জীবাশ্ম চারকোল থেকে তৈরি সার: কার্যকারিতা প্রমাণিত কি?

আপনি কি জীবাশ্ম চারকোল সম্পর্কে কিছু শুনেছেন? বেশিরভাগ উদ্যানপ্রেমীর জন্য এটি একটি নতুন শব্দ, আমার জন্যও। আমি একটি ইংরেজি ভাষার নিবন্ধে জীবাশ্ম চারকোল সম্পর্কে পড়লাম, যেখানে এই সারকে একটি আশ্চর্য বলা হয়েছিল, যা মরুভূমিকে এডেনের বাগানে রূপান্তরিত করে। এটি আমাকে আকৃষ্ট করল। আমি সঙ্গে সঙ্গে কার্যকারিতার প্রমাণ সহ জীবাশ্ম চারকোলের গবেষণা খুঁজতে গেলাম। গবেষণা সংখ্যা খুব বেশি ছিল না, তাই আমি মাটি উন্নয়নের সাথে সম্পর্কিত সবকিছু সযত্নে পড়তে সক্ষম হয়েছি (জীবাশ্ম চারকোলের দ্বারা বৈশ্বিক উষ্ণায়নের পরিণতির বিরুদ্ধে লড়াই সম্পর্কে আমি এই পর্যালোচনায় অন্তর্ভুক্ত করিনি)।

জীবাশ্ম চারকোল কী?

এটি বিশেষভাবে প্রস্তুতকৃত কাঠের কোয়ার থেকে তৈরি একটি উপাদান, যা মাটির উর্বরতা উন্নয়নের জন্য মাটিতে যোগ করা হয়। আফ্রিকার পশ্চিমাঞ্চলের আদিবাসীরা ঐতিহ্যবাহিতভাবে কৃষিতে চারকোল ব্যবহার করে এবং কিছু অপ্রমাণিত তথ্য অনুযায়ী, এটি আমাজনের উষ্ণমণ্ডলীয় বনেও ব্যবহার হয়। এটির একটি তত্ত্ব রয়েছে যে জীবাশ্ম চারকোল উল্লেখযোগ্যভাবে মাটির ফলন বৃদ্ধি করতে পারে এবং একই সাথে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাইঅক্সাইডের পরিমাণ হ্রাস করতে পারে।

জীবাশ্ম চারকোল কিভাবে মাটি উন্নত করে?

সংক্ষেপে:

• জীবাশ্ম কার্বন যোগ করা মাটির পদার্থবিজ্ঞানের গুণাগুণ উন্নত করে (pH 3.9 থেকে 5.1, ক্যাটিয়ন বিনিময় ক্ষমতা 7.41 থেকে 10.8 cmol(+)kg−1, ক্যাটিয়নের শতাংশ 6.40 থেকে 26.0%, এবং জীববস্তু (বায়োমাস) 835 থেকে 1262 mg/kg-1)।
• মাটির অণুর গড় ব্যাস (MWD) 2.6 সেমি থেকে 4.0 সেমিতে বৃদ্ধি পায়;
• ক্ষয় হার <50% কমে যায়। এই তথ্য 5% জীবাশ্ম চারকোল যোগ করার সময় সংগ্রহ করা হয়েছে ( CATENA Soil Science , চীন, 2013)

জীবাশ্ম চারকোলের ক্রিস্টালিনেট গ্রিড

এটি প্রমাণিত হয়েছে যে আমাজনের প্রাক-কলম্বিয়ান কৃষকরা যে মাটিগুলি তৈরি করেছিলেন তা এখনও উর্বর এবং এতে তাদের জীবাশ্ম কার্বনের প্রায় 35% ঠাঁই পেয়েছে। 2000 বছর আগে জীবাশ্ম কার্বন দ্বারা কৃত্রিমভাবে সমৃদ্ধ মাটির মধ্যে বেশি পানি এবং পুষ্টির উপাদানগুলি উদ্ভিদের জন্য সহজলভ্য আকারে পাওয়া যায়। আমাজনের কৃষ্ণ মাটির টেরা প্রেটার সারটিকে একসময় কিছুভাবে তৈরী করা হয়েছিল: চারকোল + হাড় + গোবর (আমাজনের মাটি এবং তাদের প্রাক-কলম্বিয়ান জীবাশ্ম চারকোল সম্পর্কে আরও তথ্য পাওয়া যাবে এখানে )।

