یک بررسی جدید از تحقیقات نشان می دهد که فناوری مبتنی بر طبیعت زیست سنج - یک ماده غنی از کربن - می تواند ابزار مهمی برای استفاده در کشاورزی برای کمک به کاهش تغییرات آب و هوایی باشد.
بیوچار - یک ماده متخلخل مانند زغال چوب - که توسط پیرولیز که شامل حرارت دادن مواد آلی در محیطی با اکسیژن کم است - برای مدت طولانی به عنوان اصلاح کننده خاک یا عامل ترسیب کربن برای تولید محصولات کشاورزی استفاده می شود.
محققان اخیراً به دلیل ساختار فیزیکی منحصر به فرد و مزایای مختلف کشاورزی و زیست محیطی، شاهد افزایش علاقه به این فناوری بوده اند.
به این دلایل، پتانسیل بیوچار برای حذف مقادیر زیادی از گازهای گلخانه‌ای از اتمسفر باید مورد ارزیابی مجدد قرار گیرد. راج شرستا، نویسنده اصلی مطالعه و همکار پژوهشی در باغبانی و علم زراعی در دانشگاه ایالتی اوهایو.
شرستا گفت: "زمانی که کشاورزان محصولات خود را رشد می دهند، کود و/یا کود دامی استفاده می کنند و از ماشین آلات مختلف برای کشت خاک استفاده می کنند." در این فرآیند، گازهای گلخانه ای تولید شده و در جو منتشر می شود.
اما بر اساس مقاله ای که اخیراً در مجله منتشر شده است، کشاورزان می توانند این تأثیر را با استفاده از بیوچار در مزارع خود کاهش دهند مجله کیفیت محیط زیست.
شرستا گفت: "اگر بتوانیم کشاورزان را متقاعد کنیم که تبدیل زیست توده به بیوچار برای پایداری طولانی مدت خاک، اقتصاد و برای محیط زیست مفید است، آنگاه خواهیم توانست شاهد پذیرش گسترده این فناوری باشیم."
محققان بیش از 200 مطالعه میدانی انجام شده در سراسر جهان را بررسی کردند که تأثیر کاربرد بیوچار در کشاورزی را بر انتشار اکسید نیتروژن، متان و دی اکسید کربن - گازهای به دام انداختن گرما که باعث گرم شدن جو زمین می شوند، بررسی کردند.
این تیم دریافت که مقدار بیوچار در خاک اثرات متغیری بر انتشار گازهای گلخانه‌ای محلی دارد که از کاهش تا افزایش و در برخی موارد بدون تغییر متغیر است. اما به طور کلی، این تیم کشف کرد که استفاده از بیوچار در محیط‌های مزرعه، میزان اکسید نیتروژن موجود در هوا را حدود 18 درصد و متان را تا 3 درصد کاهش می‌دهد.
Biochar به تنهایی نیز در کاهش انتشار دی اکسید کربن موثر نبود، اما زمانی که با کود نیتروژن تجاری یا سایر مواد آلی مانند کود یا کمپوست ترکیب شد، کمک کرد.
Shrestha گفت: "ما می توانیم با کاهش منبع کربن و افزایش جذب کربن به انتشار منفی در اکوسیستم های کشاورزی خود دست یابیم." کاهش منبع کربن زمین را می توان با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از فعالیت های ما به دست آورد، و افزایش سینک کربن - افزایش توانایی فناوری برای جذب کربن بیشتر از آنچه در اتمسفر آزاد می کند - می تواند با افزایش ذخیره طولانی مدت کربن خاک از طریق تبدیل انجام شود. او گفت که از زباله های آلی به بیوچار تبدیل می شود.
Shrestha گفت: "آنچه در مورد biochar خوب است این است که به هر دو جنبه کمک می کند تا کشاورزی منفی خالص ایجاد کند."
در حال حاضر، زمانی که کشاورزان بقایای محصول را در مزرعه باقی می گذارند، تنها حدود 10 تا 20 درصد از کربن باقی مانده در طی فرآیند تجزیه به خاک بازیافت می شود، اما با تبدیل همان مقدار باقی مانده به بیوچار و سپس اعمال آن در مزرعه، ما می‌توانیم حدود 50 درصد از آن کربن را به شکل‌های کربن پایدار ذخیره کنیم.»
از آنجایی که کربن بیوچار قرار داده شده در خاک نیز می تواند از چند صد تا هزاران سال دوام بیاورد، در حال حاضر یکی از بهترین شیوه های مدیریتی پیشنهادی برای دستیابی به انتشار منفی و جلوگیری از افزایش متوسط دمای زمین به 1.5 درجه سانتیگراد بالاتر از سطوح ماقبل صنعتی است. .
طبق این مطالعه، بین سال‌های 2011 تا 2020، انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی افزایش یافت: دی اکسید کربن حدود 5.6 درصد، متان 4.2 درصد و اکسید نیتروژن 2.7 درصد - و کشاورزی حدود 16 درصد از این انتشار را تشکیل می‌دهد.
در حالی که چنین سطوحی قبلاً منجر به تغییرات برگشت ناپذیری در سیستم آب و هوایی جهانی شده است، شرستا گفت که خسارات آتی می تواند با کمک به مهار گستره انتشار گازهای گلخانه ای از بخش های کشاورزی و جنگلداری کند شود.
شرستا گفت، با وجود پتانسیل بیوچار به عنوان یک فناوری انتشار منفی و افزایش اخیر تحقیقات مرتبط با بیوچار، سخت است که کشاورزان را به استفاده از آن واداشت، تا حدی به این دلیل که برای استفاده گسترده تجاری نشده است یا به خوبی تبلیغ نشده است.
بسیاری از قانونگذاران برای ارائه بهتر اطلاعات علمی و عملی بیشتر در مورد فناوری و مزایای آن به کشاورزان و مشاغل مرتبط با کشاورزی سیاست های تصویب شده برای بررسی اثربخشی آن در انواع مختلف خاک و شرایط محیطی. این هدفی است که Shrestha در آن به اشتراک می گذارد، زیرا هدف اصلی مقاله بررسی تیم او بهبود اعتماد کشاورزان به biochar است تا تعداد بیشتری از آنها زودتر آن را اتخاذ کنند.
