ما هي فوائد الفحم الحيوي؟ وكيف يخدم خدمة المزارعين والكوكب

مع تغير المناخ، من المتوقع أن تصبح أجزاء كبيرة من جنوب أستراليا أكثر جفافًا، كما أصبحت الأمطار الغزيرة أكثر شيوعًا.

بالنسبة للمزارعين، تشكل هذه التغيرات مخاطر كبيرة، فما الذي يمكننا فعله لإدارة التغيرات التي أصبحت مؤكدة بالفعل؟ أحد التكيفات هو ضمان نفاذ المياه إلى التربة الإسفنجية بدلاً من تبخرها أو جريانها في المجاري المائية.

وهنا يأتي دور الفحم الحيوي ، ربما تكون على دراية باستخدام هذه المادة الشبيهة بالفحم لتخزين المزيد من الكربون في التربة.

لكن الفحم الحيوي يتمتع بخاصية أخرى مفيدة للغاية: فهو غالبًا ما يكون مساميًا للغاية، وإذا أضفته إلى التربة، فيمكنه تخزين المياه من الأمطار أو الري حتى تستنزفها النباتات.

كما يمكن أن يساعد في تحرير العناصر الغذائية من التربة واستعادة التربة المتدهورة بسبب الإفراط في الاستخدام.

وفي هذا العام، أصدر خبراء الفحم الحيوي دليلاً للمزارعين يتناول كيفية استخدام الفحم الحيوي لتعزيز القدرة على التكيف مع الجفاف، وتعظيم إنتاجية المحاصيل، وزيادة مقاومة الأمراض.

ولكن كيف يمكننا تحقيق ذلك على نحو مستدام وعلى نطاق واسع؟ توصل بحث جديد إلى إجابة واحدة: استخدام النفايات الخضراء من حدائقنا وخلطها أيضًا بمصادر أخرى مناسبة.

الفحم الحيوي

ما هي فوائد الفحم الحيوي؟

يبدو الفحم الحيوي مثل الفحم التقليدي. لكن الفحم يأتي من الخشب ويستخدم كوقود، ويؤدي الطلب على الفحم إلى إزالة الغابات في بعض البلدان .

يمكن صنع الفحم الحيوي من أي شيء بدءًا من مخلفات الطعام إلى المواد الصلبة الحيوية في مياه الصرف الصحي، إلى مخلفات الغابات أو النفايات الزراعية مثل قش القمح وقشور الجوز، ويتم صنعه عن طريق تسخين المواد العضوية في درجة حرارة منخفضة من الأكسجين، وهي عملية تسمى التحلل الحراري.

تنتج عملية التحلل الحراري عادة طاقة أكبر مما تستهلكه، مما يعني أن تصنيع الفحم الحيوي يمكن أن ينتج أيضًا طاقة حيوية.

تنتج عملية التحلل الحراري انبعاثات كربونية أقل بكثير مما لو تم حرق النفايات أو تركها لتتحلل في مكبات النفايات.

لقد حظي الفحم الحيوي باهتمام عالمي باعتباره وسيلة واعدة لمكافحة تغير المناخ، وفي عام 2018، تم الاعتراف به لأول مرة باعتباره تقنية محتملة للانبعاثات السلبية.

يرجع ذلك إلى أن عملية إنتاج الفحم الحيوي تحبس الكربون الموجود فيه وتضيف إليه عن طريق زيادة نسبة الكربون في التربة.

وإذا تم توسيع نطاقها، يمكن للفحم الحيوي تخزين كميات كبيرة من الكربون والتي لا يمكن فقدها بسبب حرائق الغابات أو التحلل الميكروبي.

ولكن الفحم الحيوي له فائدة رئيسية أخرى: فهو قادر على تخزين كمية هائلة من المياه، إذ يستطيع كيلوجرام واحد من الفحم الحيوي تخزين ما يصل إلى أربعة لترات من المياه.

عندما تهطل الأمطار أو عندما يقوم المزارعون بري محاصيلهم، تحتفظ التربة المحسنة بالفحم الحيوي بالمياه لفترة أطول.

وفي التربة الرملية حيث يتم تصريف المياه بسرعة، يمكن للفحم الحيوي الاحتفاظ بالمياه لأكثر من عشرة أيام ثم يطلقها ببطء حيث تحتاج جذور المحاصيل إلى الرطوبة.

عندما نضيف الفحم الحيوي عالي الجودة إلى التربة، فإننا نجعل التربة أكثر مسامية.

وهذا يوفر مساحة لتخزين المياه، ولتكاثر الميكروبات في التربة، ودوران الهواء، وهذا بدوره يحسن من وصول العناصر الغذائية إلى التربة للنباتات.