জীবাশ্ম চারকোল - এটি একটি অতিরিক্ত পোরযুক্ত উপাদান, যা পানির ধারণ ক্ষমতার ক্ষেত্রে পার্লাইটের সাথে তুলনা করা যেতে পারে। এর পোরগুলি মাটির জীবনের জন্য একটি স্বাস্থ্যকর আবাসে পরিণত হয়, এবং এর যোগদান “টারাফর্মিং”-এর একটি ধাপ হতে পারে। জীবাশ্ম চারকোলে কার্বন অত্যন্ত স্থিতিশীল এবং এটি হাজার হাজার বছর ধরে মাটিতে থাকে, মাইক্রোএলিমেন্ট এবং মিনারেলগুলিকে আবদ্ধ করে এবং ধরে রাখে, যতক্ষণ না এটি উদ্ভিদের শিকড়ের মাধ্যমে সিম্বায়োটিক ব্যাকটিরিয়াগুলির মাধ্যমে তাদের বিসর্জন দেয়। প্রবাহিত বৃষ্টির স্থানে এটি একটি অমূল্য সম্পত্তি, ক্ষয় এবং ভূগর্ভস্থ জল দূষণ প্রতিরোধের পাশাপাশি।

জীবাশ্ম চারকোল কিভাবে প্রস্তুত করা হয়?

জীবাশ্ম চারকোলের জন্য পরিবেশগত মান নিশ্চিতকারী সংস্থা International Biochar Initiative এর অঞ্চলগুলি “কৃষি বর্জ্যকে মাটির শক্তিশালীকারী উপাদানে রূপান্তরের প্রক্রিয়া” বলে উল্লেখ করে। জীবাশ্ম চারকোল প্রাকৃতিক অগ্নিকাণ্ডের মাধ্যমে বা কৃত্রিমভাবে তৈরির পিরোলিসিসের মাধ্যমে তৈরি করা হয়:

“জৈব বর্জ্য, যেমন চিপস এবং ডালপালা, কৃষি থেকে অবশিষ্টাংশ, অক্সিজেন-রহিত চেম্বারে পুড়িয়ে একটি তেল, সিন্থেটিক গ্যাস এবং কাঠের কয়লার সদৃশ একটি কঠিন অবশিষ্টাংশ সৃষ্টি করে। অত্যন্ত পোরযুক্ত কাঠের কয়লা একটি ফিল্টার হিসাবে কাজ করে ক্ষতিকর রসায়নিক এবং যৌগগুলিকে শুষে নেওয়ার জন্য, এবং উপকারী পুষ্টির অণুগুলিকে ছেড়ে দেয়।” The Yale School of Forestry & Environmental Studies

জীবাশ্ম চারকোলের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস

ইতিহাসের একটি সংক্ষিপ্ত পরিচিতি প্রয়োজন। পশ্চিম আফ্রিকার মাটির জন্য চারকোল সবসময় দ্বিতীয় প্রভাবশালী মাটি তৈরিকরণ উপাদান হিসাবে কাজ করেছে, গোবরের পাশাপাশি। এটি লিবারিয়া এবং ঘানায় সাতশত বছরের পুরোনো মাটির উপর ব্যাপক আন্তঃবৈজ্ঞানিক গবেষণার পরে স্পষ্ট হয়েছে ( 1 )।

