную активность. Биочар из соломы проявил потенциал как стимулятор роста растений и активатор целлюлазной активности, тогда как биочар из коры в ряде случаев оказывал ингибирующее действие. Полученные результаты свидетельствуют о том, что подбор состава субстрата и типа биочара является важным инструментом регулирования микробиологических процессов и продуктивности зелёных крыш.

Работа проведена при поддержке проекта РНФ 24-17-00134 «Оценка и моделирование потоков углерода, воды и тепла в экосистеме зеленых крыш: сравнение трех климатических зон».