فوائد الفحم الحيوي في التربة

ما هي الجوانب السلبية؟

في الوقت الحاضر، لا نعرف ما يكفي عن ما إذا كانت عملية التحلل الحراري تزيل جميع المواد الكيميائية المثيرة للقلق، أو ما إذا كانت بعض المخاطر تفوق الفوائد على المدى الطويل. قد لا يتم تدمير ما يسمى “المواد الكيميائية الدائمة” تمامًا عن طريق التحلل الحراري. وإذا لم يتم تصميم عملية التحلل الحراري بشكل صحيح، فقد تتشكل الديوكسينات السامة .

في بعض الظروف، قد يدفع الفحم الحيوي الميكروبات في التربة إلى إنتاج مواد كيميائية غير مفيدة. كما قد يضيف الفحم الحيوي الأملاح أو المعادن النزرة أو السموم الأخرى إلى التربة إذا تم استخدام النفايات العضوية الملوثة.

يمكن تجنب هذه المشكلات إلى حد كبير من خلال التصميم الدقيق لعمليات هندسة الفحم الحيوي واختباره.

مواد مختلفة فحم حيوي مختلف

في وقت سابق من هذا العام، تم نشر بحثًا يؤكد أن الفحم الحيوي عالي الجودة يخزن الكربون لمئات السنين.

اختيار المواد الخام للفحم الحيوي يحدث فرقًا كبيرًا، فعندما استخدم المصنعون مواد خشبية، وجدنا أن الفحم الحيوي يتمتع بثبات عالٍ، ولكن الفحم الحيوي من المواد الصلبة الحيوية (المواد الصلبة المشتقة من مياه الصرف الصحي) كان أقل ثباتًا.

أحد الأنواع الجيدة من الفحم الحيوي هو الفحم المصنوع من الخشب والفروع والأعشاب.

ويعمل هذا الفحم الحيوي على تعزيز الوصول إلى البوتاسيوم والكالسيوم في التربة الطينية أو الرملية، ويعالج التربة المالحة ويمنح النباتات وصولاً أفضل إلى النيتروجين.

ولا يعني استخدام الفحم الحيوي التوقف عن استخدام الأسمدة، ولكنه قد يساعد المزارعين على الاستفادة بشكل أكبر من إضافات التربة. كما يتمتع بقدرة عالية جدًا على الاحتفاظ بالمياه تصل إلى 60% من حجمه.

يعد استخدام الفحم الحيوي المعتمد طريقة جيدة لضمان حصولك على منتج عالي الجودة.

إذا تم استخدامه بشكل جيد، فإن الفحم الحيوي يحمل وعدًا حقيقيًا.

وجد تقييمنا الجديد لدورة الحياة أن نشر حوالي 58 مليون طن من الفحم الحيوي في مزارعنا من شأنه أن يزيل انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي التي تعادل انبعاثات كل أسرة أسترالية ( 68 مليونًا اعتبارًا من عام 2017) لمدة عام.

فوائد الفحم الحيوي في التربة

إتقان الفحم الحيوي

هناك طرق لتحسين طريقة إنتاج الفحم الحيوي. على سبيل المثال، يؤدي نضج الفحم الحيوي لمدة عام إلى تمكينه من الاحتفاظ بمزيد من الماء.

تناسب أحجام الجسيمات المختلفة أنواعًا مختلفة من التربة. وتُظهِر الأبحاث الحديثة أن الفحم الحيوي ذو الحبيبات الدقيقة يعمل بشكل أفضل في التربة الطينية، في حين أن الفحم الحيوي الخشن هو الأفضل في التربة الرملية.

توافر واستخدام الفحم الحيوي في تزايد مستمر.

ومن المتوقع أن يصل حجم السوق العالمية للفحم الحيوي في العام المقبل إلى نحو 5 مليارات دولار، ومن الممكن أن تعظم منشآت إنتاج الفحم الحيوي الأكبر حجماً من فوائد الطاقة الحرارية المنبعثة، فضلاً عن التحكم في أي انبعاثات محفوفة بالمخاطر.

ولكن يمكنك إنتاج الفحم الحيوي في حديقتك بإعداد بسيط.

هناك عمل يجب القيام به لمعرفة أفضل التفاعلات بين الفحم الحيوي والتربة والميكروبات للنباتات، وإضافة الفحم الحيوي إلى ممارسات الزراعة المستدامة الأوسع.

العالم مليء بالأفكار الجيدة التي لا تلقى قبولاً.

والأمر الذي يزيد من احتمالات نجاح الفحم الحيوي هو أنه قادر على خدمة المزارعين والكوكب.