“আফ্রিকান ডার্ক ল্যান্ড"গুলি জানালায় তৈরি করা হয়েছিল, রান্নার বর্জ্য, হাড়, ছাই এবং গোবর যোগ করে। এই উপাদানের অভাব ছাড়াই পশ্চিম আফ্রিকার অধিকাংশ অঞ্চলে কৃষি সম্ভব হত না। এটি আকর্ষণীয় যে আমাজনের এবং আফ্রিকার লোকজন নিরপেক্ষভাবে সার হিসাবে চারকোল আবিষ্কার করেছে - আমাজনের কৃষকরা 2500 বছর আগে এটি মাটিতে প্রয়োগ করেছিল, যখন আফ্রিকানরা প্রায় 700 বছর আগে। সম্ভবত, জীবাশ্ম চারকোলের কালো রঙ এবং গঠন প্রাচীন মানুষের সহজ যুক্তির দিকে কাজ করেছে - “সমান দ্বারা সমানকে নিরাময় করা”…

বিজ্ঞান গবেষণার তথ্য বায়ু charcoal

অস্ট্রিয়ায় বায়ু চারকোলের মাঠ গবেষণা

এখন বায়ু চারকোলকে একটি সম্ভাবনাময় জিওইঞ্জিনিয়ারিং ধারণা হিসাবে বিবেচনা করা হয়, তাই বৃহৎপর্দার গবেষণাগুলি মূলত জীবাশ্ম জ্বালানির উৎপাদনের মাধ্যমে গ্রীণহাউস গ্যাসের নিঃসরণের ক্ষতিপূরণ সম্পর্কিত এবং উৎপাদনের সময় পিরোলিসিসের প্রক্রিয়াকে উন্নত করার সাথে যুক্ত: পোড়ানোর সময় নির্গত গ্যাস ও তেল আসলে পিরোলিসিস প্রতিক্রিয়া শুরু করার জন্য জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। তবে, উদ্ভিদ-মাটির ইকোসিস্টেমের স্তরে পরীক্ষার অভাব রয়েছে, যেখানে প্রতিক্রিয়া সম্পূর্ণরূপে ল্যাবরেটরিতে অনুকরণ করা যায় না। তাই প্রায় সমস্ত তথ্য যথেষ্ট অনুমানমূলক।

সার পক্ষপাতীরা প্রধানত ২টি সুবিধার কথা বলেন: একটি হচ্ছে স্টেবল ফর্মে কার্বন সংরক্ষণ করার ক্ষমতা, যা CO2-এর অঙ্গবিক্রিয়া থেকে বাতাসে নিউনির্গমনকে রোধ করে এবং মাটি সমৃদ্ধ করা। দ্বিতীয় সুবিধার সাথে সম্পর্কিত এত ভালো মাঠ গবেষণা নেই। তবুও:

এটি বিতর্কিত নয় যে বায়ু চারকোল জল ধারণ করে, মাটির অ্যাসিডিটি কমায়, অক্সিজেনের প্রবেশযোগ্যতা বাড়ায় এবং মাটির মাইক্রোঅর্গানিজমগুলির বাসস্থান জন্য আদর্শ পরিবেশ প্রদান করে।

কিন্তু বায়ু চারকোলের পুষ্টি ক্ষতির উপর প্রভাব নিয়ে মাঠ গবেষণার সংখ্যা প্রায় নেই।

কার্বন ডাইঅক্সাইড ধারণাও প্রমাণিত হয়েছে। বায়ু চারকোল উৎপাদন আপাতদৃষ্টিতে বায়ুমণ্ডলে CO2 এর পরিমাণ কমায়: যখন গাছপালা পচে যায়, তারা CO2 নির্গত করে, যা পরে অন্যান্য গাছপালা শুষে নেয়, এবং চক্রটি অব্যাহত থাকে। চারকোল এই পচনশীল পদার্থ এবং এর সাথে সংযুক্ত CO2 কে স্থিতিশীল করে এবং এটি শত শত বা হাজার হাজার বছরের জন্য মাটিতে সংরক্ষণ করে। এই ধারণাটি, যা সম্ভবত প্রচুর সম্ভাবনা নিয়ে আসে এবং বিশ্ব উষ্ণায়নকে ধীর করতে সাহায্য করে, ব্যাপক সংখ্যক বায়ু চারকোলের সমর্থককে আকৃষ্ট করেছে (এবং বিরোধীও, কারণ অর্থনৈতিক সম্ভাবনা এবং “আপেক্ষিক উপকারিতা” এখনও প্রমাণ করা প্রয়োজন)।

