మీరు బయోచార్ గురించి ఏదైనా విన్నారా? చాలా మంది తోట మనుషులకు ఇది కొత్త పదం మరియు నాకు కూడా. ఒక ఆంగ్లవేదిక వ్యాసం “బయోచార్” గురించి చదివాను, అందులో ఈ ఎరువును ఎడారిని స్వర్గధామంగా మార్చగల “అద్భుతం” అని వర్ణించారు. ఆసక్తి కలిగింది. వెంటనే బయోచార్ ప్రభావాన్ని ధృవీకరించే పరిశోధనలు వెతుక్కున్నాను. పరిశోధనలు ఎక్కువగా లేవు, అందువల్ల నేనందులో భాగంగా అన్ని చదవగలిగాను, ముఖ్యంగా నేలల మెరుగుదల గురించి (గ్లోబల్ వార్మింగ్ సంబంధిత అంశాలను ఈ సమీక్షలో చేర్చలేదు).
బయోచార్ అంటే ఏమిటి?
ఇది ఒక ప్రత్యేకమైన విధానంతో చేయబడిన చమురు బొగ్గు, దీన్ని నేలలో ఉరుకులు పెంచడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఆఫ్రికా పశ్చిమ ప్రాంతాల పూర్వపు ప్రజలు, అలాగే ఆమేజాన్ అడవులలో కొన్ని నిర్ధారణలేని సమాచారం ప్రకారం ఈ పద్ధతిని సంప్రదాయంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. ఒక హైపోతసిస్ ప్రకారం, బయోచార్ నీటి క్షమతను అమితంగా పెంచడంలో పాటు, భూమిపై గాలి ఎమ్మెలింకార్బన్ డయాక్సైడ్ ను తగ్గించవచ్చని చెబుతుంది.
బయోచార్ నేలను ఎలా మెరుగుపరుస్తుంది?
సుడిగ్గా చూస్తే:
- బయోచార్ చేర్పుతో భూమి ఫిజికల్-కెమికల్ లక్షణాలు మెరుగవుతాయి (pH 3.9 నుంచి 5.1 కు పెరుగుతుంది, కేటైనీ యాండ్ ఎక్స్ఛేంజ్ కెపాసిటీ 7.41 నుండి 10.8 cmol(+)kg−1 కు, కేటైయన్ల శాతం 6.40 నుండి 26.0% కు మరియు బయోమాస్ (MBC) 835వ నుండి 1262 మి.గి/కె.జి-1 కు).
- నేల కణాల ఉష్ణ సమగ్రత (MWD) 2.6 సెం.మి నుండి 4.0 సెం.మి వరకు పెరుగుతుంది.
- విధ్వంస వేగం 50% లోపే తగ్గుతుంది ( CATENA Soil Science , చైనా, 2013).
బయోకార్బన్ యొక్క క్రిస్టల్ స్ట్రక్చర్
అమెజాన్ అడవుల డోకోలోంబియన్ రైతులు మెరుగుపరిచిన నేలు ఇప్పటికీ పంటలు పెట్టేందుకు అనువుగా ఉండి, దాదాపు 35% వరకు బయోకార్బన్ ఆర్గానిక్ కార్బన్ను కలిగి ఉంటాయి. 2000 ఏళ్ళ క్రితం మానవ నిర్మితంగా బయోచార్ తో ప్రోగ్రామ్ చేసిన ఆ నేలలు కొంత జలధార మరియు పార్శ్వ పోషకాలను వృధా చేయకుండా ఆసరా కల్పిస్తాయి. అమెజాన్ చర్మ గనుల “టెర్రా ప్రెటా” లో ఉపయోగించిన కొన్ని లోపభూయమైన చక్కటి భాగాల గురించి బరువైన సమాచారం ఇక్కడ చదవండిచూడండి.
బయోచార్ అనేది ఒక సూపర్-పొరల భౌతికం, దీనిని నీటిని నిలిపి ఉంచడంలో పెర్లైట్తో పోల్చవచ్చు. ఈ పొరలు భూమిలో జీవ ప్రజల వారసత్వానికి సహకరిస్తాయి, మరియు ఇది భవిష్యత్తుకు శాశ్వతంగా మార్పడానికైనా శ్రేయోభిలాషంగా ఉంటుంది. బయోచార్లోని కార్బన్ బలంగా స్థిరంగా ఉండి, భూమిలో వేల సంవత్సరాలు వుండి మినరల్స్ మరియు సూక్ష్మాంశాలను ప్రేరణ చేస్తుంది.
భారీ వర్షాల్లో, ఈ వృధాప్రత్యేకత భూమిలో నేరుగా స్లెడ్ చేస్తూ, నేలలో పోషక విలువలను నిరోధించడంలో పాత్రని పోషిస్తుంది.
బయోచార్ ఎలా తయారు చేస్తారు?
