Biochar สามารถเพิ่มผลผลิตพืชผลในดินที่ไม่ดีและช่วยหยุดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แล้วทำไมเราไม่ใช้มันให้มากกว่านี้ล่ะ? ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากขยะในเมือง เกษตรกรรม และป่าไม้มีประโยชน์เพิ่มเติมในการลดรอยเท้าคาร์บอนของการทำฟาร์มสมัยใหม่ การทบทวนระหว่างประเทศที่เกี่ยวข้องกับ UNSW พบว่า
Stephen Joseph ศาสตราจารย์รับเชิญใน School of Materials Science and Engineering ที่ UNSW Science กล่าวว่าผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ได้แสดงหลักฐานที่ชัดเจนว่า biochar สามารถมีส่วนช่วยในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้
"มันสามารถดึงคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศลงสู่ดินและเก็บไว้ได้หลายร้อยถึงหลายพันปี" ผู้เขียนนำกล่าว
“การศึกษานี้ยังพบว่า biochar ช่วยสร้างคาร์บอนอินทรีย์ในดินได้ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ (เฉลี่ย 3.8 เปอร์เซ็นต์) และสามารถลดการปล่อยไนตรัสออกไซด์จากดินได้ 12 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มผลประโยชน์ในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ”
การค้นพบนี้ได้รับการสนับสนุนโดยคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยรายงานพิเศษเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและที่ดินฉบับล่าสุดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและที่ดิน ซึ่งประเมินว่ามีศักยภาพในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สำคัญผ่านรายงานดังกล่าว
"คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลพบว่าทั่วโลก สามารถบรรเทาคาร์บอนไดออกไซด์ได้ระหว่าง 300 ล้านถึง 660 ล้านตันต่อปีภายในปี 2050" ศาสตราจารย์โจเซฟกล่าว
“เปรียบเทียบกับการปล่อยก๊าซของออสเตรเลียในปีที่แล้ว ซึ่งเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 499 ล้านตัน และคุณจะเห็นว่าถ่านไบโอชาร์สามารถดูดซับการปล่อยมลพิษได้มาก เราแค่ต้องการเจตจำนงที่จะพัฒนาและใช้มัน”
ถ่านที่มีความเสถียร
Biochar เป็นผลิตภัณฑ์จากการให้ความร้อนแก่สารชีวมวล เช่น เศษไม้ มูลสัตว์ กากตะกอน ปุ๋ยหมัก และขยะสีเขียว ในสภาพแวดล้อมที่ขาดออกซิเจน ซึ่งเรียกว่ากระบวนการไพโรไลซิส
ผลลัพธ์ที่ได้คือถ่านที่มีความเสถียรซึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน
พื้นที่ GCB พลังงานชีวภาพ การศึกษาทบทวนเอกสารประมาณ 300 ฉบับรวมถึงการวิเคราะห์เมตา 33 ฉบับซึ่งตรวจสอบการศึกษาจำนวน 14,000, 20 ฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ในช่วง XNUMX ปีที่ผ่านมา
"พบว่าผลผลิตพืชผลโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้นจาก 10 เป็น 42 เปอร์เซ็นต์ ความเข้มข้นของโลหะหนักในเนื้อเยื่อพืชลดลง 17 ถึง 39 เปอร์เซ็นต์ และความพร้อมของฟอสฟอรัสในพืชก็เพิ่มขึ้นด้วย" ศาสตราจารย์โจเซฟกล่าว
“ไบโอชาร์ช่วยให้พืชต้านทานความเครียดจากสิ่งแวดล้อม เช่น โรคต่างๆ และช่วยให้พืชทนต่อโลหะที่เป็นพิษ ความเครียดจากน้ำ และสารประกอบอินทรีย์ เช่น สารกำจัดวัชพืชอะทราซีน”
ประโยชน์สำหรับพืช
รายละเอียดการศึกษาเป็นครั้งแรกว่าไบโอชาร์ปรับปรุงโซนรากของพืชได้อย่างไร
ในช่วงสามสัปดาห์แรก เมื่อมันทำปฏิกิริยากับดิน มันสามารถกระตุ้นการงอกของเมล็ดและการเจริญเติบโตของต้นกล้า
ในช่วงหกเดือนข้างหน้าจะมีการสร้างอนุภาคขึ้นบนพื้นผิวซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณธาตุอาหารให้กับพืช
หลังจากสามถึงหกเดือน ถ่านไบโอชาร์เริ่ม "แก่" ในดินและก่อตัวเป็นไมโครแอกเกรเกตที่ปกป้องอินทรียวัตถุจากการสลายตัว