সব মাঠ গবেষণায় “অস্পষ্ট” সিদ্ধান্ত রয়েছে। প্রতিটি মাটির প্রকার এবং জলবায়ুর জন্য একটি খাঁটি জৈব সার ব্যবহারের জন্য স্বতন্ত্র সঠিক ঘনত্ব প্রয়োজন। কিছু ক্ষেত্রে এটি বিলকুল দরকার নেই। রাসায়নিক উপাদানগুলি শুরু করে উপাদান এবং পিরোলিসিসের শর্তাবলীর উপর ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। অপ্রয়োজনীয় কৃষি অঞ্চলে জ্বালানি এবং জৈবিক সংযোজন ( সমৃদ্ধি) যুক্ত করার শর্তে ফলন বৃদ্ধি লক্ষ্য করা গেছে (!)। যত ভাল মাটি, ফলন তত কম। বায়ু চারকোল কার্যকর করতে, P, K, Ca এবং Mg দিতে হবে, কমপোস্ট এবং গোবর যোগ করে (টেরা প্রিটা মাটি পচা অবশিষ্ট পদার্থ এবং মানব বসতি থেকে উৎপাদিত বর্জ্যের মেশানো থেকে তৈরি হয়েছে)।

এম্পিরিক ডেটা অন্তহীনভাবে কম। আমি কিছু মাঠে গবেষণার ফলাফল তুলে ধরব, যেগুলি আমার কাছে সহায়ক মনে হয়েছে। ২০০৭ সালে লাওসে ধানের ক্ষেত্রগুলোতে বায়ু চারকোল পরীক্ষা করা হয়েছিল: জল সংক্রান্ত মাটির কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি পেয়েছিল, নিম্ন অর্জনযোগ্য ফসফরাসের শর্তে ফলন বৃদ্ধি হয়েছিল, কিন্তু নাইট্রোজেনের প্রাপ্যতা কমে যাওয়ার কারণে অতিরিক্ত নাইট্রোজেন সার প্রয়োগের প্রয়োজন পড়ে ( 2 )।

জার্মান বায়োকেমিস্টদের কৃষি এবং পুষ্টি বিজ্ঞান ইনস্টিটিউট, মাটি বায়োজিওকেমিস্ট্রি থেকে কম্পোস্ট এবং বায়ু চারকোলের পারস্পরিক সম্পর্কের উপর একটি চমৎকার প্রকাশনা রয়েছে। নিবন্ধটিতে বিশেষ করে তথ্যগুলির ভাঁজযুক্ত দারুণতা উল্লেখযোগ্য - মূল উপাদানের কাঠামোটি ক্ষয়প্রাপ্তি প্রতিরোধ করার জন্য অত্যন্ত প্রতিরোধী (প্রায় 3000 বছর), যা অন্যান্য মাটি উন্নতকারীর মতো প্রতি বছর সেগুলি মাঠে যুক্ত করার প্রয়োজন নেই। এছাড়াও, উৎপাদন তাপমাত্রা এবং সমস্ত রসদ উপাদানের ভ্রমণগততার কারণে বায়ু চারকোলগুলির গুণগত ফারাকের কথাও বলা হয়েছে (250-400°স তাপমাত্রায় পণ্যকৃত ঘাসের বায়ু চারকোল কঠিন কাঠের উপাদান ও উচ্চ তাপমাত্রার প্রক্রিয়াকরণের তুলনায় কার্বনকে বেশ বেশী মিনারালাইজ করে)।

বায়ু চারকোলের উৎস - ঘাস

বায়ু চারকোলের উপর সবচেয়ে ব্যাপক মেটা বিশ্লেষণ গবেষণায় একটি সতর্কবার্তা রয়েছে:

বায়ু চারকোল সম্পর্কিত বেশিরভাগ বক্তব্য অত্যধিক উৎসাহিত। জ্ঞান নিয়ে সম্ভাব্য সুবিধাগুলি সচেতনভাবে বাড়িয়ে তোলা হয়, যা মাটির গঠন এবং পরিবেশের জন্য প্রভাব রয়েছে।

বায়ু চারকোল ব্যবহারের প্রচার করে টেডএক্সে একটি এ্যারোস্পেস ইঞ্জিনিয়ারের বক্তৃতা।

প্রতিশ্রুতি নাকি মান?

