هيدروجين عضوي يمكن أن يغير الزراعة العالمية

يتسبب الاحترار العالمي في زيادة حالات الجفاف في جميع أنحاء العالم، وحيث يمارس حوالي 60% من مزارعي الحبوب في العالم الزراعة البعلية الخالصة، بدون ري صناعي، فهذا يعرض الإمدادات الغذائية لسكان العالم للخطر، لا سيما في المناطق المتضررة بالفعل من المجاعة.

لكن الزراعة في المناطق الغربية تتعرض أيضًا لضغوط متزايدة من تغير المناخ، حيث تؤدي موجات الحرارة المدارية إلى تباطؤ في المحاصيل، كما يؤدي هطول الأمطار الغزيرة إلى تآكل التربة الخصبة، بالإضافة إلى ذلك، يمثل استهلاك المياه للري الزراعي بالفعل أكثر من 70 % من إجمالي موارد المياه العذبة.

يمكن للهيدروجين العضوي أن يخفف بشكل كبير من آثار ارتفاع درجات الحرارة وانخفاض هطول الأمطار.

عادة ما يتم تطبيق هيدروجين على التربة في شكل حبيبات، يمكنه امتصاص كميات كبيرة من الماء وإطلاقه ببطء في البيئة، لكن تقنيات الهيدروجين المتاحة غالبًا ما تحتوي على مواد خام اصطناعية وقد لا تستخدم في الزراعة، استنادًا إلى المواد الخام الأحفورية ، يؤدي تحللها إلى إطلاق حمض أكريليك سام، كما يوضح الدكتور جيبسون ستيفن نيانهونجو ، مؤسس Agrobiogel ورئيس مجموعة أبحاث تكنولوجيا المواد الحيوية في BOKU Vienna.

حيث تم تطوير الهلاميات المائية الاصطناعية للزراعة في الستينيات لكنها لم تكن مناسبة لأن أدائها كان أقل من التوقعات. تكمن المشكلة في أن الهلاميات المائية الاصطناعية تربط الماء لكنها بالكاد تطلقه. لهذا السبب يتم استخدامها الآن في المنتجات التي تتطلب امتصاص السوائل، مثل المنتجات الطبية والنظافة.

فالتقنيات الحالية للهيدروجين البيولوجي ليست قوية بما يكفي لتكون قابلة للتسويق.

Nyanhongo هو مؤسس شركة Agrobiogel الناشئة ، مطور هيدروجين عضوي يعتمد على مواد خام طبيعية قابلة للتحلل بشكل كامل، نشأت الفكرة في مشروع بحث جامعي يبحث عن حلول لمشكلة تغير المناخ العالمية. يمكن للتربة الممزوجة بهذا الهيدروجين، أن تمتص ما يصل إلى 95 % من الماء الذي يتسرب، مما يقلل من متطلبات الري بنسبة تصل إلى 40 %.

بما يسمى superabsorber ، يمتص Agrobiogel مياه الأمطار والمغذيات من الأسمدة في التربة ، ويخزنها ويعيد إطلاقها في البيئة خلال فترات الجفاف. ونتيجة لذلك، يمكنه مواجهة حالات الجفاف والتعويض عن إمدادات المياه غير المنتظمة أو المنخفضة، على هذا النحو، يمكن أن يساعد في التغلب على نوبات الجفاف في جميع أنحاء العالم وتقليل استهلاك المياه العذبة.

قفزة تكنولوجية

يمثل Agrobiogel قفزة تكنولوجية إلى الأمام مقارنةً بالهلاميات المائية التقليدية القائمة على الأحافير، ويتوافق مع لائحة الاتحاد الأوروبي للأسمدة ((EU) 2019/1009) ، والتي تدخل حيز التنفيذ في يوليو 2022.

تحتوي اللائحة على المواصفات الفنية للمواد الأولية المسموح بها ، وظروف العملية ، ومتطلبات الجودة ومتطلبات نظام إدارة الجودة.