బయోచార్ కు ఎన్విరాన్మెంటల్ స్టాండర్డ్స్ ను అందించే ఇంటర్నేషనల్ బయోచార్ ఇనిషియేటివ్, ఈ తయారీ ప్రక్రియను “వ్యవసాయ వ్యర్థాలను భూమి పెంపకానికి సంచాలితంగ మార్చడం” అని పిలుస్తుంది:
“సేంద్రీయ వ్యర్థాలు, గుల్క ఆకులు మరియు కొమ్మలు వంటివి, వ్యవసాయ మిగిలిపోయిన పదార్థాలు, ఆక్సిజన్ లేని గదుల్లో కాల్చడం ద్వారా తైలాలు, సింథెటిక గ్యాస్ మరియు వేడి మార్గంలాగా మిగిలిన રહીచేత తేలికపాటి చమురు లాంటిది రూపొందుతుంది. ఈ అధిక పొరల చమురు ఆధారంగా నీటి నిలుపుదల, పోషక లోపాన్ని కొనసాగించగలదు.” The Yale School of Forestry & Environmental Studies
బయోచార్ చరిత్ర సమాచార సారాంశం
ఇతర విషయాల చరిత్రను మర్చిపోలేము. ఆఫ్రికా పశ్చిమ నేలలలో బొగ్గు ఎప్పటికీ మాస్టరీ చేసిన మణిద్వయ లోపభువాగాల్లో రెండవ ప్రధాన పాత్ర పోషించింది. ఇది లైబీరియా మరియు ఘానాలో 700 సంవత్సరాల క్రితం ఆచారాలతో చేపట్టిన పురాతన ప్రయోగాల ద్వారా అవగతమైంది ( 1 ).
“ఆఫ్రికన్ డార్క్ ఎర్త్స్” కృత్రిమంగా వంటింటిలో చెత్త, ఎముకలు, బూడిద, మరియు ఎరువులతో తయారు చేయబడ్డాయి. వీటితోపాటు వ్యవసాయం ఆఫ్రికా పశ్చిమ ప్రాంతాలలో అసాధ్యమైపోతుంది. ఆసక్తిగా ఉంది, ఆమేజాన్ మరియు ఆఫ్రికా ప్రజలు ఎవరి సొంతంగా (సహజ పరిసరాల ద్వారా) నేలలో బొగ్గును చేర్చడం ప్రారంభించారు: ఆమేజోన్ ప్రజలు 2500 సంవత్సరాల క్రితమే రైతులు బొగ్గును ఉపయోగించినప్పటికీ, ఆఫ్రికా ప్రజలది సుమారు 700 ఏళ్ళకిందట ప్రారంభమైంది. ఎంతనైనా స్పష్టంగా చెప్పవచ్చు: బయోచార్ మరియు అందులో చూపే గుళికలు ప్రాచీన మానవుల వీక్షణలో శక్తివంతమైన “మాదిరిని మరింత మెరుగుచేయడం” అనే సూత్రాన్ని ప్రతిఫలించాయి.
శాస్త్రీయ పరిశోధనల బయోచార్ డేటా
ఆస్ట్రియాలో బయోచార్ పై ప్రాజెక్ట్ పరంగా చేసిన పరిశోధనలు
ప్రస్తుతం బయోచార్ భూమి కాలుష్యాన్ని తగ్గించడానికి గ్లోబల్ స్థాయిలో మంచి పరిష్కారంగా చూస్తున్నారు. పెద్ద స్థాయి పరిశోధనలు ముఖ్యంగా గ్రీన్హౌస్ గ్యాస్ ఉద్గారాలను తగ్గించడానికి బయోచార్ ఉత్పత్తి మరియు పైరోలిసిస్ ప్రక్రియను మెరుగుపరిచే పనిపై కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. ఈ ప్రక్రియలో ఉత్పత్తి అయ్యే వాయువు మరియు నూనెలను పైరోలిసిస్ అనుసంధాన చర్యలను ప్రారంభించడానికి ఇంధనంగా ఉపయోగించవచ్చు. అయితే, మొక్క-మన్ను ఎకోసిస్టంపై ఎలాంటి ప్రయోగాలు పూర్తిగా జరగలేదు కాబట్టి, ఆ సరైన డేటాను ప్రయోగశాలలో తిరిగి సృష్టించడానికి వీలుపడలేదు. అందువల్ల, దాదాపు అన్ని డేటాలు ఊహాత్మకంగా ఉంటాయి.
బియోచార్ అనేక నూతన సంక్షేమాలను అందించగలదని అభ్యర్థకులు రుజువుతున్నారు. ఇందులో ప్రధానంగా రెండు ముఖ్యమైన ప్రయోజనాల గురించి విస్పష్టంగా చెబుతున్నారు: ఒకవైపు మరీ స్థిరమైన కార్బన్ నిల్వగా పనిచేయడం ద్వారా సీజన్ విడుదలను అడ్డగించగలగడం మరియు మట్టిని అధికారం చేయడం. కానీ ఈ రెండవ బలాన్ని నిరూపించడానికి చాలా తక్కువ ప్రభావవంతమైన పొల పరంగా పరిశోధనలు ఉన్నాయి.