ভাগ্যক্রমে, বায়ু চারকোলের বৈশ্বিক আবেদন সম্পর্কিত সমস্যাগুলি আমাদের প্রভাবিত করে না। আমাদের আফ্রিকার মত কেবল বাগানের মাটির উর্বরতা বাড়াতে হবে। এবং এই সময়ে সমস্যা দেখা দেয়। আমাদের এখনও জানা নেই:

• ফলস্বরূপ আমরা কেমন pH পাব;
• আলাদা বায়ু চারকোলের মধ্যে রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য কী, রসদ এবং প্রস্তুতির উপায়ের উপর নির্ভর করে;
• কোন মাটিতে নির্দিষ্ট পণ্যটি ভালভাবে ব্যবহার করা যায়;
• মাটিতে এর স্থায়িত্ব কেমন (শুধুমাত্র তাত্ত্বিক এবং পরোক্ষ তথ্য রয়েছে);
• বায়ু চারকোল উৎপাদন পরিবেশের জন্য সম্ভাব্য উপকারিতার চেয়ে বেশি ক্ষতি করছে কিনা এবং আরও অনেক প্রশ্ন।

আমরা এখনও জানি না, ভাল বায়ু চারকোল কি। বিশ্বজুড়ে কয়েকশ’ কোম্পানি বায়োচার উৎপাদন করছে, তবে এখনো কোনো মানদণ্ড নেই। यही কারণে আমাদের কাছে সোনালী প্রেক্ষাপটের প্রতিশ্রুতি দেওয়া হচ্ছে, এবং ডোজের জন্য শুধুমাত্র উৎপাদকদের কল্পনা ও লোভের ওপর নির্ভর করা হচ্ছে। এখনো পর্যন্ত বায়োচার জন্য কোনো আইনগত ভিত্তি বা গস্ট নেই। এই ধরনের মান তৈরি করতে, সেগুলোকে সাধারণ মাঠ ও পরীক্ষাগার গবেষণার মাধ্যমে প্রমাণিত করতে হবে, যা খুবই কম, এবং প্রকাশিত সকল পরীক্ষায় বিজ্ঞানীরা আরও গবেষণা ও ডেটা স্পষ্ট করার উপর জোর দিয়েছেন।

প্রায় 100 নমুনার ভিত্তিতে, যা কাঁচামাল এবং উৎপাদনের প্রক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য রয়েছে, নিম্নলিখিত উপাদানের প্রান্তিক মান প্রস্তাব করা হয়েছে: O/C <0.4 এবং H/C <0.6 (Schimmelpfennig & Glaser, 2012)। বায়োচারকে مباشرة মাটির সাথে মিশ্রিত করা, কোনো জৈব সংযোজন ছাড়াই, কার্যকরী নয় এবং এর কোন অর্থ নেই, তবে এ সম্পর্কে বায়োচার উৎপাদকরা প্যাকেজিংয়ে কিছু লেখেন না।

বিজ্ঞান সাময়িকী প্লস ওনে 2013 সালে মেটা-বিশ্লেষণের ভিত্তিতে গঠিত কিছু উপসংহার:

