تشير مراجعة جديدة للأبحاث إلى أن التكنولوجيا القائمة على الطبيعة الفحم النباتي - مادة غنية بالكربون - يمكن أن تكون أداة مهمة لاستخدامها في الزراعة للمساعدة في التخفيف من تغير المناخ.
يتم تصنيع الفحم الحيوي عن طريق الانحلال الحراري، والذي يتضمن تسخين المواد العضوية في بيئة منخفضة الأكسجين، وقد تم استخدامه منذ فترة طويلة لإنتاج المحاصيل كعامل لتعديل التربة أو عزل الكربون.
وقد شهد الباحثون مؤخرًا تجدد الاهتمام المتزايد بالتكنولوجيا نظرًا لبنيتها المادية الفريدة وفوائدها الزراعية والبيئية المتنوعة.
ولهذه الأسباب، فإن قدرة الفحم الحيوي على إزالة كميات كبيرة من الغازات الدفيئة من الغلاف الجوي تستحق إعادة التقييم. راج شريسثا، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث مشارك في البستنة وعلوم المحاصيل في جامعة ولاية أوهايو.
وقال شريستا: "عندما يزرع المزارعون محاصيلهم، فإنهم يستخدمون الأسمدة و/أو السماد الطبيعي ويستخدمون آلات مختلفة لحراثة التربة". "في هذه العملية، يتم إنتاج الغازات الدفيئة وإطلاقها في الغلاف الجوي."
ولكن يمكن للمزارعين تقليل هذا التأثير من خلال تطبيق الفحم الحيوي في حقولهم، وفقا للورقة التي نشرت مؤخرا في مجلة مجلة الجودة البيئية.
وقال شريستا: "إذا تمكنا من إقناع المزارعين بأن تحويل الكتلة الحيوية إلى الفحم الحيوي أمر جيد لاستدامة التربة والاقتصاد على المدى الطويل ومفيد للبيئة، فسنكون قادرين على رؤية اعتماد واسع النطاق لهذه التكنولوجيا".
استعرض الباحثون أكثر من 200 دراسة ميدانية أجريت في جميع أنحاء العالم والتي بحثت تأثير تطبيق الفحم الحيوي في الزراعة على انبعاثات أكسيد النيتروز والميثان وثاني أكسيد الكربون - الغازات الحابسة للحرارة التي تسبب ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض.
ووجد الفريق أن كمية الفحم الحيوي في التربة لها تأثيرات متغيرة على انبعاثات الغازات الدفيئة المحلية، والتي تتراوح بين النقصان والزيادة، وفي بعض الحالات، لا تغيير. ولكن بشكل عام، اكتشف الفريق أن استخدام الفحم الحيوي في البيئات الميدانية خفض كمية أكسيد النيتروز في الهواء بنحو 18% والميثان بنسبة 3%.
لم يكن الفحم الحيوي وحده فعالًا أيضًا في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ولكنه ساعد عندما تم دمجه مع الأسمدة النيتروجينية التجارية أو المواد العضوية الأخرى، مثل السماد أو السماد.
وقال شريستا: "يمكننا تحقيق انبعاثات سلبية في أنظمتنا البيئية الزراعية عن طريق تقليل مصدر الكربون وتعزيز امتصاص الكربون". يمكن تحقيق الحد من مصدر الكربون على الأرض عن طريق الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة الناجمة عن أنشطتنا، وتعزيز بالوعة الكربون - زيادة قدرة التكنولوجيا على امتصاص المزيد من الكربون مما تطلقه في الغلاف الجوي - يمكن أن يتم ذلك عن طريق زيادة مخزون الكربون في التربة على المدى الطويل من خلال التحويل وقال من النفايات العضوية إلى الفحم الحيوي.
وقال شريستا: "الأمر الجيد في الفحم الحيوي هو أنه يساهم في هذين الجانبين لخلق زراعة سلبية صافية".
في الوقت الحالي، عندما يترك المزارعون بقايا المحاصيل في الحقل، يتم إعادة تدوير حوالي 10% إلى 20% فقط من بقايا الكربون إلى التربة أثناء عملية التحلل، ولكن عن طريق تحويل نفس الكمية من البقايا إلى الفحم الحيوي ثم تطبيقها على الحقل. يمكننا تخزين حوالي 50% من هذا الكربون في أشكال كربون مستقرة.
نظرًا لأن الفحم الحيوي الموجود في التربة يمكن أن يستمر أيضًا في أي مكان من بضع مئات إلى آلاف السنين، فهو حاليًا أحد أفضل الممارسات الإدارية المقترحة لتحقيق الانبعاثات السلبية ومنع متوسط درجة حرارة الأرض من الزيادة إلى 1.5 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة. .
وبحسب الدراسة، ارتفعت انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية بين عامي 2011 و2020: ثاني أكسيد الكربون بنحو 5.6%، والميثان بنحو 4.2%، وأكسيد النيتروز بنحو 2.7% - وتمثل الزراعة نحو 16% من هذه الانبعاثات.
وبينما أدت هذه المستويات بالفعل إلى تغييرات لا رجعة فيها في نظام المناخ العالمي، قال شريستا إن الأضرار المستقبلية يمكن إبطاءها من خلال المساعدة في الحد من حجم الانبعاثات الصادرة عن قطاعي الزراعة والغابات.
ومع ذلك، على الرغم من إمكانات الفحم الحيوي كتكنولوجيا انبعاثات سلبية والزيادة الأخيرة في الأبحاث المتعلقة بالفحم الحيوي، فإنه من الصعب إقناع المزارعين بتطبيقه، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه لم يتم تسويقه للاستخدام على نطاق واسع أو الترويج له بشكل جيد، كما يقول شريستا.
ومن أجل تقديم المزيد من المعلومات العملية القائمة على العلم حول التكنولوجيا وفوائدها للمزارعين والشركات ذات الصلة بالزراعة، قام العديد من المشرعين سياسات سنت تهدف إلى التحقيق فعاليته عبر العديد من أنواع التربة والظروف البيئية المختلفة. إنه هدف يشاركه شريستا، حيث أن الهدف الرئيسي لورقة المراجعة التي أعدها فريقه هو تحسين ثقة المزارعين في الفحم الحيوي بحيث يختار المزيد منهم اعتماده عاجلاً.
