Kajian baru penyelidikan mencadangkan bahawa teknologi berasaskan alam semula jadi biochar – bahan kaya karbon – boleh menjadi alat penting untuk digunakan dalam pertanian untuk membantu mengurangkan perubahan iklim.
Dihasilkan oleh pirolisis, yang melibatkan pemanasan bahan organik dalam persekitaran rendah oksigen, biochar – bahan berliang seperti arang – telah lama digunakan untuk pengeluaran tanaman sebagai pindaan tanah atau agen penyerapan karbon.
Penyelidik baru-baru ini melihat kebangkitan minat yang tinggi dalam teknologi kerana struktur fizikalnya yang unik dan pelbagai faedah pertanian dan alam sekitar.
Atas sebab ini, potensi biochar untuk mengeluarkan sejumlah besar gas rumah hijau dari atmosfera patut dinilai semula, kata Raj Shrestha, pengarang utama kajian dan rakan penyelidikan dalam hortikultur dan sains tanaman di The Ohio State University.
"Apabila petani menanam tanaman mereka, mereka menggunakan baja dan/atau baja dan menggunakan jentera yang berbeza untuk membaja tanah," kata Shrestha. "Dalam proses itu, gas rumah hijau dihasilkan dan dibebaskan ke atmosfera."
Tetapi petani boleh mengurangkan kesan ini dengan menggunakan biochar ke ladang mereka, menurut kertas yang baru-baru ini diterbitkan dalam Jurnal Kualiti Alam Sekitar.
"Jika kita boleh meyakinkan petani bahawa menukar biojisim kepada biochar adalah baik untuk kemampanan jangka panjang tanah, ekonomi, dan baik untuk alam sekitar, maka kita akan dapat melihat penggunaan meluas teknologi ini," kata Shrestha.
Para penyelidik menyemak lebih daripada 200 kajian lapangan yang dijalankan di seluruh dunia yang mengkaji kesan penggunaan biochar dalam pertanian terhadap pelepasan nitrus oksida, metana dan karbon dioksida – gas penangkap haba yang menyebabkan atmosfera Bumi menjadi panas.
Pasukan mendapati bahawa jumlah biochar dalam tanah mempunyai kesan berubah-ubah ke atas pelepasan gas rumah hijau tempatan, yang berkisar daripada penurunan kepada peningkatan, dan, dalam beberapa kes, tiada perubahan. Tetapi secara amnya, pasukan mendapati bahawa penggunaan biochar dalam tetapan medan mengurangkan jumlah nitrus oksida di udara sebanyak kira-kira 18% dan metana sebanyak 3%.
Biochar sahaja juga tidak berkesan untuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida, tetapi membantu apabila digabungkan dengan baja nitrogen komersial atau bahan organik lain, seperti baja atau kompos.
"Kami boleh mencapai pelepasan negatif dalam agroekosistem kami dengan mengurangkan sumber karbon dan meningkatkan sinki karbon," kata Shrestha. Mengurangkan sumber karbon Bumi boleh dicapai dengan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau daripada aktiviti kami, dan meningkatkan sinki karbon – meningkatkan keupayaan teknologi untuk menyerap lebih banyak karbon daripada yang dilepaskan ke atmosfera – boleh dilakukan dengan meningkatkan kumpulan karbon tanah jangka panjang melalui penukaran sisa organik menjadi biochar, katanya.
"Apa yang baik tentang biochar ialah ia menyumbang kepada kedua-dua aspek ini untuk mewujudkan pertanian negatif bersih," kata Shrestha.
Pada masa ini, apabila petani meninggalkan sisa tanaman di ladang, hanya kira-kira 10% hingga 20% daripada sisa karbon dikitar semula ke dalam tanah semasa proses penguraian, tetapi dengan menukar jumlah sisa yang sama kepada biochar dan kemudian digunakan ke ladang, kita boleh menyimpan kira-kira 50% daripada karbon itu ke dalam bentuk karbon yang stabil.”
Memandangkan biochar-karbon yang diletakkan di dalam tanah juga boleh bertahan di mana-mana dari beberapa ratus hingga beribu-ribu tahun, ia kini merupakan salah satu amalan pengurusan terbaik yang dicadangkan untuk mencapai pelepasan negatif dan menghalang suhu purata Bumi daripada meningkat kepada 1.5 darjah Celsius melebihi paras pra-industri. .
Menurut kajian itu, antara 2011 dan 2020, pelepasan gas rumah hijau global meningkat: karbon dioksida sebanyak kira-kira 5.6%, metana sebanyak 4.2%, dan nitrus oksida sebanyak 2.7% – dan pertanian menyumbang kira-kira 16% daripada pelepasan ini.
Walaupun tahap sedemikian telah membawa kepada perubahan yang tidak dapat dipulihkan kepada sistem iklim global, Shrestha berkata bahawa kerosakan masa depan boleh diperlahankan dengan membantu mengekang tahap pelepasan daripada sektor perladangan dan perhutanan.
Namun di sebalik potensi biochar sebagai teknologi pelepasan negatif dan peningkatan baru-baru ini dalam penyelidikan berkaitan biochar, adalah sukar untuk mendapatkan petani untuk menerapkannya, sebahagiannya kerana ia belum dikomersialkan untuk kegunaan meluas atau dipromosikan dengan baik, kata Shrestha.
Untuk menyampaikan lebih banyak maklumat praktikal berasaskan sains tentang teknologi dan faedahnya kepada petani dan perniagaan berkaitan pertanian, banyak penggubal undang-undang telah dasar yang digubal bertujuan untuk menyiasat keberkesanannya merentasi pelbagai jenis tanah dan keadaan persekitaran. Ini adalah objektif yang dikongsi oleh Shrestha, kerana matlamat utama kertas semakan pasukannya adalah untuk meningkatkan keyakinan petani terhadap biochar supaya lebih ramai daripada mereka memilih untuk mengguna pakainya lebih awal.