• বায়োচার অধ্যয়ন এখনও একটি খুব তরুণ ক্ষেত্র, যা মানের অভাব এবং বিষয়বস্তু অঞ্চলে গবেষণার অসম বণ্টনকে নির্দেশ করে।
• জলবায়ু, মাটির Composition এবং কয়লার উৎপাদন প্রণালী অনুযায়ী সার স্থায়িত্বের জন্য মাঠের পরীক্ষার প্রয়োজন।
• আমরা এখনও জানি না যে বায়োচার উৎপাদন, পরিবহন এবং প্রয়োগ সম্পূর্ণ পরীক্ষার উপর পরিবেশের উপর কি প্রভাব ফেলে।
• পরিবেশের জন্য বায়োচারের উপকারিতা সম্পর্কে আশাবাদী দাবি গবেষণার সীমিত সংখ্যা এবং এর আচরণ ও প্রভাবের সঙ্গে কঠোর বিপরীতে।
• এ বিষয়ে যথেষ্ট অভিজ্ঞান ডেটা নেই যা দাবিকে সমর্থন করে যে মাটিতে বায়োকার্বন প্রয়োগ জলবায়ু পরিবর্তনকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রশমিত করে বা এটি সম্পূর্ণ পরিমাপের স্কেলে সাধারণ পরিবেশগত সুবিধা প্রদান করে।

বায়োচারের অসুবিধা, সুইজারল্যান্ডের জোহান সিক্সের মতে, জুরিখের মহাকাশ প্রযুক্তি স্কুল:

1. কিছু ক্ষেত্রে, ফসলের ফলন কমে যেতে পারে কারণ বায়োচার দ্বারা জল ও পুষ্টির শোষণ এর জন্য কৃষি গাছপালা ব্যবহারের জন্য এই সম্পদগুলির প্রাপ্যতা কমিয়ে দেয়। এছাড়াও দেখা গেছে যে বায়োচার চাষের প্রক্রিয়া ধীর করে।
2. কীটনাশক এবং হার্বিসাইডের শোষণ তাদের কার্যকারিতা কমিয়ে দিতে পারে।
3. কিছু বায়োচার দূষণের উৎস হিসেবে কাজ করতে পারে, যেমন ভারী মোটাতাজাকর, উদ্বায়ী জৈব যৌগ, পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন এবং দ্রবীভূত জৈব কার্বন।
4. উদ্ভিদ অবশিষ্ট পদার্থ, যেমন কান্ড, পাতা এবং বীজের ঝুড়ি, যা বায়োচার তৈরির জন্য ব্যবহার করা হবে, এর কারণে সম্পূর্ণ জমির অবস্থার অবনতি ঘটাতে পারে, মাটির মাইক্রোঅর্গানিজমের সংখ্যা হ্রাস করে এবং অভ্যন্তরীণ পুষ্টির চক্রকে বিঘ্নিত করে।
5. ক্যাটিয়ন এক্সচেঞ্জের ধরন মাটির Composition-এর উপর নির্ভর করে: এটি মাটিতে ক্লে বা জৈব বস্তুগুলির উচ্চ সংমিশ্রণে ন্যূনতম। স্বাভাবিক মাটির জন্য বায়োকার্বনের ব্যবহার তেমন কার্যকর নয়।
6. উচ্চ pH (ক্ষারীয়) মাটিতে, pH-এর বৃদ্ধি অগ্রহণযোগ্য, কারণ কৃষি গাছপালা শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট pH পরিসরে মাটির সহ্য করতে পারে।

বায়োচার সম্পর্কে কোন ব্যক্তিগত পক্ষপাতিত্ব নেই। ইচ্ছা করলে, এটা পেছনের উঠানে তৈরি করা যেতে পারে:

অতিরিক্ত সাহিত্য

নিচের লিঙ্কগুলোর মাধ্যমে আপনি মূল বৈজ্ঞানিক কাজগুলোর সাথে таны হতে পারেন, যেখানে গবেষণার সম্পূর্ণ নকশা, গ্রাফ, হিসাব এবং উপসংহারের উল্লেখ রয়েছে।

Effect of biochar on soil physical properties in two contrasting soils: An Alfisol and an Andisol . Geoderma Volumes 209–210, November 2013, Pages 188-197.

Recent developments in biochar as an effective tool for agricultural soil management: a review . Journal of the Science of Food and Agriculture, 96(15), 4840–4849.

নবীন পর্যালোচনা 2018 Review of biochar application to agricultural soils to improve soil conditions and fight pollution .