ศาสตราจารย์โจเซฟกล่าวว่าผลการศึกษาพบว่าปฏิกิริยาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อถ่านไบโอชาร์คือในดินที่เป็นกรดและทราย โดยมีการใช้ถ่านไบโอชาร์ร่วมกับปุ๋ย
"เราพบผลในเชิงบวกของมันซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีและยังขึ้นอยู่กับการจับคู่คุณสมบัติของถ่านไบโอชาร์กับข้อจำกัดของดินและความต้องการธาตุอาหารพืช" ศาสตราจารย์โจเซฟกล่าว
“พืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินที่มีสารอาหารต่ำและเป็นกรดที่พบได้ทั่วไปในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนชื้น เช่น ชายฝั่งทางเหนือของ NSW และควีนส์แลนด์ จะได้รับประโยชน์อย่างมากจากถ่านชีวภาพ
“ดินทรายในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย วิกตอเรีย และเซาท์ออสเตรเลีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่แห้งแล้งที่ได้รับผลกระทบจากภัยแล้งภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ จะได้รับประโยชน์อย่างมากเช่นกัน”
Prof. Joseph AM เป็นผู้เชี่ยวชาญในการผลิตไบโอชาร์ที่เสถียรทางวิศวกรรมจากเศษซากทางการเกษตร ในเมือง และป่าไม้
เขาได้ค้นคว้าประโยชน์ของถ่านไบโอชาร์ในการส่งเสริมดินที่มีสุขภาพดีและแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตั้งแต่เขาได้รับการแนะนำให้รู้จักกับชาวออสเตรเลียพื้นเมืองในช่วงอายุเจ็ดสิบ
เขากล่าวว่าถ่านไบโอชาร์ถูกนำมาใช้ในการผลิตพืชผลและเพื่อรักษาดินให้สมบูรณ์โดยชนพื้นเมืองในออสเตรเลีย ละตินอเมริกา (โดยเฉพาะในลุ่มน้ำอเมซอน) และแอฟริกามาเป็นเวลาหลายร้อยปี
Biochar ยังได้รับการบันทึกในศตวรรษที่ 17 เป็นอาหารเสริมสำหรับสัตว์
แต่ในขณะที่นักวิจัยชาวออสเตรเลียได้ศึกษาถ่านไบโอชาร์มาตั้งแต่ปี 2005 ก็ค่อนข้างช้าที่จะนำออกมาเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ โดยที่ออสเตรเลียผลิตได้ประมาณ 5000 ตันต่อปี
“ส่วนหนึ่งเป็นเพราะโครงการสาธิตขนาดใหญ่จำนวนน้อยที่ได้รับทุน เช่นเดียวกับการขาดความรู้ของเกษตรกรและที่ปรึกษารัฐบาลเกี่ยวกับถ่านชีวภาพ อุปสรรคด้านกฎระเบียบ และการขาดเงินทุนและผู้ประกอบการรุ่นใหม่ที่จะให้ทุนและ สร้างธุรกิจถ่านไบโอชาร์” ศาสตราจารย์โจเซฟกล่าว
ในการเปรียบเทียบ สหรัฐฯ ผลิตได้ประมาณ 50,000 ตันต่อปี ในขณะที่จีนผลิตมากกว่า 500,000 ตันต่อปี
จำเป็นในเชิงเศรษฐกิจ
ศ.โจเซฟ ผู้ซึ่งได้รับคำสั่งจากออสเตรเลียสำหรับงานด้านพลังงานหมุนเวียนและถ่านไบโอชาร์ กล่าวว่าเพื่อให้สามารถนำถ่านไบโอชาร์ไปใช้ได้อย่างแพร่หลาย จำเป็นต้องบูรณาการเข้ากับการทำฟาร์มและแสดงให้เห็นว่าสามารถดำเนินการได้ในเชิงเศรษฐกิจ
“เราทำวิทยาศาสตร์เสร็จแล้ว สิ่งที่เราไม่มีคือทรัพยากรเพียงพอที่จะให้ความรู้และฝึกอบรมผู้คน เพื่อสร้างการสาธิตเพื่อให้เกษตรกรสามารถเห็นประโยชน์ของการใช้ถ่านไบโอชาร์ เพื่อพัฒนาอุตสาหกรรมใหม่นี้” เขากล่าว
อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ เนื่องจากบริษัทขนาดใหญ่กำลังซื้อใบรับรองการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CORC's) เพื่อชดเชยการปล่อยมลพิษ ซึ่งกำลังส่งเสริมโปรไฟล์ของถ่านไบโอชาร์ในออสเตรเลีย
Biochar มีศักยภาพในการใช้งานที่หลากหลาย
ศ.โจเซฟร่วมเขียนการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ใน International Materials Reviews ซึ่งมีรายละเอียดเกี่ยวกับการใช้ถ่านไบโอชาร์ที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก เช่น วัสดุก่อสร้าง เพื่อลดสารพิษในดิน ปลูกจุลินทรีย์ ในอาหารสัตว์ และการฟื้นฟูดิน
UNSW ได้รับเงินช่วยเหลือจากความร่วมมือกับบริษัทและมหาวิทยาลัยในประเทศนอร์เวย์ เพื่อพัฒนาสารเคลือบต้านจุลชีพที่ใช้ถ่านไบโอชาร์เพื่อฆ่าเชื้อโรคในน้ำและนำไปใช้ในการกรองอากาศ ระบบ, เขาพูดว่า.