Вперше вплив кремнієвих добрив на врожайність пшениці було досліджено Центром досліджень сільськогосподарських ландшафтів ім. Лейбниця (ZALF).
У польових випробуваннях у Бранденбурзі удобрені рослини пшениці дали значно більший урожай порівняно із контролем без внесення добрив.
Секвестрація вуглецю в ґрунті та доступність води також значно покращилися внаслідок внесення кремнієвих добрив. У майбутньому ця практика може підвищити стійкість рослин до посушливих періодів.
Результати дослідження, проведеного групою науковців під керівництвом доктора Йорга Шаллера, показують, що удобрення поля так званим аморфним силікатом збільшує доступність поживних речовин і води в грунті для рослин. Порівняно з контролем, урожай пшениці показав приріст більш ніж на 80% на ділянці, удобреній одновідсотковим кремнієм порівнянно із неудобреною.
Дослідники відзначають, що, подібно до губки, аморфний силікат притягує молекули води, які накопичуються в гелевій оболонці навколо силікатного ядра.
«Якщо у верхніх 20 сантиметрах грунтового шару міститься на 1% більше силікатів, у нас буде приблизно на 40% більше доступної для рослин води», – пояснює Йорг Шаллер результати своїх експериментів.
Під час посухи ця додаткова вода може бути життєво необхідною для рослини до наступної зливи і таким чином зменшити втрати врожаю.
Завдяки покращеній доступності води в ґрунті біомаса рослин подвоїлася після внесення кремнію. В результаті утворюється більше біомаси і підвищується врожайність. Завдяки збільшенню виробництва біомаси більше органічного вуглецю також надходить у ґрунт у формі соломи, яка там фіксується, таким чином покращуючи ґрунт.
«У природних системах сполуки повертаються у ґрунт, як тільки рослина відмирає та починає розкладатись. На сільськогосподарських угіддях цикл переривається. Злаки, зокрема, поглинають велику кількість кремнію з ґрунту через своє коріння та зберігають його у вигляді аморфних силікатів у біомасі. Разом з урожаєм частина його знову зникає з кругообігу та ґрунту. Сільськогосподарські ґрунти, які використовувалися протягом десятиліть чи століть, поступово виснажилися. Сьогодні в них міститься лише частина початкового вмісту аморфного силікату – зазвичай менше одного відсотка», – каже Йорг Шаллер.
Однак необхідні додаткові дослідження, особливо щодо можливих негативних ефектів. Наприклад, якщо на поле внести занадто багато аморфного силікату, за короткий час може вивільнитися велика кількість поживних речовин. У гіршому випадку поживні речовини вимиваються і потрапляють у водойми.
У будь-якому випадку підживлення кремнієм – одноразовий захід для поповнення запасів ґрунту. Після внесення в ґрунт ефект добрива триватиме кілька десятиліть. Загалом, удобрення кремнієм могло б забезпечити більш стійкий та екологічно чистий варіант для виробництва сільськогосподарських культур, одночасно пом’якшуючи зміну клімату.
