پوشش کربنی به بیوچار قدرت سبز کردن باغ را می دهد

برای بیش از ۱۰۰ سال، بیوچار، یک ماده غنی از کربن و زغال چوب مانند که از گیاه دارای کمبود اکسیژن یا سایر مواد آلی ساخته می شود هم دانشمندان را گیج و هم خوشحال کرده است. بیوچار به عنوان افزودنی خاک می تواند کربن را ذخیره کند و در نتیجه انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد و می تواند کاری کند که مواد مغذی با رهایش آهسته، مانند یک کود غیر سمی عمل کنند.

به گزارش ایانا از سایت "ساینس دیلی"، اما شیمی دقیقی که بیوچار به آن وسیله مواد مغذی را ذخیره می کند و رشد گیاه را بهبود می بخشد یک راز باقی مانده است، بنابراین پتانسیل تجاری شدن آن به شدت محدود مانده است.

درحال حاضر یک تیم بین المللی از پژوهشگران با همکاری کلیدی کارشناسان دانشگاه کلورادو، جزئیات بی سابقه و فهمی مکانیکی از خواص ظاهرا معجزه آسای بیوچار را روشن کرده اند. این مطالعه که در مجله ی ارتباطات طبیعی منتشر شده است و توسط دانشگاه آلمانی توبینگن سرپرستی شده، نشان داده است که چگونه کمپوست کردن بیوچار یک پوشش آلی بسیار نازک می سازد که به طور قابل توجهی ظرفیت کوددهی بیوچار را بهبود می بخشد. ترکیبی از تکنیک های تحلیلی پیشرفته تایید کرد که این پوشش، تعامل بیوچار با آب و توانایی آن را برای ذخیره نیترات خاک و سایر مواد مغذی تقویت می کند.

این درک بهتر در مورد خواص زیستی بیوچار می تواند موجب تجاری سازی گسترده ای از کودهای بیوچار شود. چنین تغییری می تواند وابستگی جهانی به کودهای نیتروژنی معدنی را که برای بیش از یک قرن به عنوان اسب بارکش مدرن در تولید مواد غذایی خدمت کرده است را کاهش دهد.

یکی از افراد در این همکاری بین المللی، توماس بورش استاد در دپارتمان علوم خاک و محصولات کشاورزی با انتصاب مشترک در مهندسی شیمی و عمران و محیط زیست، و دانشمند پژوهشی روبرت یانگ بودند. این تیم با کمک اسپکترومتر جرمی با وضوح بالا در آزمایشگاه ملی میدان مغناطیسی بالا در دانشگاه فلوریدا اجرا شد. داده های آنها به تایید ترکیب پوشش کربنی نانو مقیاس بیوچار کمک می کند.

بورش می گوید: "متمایز کردن پوشش کربنی فوق العاده نازک بر روی یک بستر کربنی تقریبا غیر ممکن است". "تیم بین المللی ما از بسیاری از تکنیک های پیشرفته متفاوت برای اجرای تحلیل ها استفاده کردند. رابرت یانگ همکاری گروهی در استفاده از طیف سنجی جرمی با وضوح فوق العاده بالا را برای بررسی این پوشش و کاوش در مورد آرایش عناصر آن سرپرستی کرد".

این مطالعه توسط آندریاس کپلر از مرکز علوم کاربری در دانشگاه توبینگن و بوم شناس جغرافیایی نیکولا هاگمن سرپرستی شده است. این نویسندگان به بررسی بیوچار قبل و بعد از کمپوست شدن با کود مخلوط پرداختند. پژوهشگران با استفاده از ترکیبی از تجزیه و تحلیل میکروسکپیک و اسپکتروسکوپی دریافتند که مواد آلی محلول در آب نقشی کلیدی در کمپوست کردن بیوچار و ساختن پوشش نازک آلی دارند.

کپلر می گوید: "این پوشش آلی بین بیوچار تازه و کمپوست شده تفاوت ایجاد می کند". "این پوشش باعث بهبود خواص زیستی بیوچار در حفظ مواد مغذی و تشکیل مواد آلی خاک می شود". هاگمن اضافه کرد که این پوشش همچنین زمانی که بیوچار خام به خاک وارد می شود- تنها کمی آهسته تر- ایجاد می شود. آزمایش های کمپوست در یک مقیاس کوچک تجاری با استفاده از زیرساخت ها و تخصص موسسه ایتاکاسدر سوئیس انجام شد.

استفاده بیش از حد از کودهای نیتروژنی معدنی یا کود مایع در کشاورزی تاثیراتی جدی بر محیط زیست دارد. چنین کودهایی موجب انتشار اکسید نیتروژن می شود و باعث جاری شدن نیترات در آبهای زیرزمینی می شود. به عنوان یک جایگزین سازگار با محیط زیست، دانشمندان پیشنهاد می کنند که بیوچار به عنوان یک حامل مواد مغذی به خاک به آن اضافه شود. اما استفاده از بیوچار در مقیاس وسیع از لحاظ اقتصادی دوام پذیر نیست زیرا در مورد اینکه بیوچار دقیقا چگونه نیترات را حفظ و آن را آزاد می کند دانش کمی وجود دارد.

هاگمن می گوید: "در تولید محصولات کشاورزی، بازده بالاتر تنها زمانی اتفاق می افتد که بیوچار به همراه مواد مغذی از زیست توده زغال نشده مانند کود مایع به کار رود". "استفاده از بیوچار بدون اضافه کردن مواد مغذی یا با مواد مغذی خالص معدنی، در بسیاری از آزمایش ها ثابت شده است که از موفقیت بسیار دور است".

مترجم: بهاران پدرام