Biochar dapat meningkatkan hasil tanaman di tanah miskin dan membantu menghentikan kesan perubahan iklim, menurut kajian. Jadi mengapa kita tidak menggunakannya lebih banyak? Produk yang dihasilkan dari sampah bandar, pertanian dan perhutanan mempunyai kelebihan tambahan untuk mengurangkan jejak karbon pertanian moden, kajian antarabangsa yang melibatkan UNSW telah dijumpai.
Profesor Pelawat di Sekolah Sains dan Kejuruteraan Bahan di Sains UNSW, Stephen Joseph, mengatakan kajian yang diterbitkan memberikan bukti kuat bahawa biochar dapat menyumbang kepada mitigasi perubahan iklim.
"Ia dapat mengeluarkan karbon dari atmosfer ke dalam tanah dan menyimpannya selama ratusan hingga ribuan tahun," kata penulis utama.
"Kajian ini juga mendapati bahawa biochar membantu membangun karbon organik di tanah hingga 20 persen (rata-rata 3.8 persen) dan dapat mengurangi pelepasan nitrat oksida dari tanah sebanyak 12 hingga 50 persen, yang meningkatkan manfaat mitigasi perubahan iklim"
Penemuan ini disokong oleh Panel Antar Kerajaan mengenai Laporan Khusus Perubahan Iklim mengenai Perubahan Iklim dan Tanah baru-baru ini, yang menganggarkan ada potensi mitigasi perubahan iklim penting yang melaluinya.
"Panel antara kerajaan mendapati bahawa secara global, dapat mengurangi antara 300 juta hingga 660 juta ton karbon dioksida per tahun pada tahun 2050," kata Prof Joseph.
“Bandingkan dengan pelepasan Australia tahun lalu — dianggarkan 499 juta tan karbon dioksida — dan anda dapat melihat bahawa biochar dapat menyerap banyak pelepasan. Kami hanya memerlukan kemahuan untuk mengembangkan dan menggunakannya. "
Arang yang stabil
Biochar adalah produk pemanasan sisa biomassa seperti serpihan kayu, kotoran binatang, lumpur, kompos dan sisa hijau, dalam persekitaran yang kekurangan oksigen — suatu proses yang disebut pirolisis.
Hasilnya adalah arang stabil yang dapat mengurangi pelepasan rumah kaca, sekaligus meningkatkan kesuburan tanah.
. Bioenergi GCB kajian mengkaji kira-kira 300 makalah termasuk 33 meta-analisis yang meneliti banyak daripada 14,000 kajiannya yang telah diterbitkan selama 20 tahun terakhir.
"Ia mendapati hasil tanaman rata-rata meningkat dari 10 menjadi 42 persen, kepekatan logam berat dalam tisu tanaman dikurangkan 17 hingga 39 persen dan ketersediaan fosfor untuk tanaman juga meningkat," kata Prof Joseph.
"Biochar membantu tanaman menahan tekanan persekitaran, seperti penyakit, dan membantu tanaman mentolerir logam toksik, tekanan air dan sebatian organik seperti atrazin herbisida."
Kebaikan untuk tanaman
Kajian memperincikan buat pertama kalinya bagaimana biochar meningkatkan zon akar tanaman.
Dalam tiga minggu pertama, kerana ia bertindak balas dengan tanah, ia dapat merangsang percambahan benih dan pertumbuhan anak benih.
Selama enam bulan berikutnya, permukaan reaktif diciptakan di atasnya zarah, meningkatkan bekalan nutrien ke tumbuhan.
Selepas tiga hingga enam bulan, biochar mula 'menua' di dalam tanah dan membentuk mikroagregat yang melindungi bahan organik daripada penguraian.
Prof Joseph mengatakan bahawa kajian mendapati tindak balas terbesar terhadap biochar adalah di tanah berasid dan berpasir di mana biochar telah digunakan bersama dengan baja.
"Kami mendapati kesan positifnya bergantung pada dos dan juga bergantung pada pemadanan sifat biochar dengan kekangan tanah dan keperluan nutrien tumbuhan," kata Prof Joseph.
"Tumbuhan, terutama di tanah rendah nutrien, berasid yang biasa di daerah tropis dan subtropik lembap, seperti pantai utara NSW dan Queensland, dapat memanfaatkan biochar dengan ketara.
"Tanah berpasir di Australia Barat, Victoria dan Australia Selatan, terutama di wilayah kering yang semakin terjejas oleh kemarau di bawah perubahan iklim, juga akan sangat bermanfaat."
Prof Joseph AM adalah pakar dalam menghasilkan biochar stabil yang direkayasa dari sisa pertanian, bandar dan perhutanan.
Dia telah meneliti manfaat biochar dalam mempromosikan tanah yang sihat dan menangani perubahan iklim sejak dia diperkenalkan kepadanya oleh Orang Asli Australia pada tahun tujuh puluhan.
Dia mengatakan biochar telah digunakan untuk pengeluaran tanaman dan untuk menjaga tanah yang sihat oleh masyarakat Orang Asli di Australia, Amerika Latin (terutama di lembah Amazon) dan Afrika selama beratus-ratus tahun.
Biochar juga telah dicatatkan pada abad ke-17 sebagai makanan tambahan untuk haiwan.
Tetapi sementara para penyelidik Australia telah mempelajari biochar sejak tahun 2005, agak lambat untuk digunakan sebagai produk komersial, dengan Australia menghasilkan sekitar 5000 tan setahun.
"Ini sebagian disebabkan oleh sejumlah kecil program demonstrasi berskala besar yang telah dibiayai, serta kurangnya pengetahuan petani dan penasihat pemerintah tentang biochar, rintangan peraturan, dan kurangnya modal usaha dan pengusaha muda untuk membiayai dan membina perniagaan biochar, ”kata Prof Joseph.
Sebagai perbandingan, AS menghasilkan sekitar 50,000 tan setahun, sementara China menghasilkan lebih dari 500,000 tan setahun.
Perlu berdaya maju dari segi ekonomi
Prof Joseph, yang telah menerima Order of Australia untuk karyanya dalam tenaga boleh diperbaharui dan biochar, mengatakan untuk membolehkan penggunaan biochar secara meluas, ia perlu segera disatukan dengan operasi pertanian dan terbukti dapat dilaksanakan secara ekonomi.
"Kami telah melakukan sains, apa yang tidak kami miliki adalah sumber daya yang cukup untuk mendidik dan melatih orang, mengadakan demonstrasi sehingga petani dapat melihat manfaat menggunakan biochar, untuk mengembangkan industri baru ini," katanya.
Namun ini perlahan-lahan berubah kerana syarikat besar membeli sijil pengurangan karbon dioksida (CORC) untuk mengimbangi pelepasannya, yang meningkatkan profil biochar di Australia.
Biochar mempunyai potensi dalam berbagai aplikasi.
Prof Joseph menulis satu kajian baru-baru ini dalam International Materials Review yang memperincikan penggunaan biochar yang kurang terkenal, seperti bahan binaan, untuk mengurangkan toksin di dalam tanah, menanam mikroorganisma, dalam makanan haiwan dan pemulihan tanah.
UNSW mempunyai geran kolaborasi dengan syarikat dan universiti di Norway untuk mengembangkan lapisan anti-mikroba berasaskan biochar untuk membunuh patogen di dalam air dan dapat digunakan dalam penapisan udara sistem, dia cakap.