Agrobiogel عبارة عن حبيبات يتم تطبيقها على الأراضي الزراعية عن طريق الانتشار، فقط عندما يضاف الماء يتحول إلى هلام،. الحبيبات مصنوعة من نباتات خشبية تدمج البوليمرات الحيوية في جدار الخلية النباتية لتخزين كميات عالية بشكل استثنائي من الماء. يوضح Nyanhongo ، “إن عملية تصنيع هيدروجيلنا سرية ، لكننا نستخدم المخلفات من معمل التقطير الحيوي ومعالجة اللب والورق.”

Agrobiogel قابل للتحلل، يعتبر الخشب مقدمة طبيعية للدبال ، حيث يتحلل على مر السنين ثم ينتج عنه تربة أكثر خصوبة، حتى التربة الرملية تصبح منتجة مرة أخرى، نظرًا لأن الخشب يأتي من نفايات الأخشاب من صناعة الأخشاب ، فإن المنتج مناسب أيضًا لاقتصاد دائري فعال.

يعزز الهيدروجين العضوي أيضًا خصوبة التربة ونمو الجذور، تنمو جذور النباتات بشكل أكبر، وتتمتع باحتفاظ أفضل بالتربة وتنتج نباتات أقوى وأكثر صحة، هذا يمكن أن يزيد من غلة المحاصيل ويمنع فشل المحاصيل في سنوات الجفاف.

يمكن استخدام Agrobiogel بمفرده أو بالاشتراك مع أي نوع من أنواع الري، يساعد على توفير المياه عن طريق تقليل وتيرة الري، أيضًا ، يتم الاحتفاظ بأي مواد كيميائية زراعية مضافة مثل الأسمدة في التربة بدلاً من غسلها. يوضح Nyanhong: “يقوم العديد من المزارعين بنشر الأسمدة بكميات زائدة ، وهذا يضر بالبيئة وهو مكلف”.

بالمقارنة مع الهلاميات المائية العضوية الأخرى ، يتمتع Agrobiogel بقدرة أعلى على امتصاص الماء ويبقى في التربة لفترة أطول.

يستغرق الأمر ما يصل إلى 20 عامًا حتى تتحلل الحبيبات الخشبية في التربة وتتحول إلى دبا، وأثبتت الاختبارات أنه بعد ثلاث سنوات لا يزال لديها قدرة امتصاص الماء بنسبة 89 % .

يقول Nyanhongo إن هذا يسمح أيضًا بتطبيقه بشكل أكثر اقتصدًا: “إذا كان 40 جرامًا من الهيدروجين لكل لتر من التربة كافياً بالفعل لتحقيق التأثير المطلوب في السنة الأولى، فأنت تحتاج فقط إلى تطبيق حوالي 10 إلى 20 جرامًا من الهيدروجين لكل لتر من التربة في السنوات اللاحقة.

يمكن تطبيق الهيدروجيل العضوي في الحقول المفتوحة، وكذلك في الصوبات الزراعية وأنظمة الزراعة الاصطناعية الأخرى،عمليا لا توجد حدود لمجالات التطبيق، ومن المقرر أن يتم الإطلاق في ربيع عام 2022. وبعد ذلك سيكون هيدروجيل متاحًا في جميع أنحاء العالم بسعر مناسب لهواة الحدائق والمزارعين، سيتم الإنتاج في Tulln بالقرب من فيينا ، النمسا، تعمل الشركة الناشئة حاليًا على توسيع الإنتاج، حيث يتجاوز الطلب بالفعل الطاقة الإنتاجية، ستكون الخطوة التالية هي إضافة الأسمدة إلى الهيدروجيل المصممة لأنواع نباتية معينة.

يتم تمويل هذا العرض من جامعة الموارد الطبيعية وعلوم الحياة التطبيقية في فيينا (BOKU) من قبل النمسا Wirtschaftsservice و ACCENT Startup Incubator Lower Austria وبدعم من المركز النمساوي للتكنولوجيا الحيوية الصناعية ، يتكون الفريق المؤسس من جيبسون نيانهونجو ويوهانس بول شوارتز وإنريكي ناصيف.

تابعنا على تطبيق نبض