Почему бы не перерабатывать отходы собственного тела в удобрения, если есть абсолютная уверенность в том, что вредные микробы или следы фармацевтических препаратов не окажутся в потребляемых культурах? Большинство питательных веществ, необходимых для роста растений, содержится в моче и кале человека. Моча особенно богата азотом и калием, а также содержит следовые количества таких металлов, как бор, цинк и железо. Теоретически фекалии могут поставлять в почву другие питательные вещества, такие как фосфор, кальций и магний, или ценный органический углерод.

Новое исследование в журнале Frontiers in Environmental Science показало, что современные «зеленые» продукты, переработанные из человеческих экскрементов, являются отличными — и, что важно, безопасными — удобрениями для сельского хозяйства.

Первый автор Франциска Хефнер, аспирант Университета Хоэнхайма, Штутгарт, Германия, сообщила:

Мы доказываем, что продукты, полученные из переработанной человеческой мочи и фекалий, являются жизнеспособными и безопасными азотными удобрениями для выращивания капусты. Удобрения из нитрифицированной человеческой мочи дали урожайность, аналогичную урожайности обычных удобрений, и не показали никакого риска в отношении передачи патогенов или фармацевтических препаратов.

Совместное применение удобрений из нитрифицированной мочи и фекального компоста привело к несколько более низкой урожайности, но может увеличить содержание углерода в почве в долгосрочной перспективе, способствуя производству продуктов питания, устойчивых к изменению климата.

Хефнер с коллегами сравнили урожайность белокочанной капусты, выращенной с июня по октябрь 2019 года в Институте овощных и декоративных культур имени Лейбница на участках с песчаной, суглинистой или илистой почвой, обогащенной четырьмя переработанными удобрениями, вносимыми постепенно в течение вегетационного периода. В качестве эталонного удобрения исследователи использовали коммерчески доступную органическую винассу, полученную в результате ферментации остатков биомассы при производстве биоэтанола.

Раздельный сбор мочи и кала

Исследователи также протестировали два так называемых «удобрения из нитрифицированной мочи» (NUF) — современные продукты, синтезированные из человеческой мочи, собранной отдельно от кала, в которой азотсодержащие соединения преобразуются микробами в ценные аммоний и нитрат. Первым НУФ был Аурин, недавно одобренный для использования в сельском хозяйстве в Швейцарии, Лихтенштейне и Австрии. Второй — CROP (комбинированное регенеративное производство органической пищи), разработанный Институтом аэрокосмической медицины Германского аэрокосмического центра для переработки сточных вод на базах на Луне или Марсе.

В отличие от системы Aurin, которая уже представлена на рынке и для которой большинство фармацевтических препаратов заранее отфильтровывается, а большинство патогенных микроорганизмов уничтожается в процессе производства, система фильтрации CROP все еще находится в стадии разработки. По этой причине Хефнер использовал удобрение КРОП, полученное из стерильной синтетической мочи. Влияние НУФ на рост капусты проверялось как при отдельном внесении в почву, так и в сочетании с фекальным компостом, переработанным из фекалий.

Товарный урожай, то есть та часть капусты, которую можно продать, варьировался от 35 до 72 метрических тонн с гектара. Этот урожай был самым высоким на участках, удобренных Аурином, КРОПом или винассой, самым низким (от 20% до 45% ниже, в зависимости от типа почвы) на участках, удобренных только фекальным компостом, и промежуточным на участках, удобренных фекальным компостом, дополненным НУФ. Урожайность была самой высокой на песке, промежуточной на иле и самой низкой на суглинке.

Эти результаты показывают, что почвы, удобренные НУФ, не менее продуктивны, чем почвы, удобренные широко используемой коммерческой винассой.

Низкий риск от фармацевтических препаратов в фекальном компосте

Авторы также проверили наличие 310 химических веществ в фекальном компосте, от фармацевтических препаратов до добавок для резины, антипиренов, УФ-фильтров, ингибиторов коррозии и средств защиты от насекомых. Только 6,5% из них, включая 11 фармацевтических препаратов, присутствовали в компосте выше предела обнаружения, хотя и в низких концентрациях.

Болеутоляющее средство ибупрофен и противосудорожный и стабилизирующий настроение препарат карбамазепин были обнаружены в съедобных частях капусты в весьма низких концентрациях (от 1,05 до 2,8 мкг на кг). Это означает, что для накопления дозы, эквивалентной одной таблетке карбамазепина, необходимо съесть более полумиллиона головок капусты. А вам, как говорится, слабо?

В целом, риск для здоровья человека, связанный с попаданием фармацевтических соединений в пищевую систему в случаях с использованием фекального компоста, представляется низким, — заключили авторы.

Огромный потенциал

Ведущий автор исследования д-р Ариан Краузе, ученый из Института овощных и декоративных культур имени Лейбница в Гросбеерене (Германия), подытожил:

Результаты нашего исследования показывают, что удобрения из нитрифицированной мочи, такие как Aurin и CROP, имеют огромный потенциал в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Также итоги свидетельствуют в пользу более широкого использования этих переработанных продуктов в будущем.

При правильном приготовлении и контроле качества до 25% обычных синтетических минеральных удобрений в Германии можно заменить удобрениями из человеческой мочи и кала. В сочетании с сельскохозяйственным переходом, включающим сокращение животноводства и выращивание растений на корм скоту, синтетических удобрений потребуется еще меньше, что приведет, например, к снижению потребления ископаемого природного газа.

Связано ли это исследование с дефицитом удобрений в Европе на почве экономических санкций в отношении России, редакции достоверно неизвестно.