అయినా, బయోచార్ నీటిని నిల్వ చేసేందుకు, మట్టిలోని ఆమ్లతను తగ్గించేందుకు, ఆక్సీజన్ను అందుబాటులో ఉంచేందుకు మరియు నేల సూక్ష్మజీవులకు ఉత్తమ వాతావరణాన్ని అందించడంలో సహాయపడుతుందని ఇరగాడని ఉంది.
మట్టిలో ఊహాత్మక పోషకాల నష్టంపై బయోచార్ ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయగల పరిశోధనలు పూర్తిగా లేవు.
కార్బన్ డయాక్సైడ్ నిల్వ - గ్లోబల్ ఉష్ణోగ్రత తగ్గించే ప్రయత్నం
బయోచార్ ఉత్పత్తి ఆవరణలో సామర్థ్యాన్ని తక్కువ చేస్తుంది: మొక్కలు శిథిలమౌతున్నప్పుడు విడుదల చేసే CO2 తిరిగి మరో మొక్కల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది, మరియు ఇది ఒక చక్రంలో పనిచేస్తూనే ఉంటుంది. చార్ ఈ శిథిల ద్రవ్యాన్ని స్థిరీకరిస్తూ, దానిని మన్నులోని కిలోలాదికి నిల్వ చేస్తుంది. ఇది దశాబ్దాల లేదా శతాబ్దాల పాటు నిల్వ అయ్యేలా చేస్తుంది. దశాబ్దాల పాటు వేసవిని తగ్గించే సామర్థ్యం ఉన్న ఈ ఆలోచన అనేక సమర్థవంతులను ఆకర్షించింది.
ముఖ్యమైన పరిశోధన ఫలితాలు
2007లో లావోస్లోని బియ్యం పొలాలపై జరిపిన అధ్యయనంలో, బియోచార్ నీటిని నిల్వ చేయడం ఉత్తమ hydrodynamics సూచించింది. కానీ ఆజటెన్ (నైట్రోజన్) తక్కువగా అందుబాటులో ఉండటాన్ని గుర్తించటంతో అవి అదనపు నైట్రోజన్肥料 దానిని ఉపకరించడం అవసరం పాత్ర పోషించిందని నిరూపించింది ( 2 ).
జర్మనీ బయోకెమిస్టుల ప్రకారం, బయోచార్ దశాబ్దాల పాటు స్థిరంగా విస్తరించడానికి అవకాశం ఉంది. కానీ దానిని ప్రతీ సంవత్సరం చెరువాతన వాడవలసిన అవసరం ఉండదు.
కాస్త విమర్శలు కూడా ఉన్నాయి
తదుపరి మేటా-విశ్లేషణ నివేదిక ప్రకారం:
బయోచార్ పై ఉన్న ప్రభావాలను గురించి పలు అభిప్రాయాలు అసలు సమర్థవంతంగా ఉండవు. కాబట్టి, ఇది అన్నిరకాల పర్యావరణ ప్రయోజనాలకు ఉపయోగపడుతుందని చెప్పడం హద్దు దాటిన మాటలు.
బయోచార్ ప్రాముఖ్యతను గురించి మాట్లాడే TEDx వీడియో.
సాధారణ చర్యలు లేక ప్రమాణాలు?
బయోచార్ పై ప్రపంచవ్యాప్త అమలు ఇప్పటికీ కష్టంగానే ఉంటోంది. ప్రస్తుతానికి, మట్టిని మెరుగుపరిచేందుకు స్థానికంగా ఉపయోగపడే ఎంపిక జరగడం గమనించాలి.
అయితే, మేము ఇంకా తెలుసుకోవలసిన విషయాలు:
- ఏ మట్టి పరిస్థితులకు కాంటెంట్ పనిచేస్తుందో తెలుసుకోవలసింది;
- బయోచార్ యొక్క స్థిరతపై టిక్కించిన సమాచారం లేదు;
- ఇది ఎంతవరకు గ్రీన్హౌస్ పర్యావరణ ప్రభావాలను తగ్గించగలదో అనుమానమే.
అంతునించి, సరైనదైన “మంచి బయోచార్” ఇంకా నిర్వచించబడలేదు. ప్రపంచవ్యాప్తంగా బయోచార్ను ఉత్పత్తి చేసే కంపెనీలు ఇప్పటికే అనేక వందల సంఖ్యలో ఉన్నాయి, కానీ రోజు వరకు ప్రమాణాలు ఇంకా లేవు. కాబట్టి, కంపెనీలు గిన్నె నిండా బంగారాన్ని ప్రామిస్ చేస్తున్నాయి, కానీ డోసుల గురించి రాయకుండా, వారి ఊహాశక్తిని మరియు ఆశలను సరితూగుతున్నాయి. బయోచార్ కోసం నిబంధనలు, ప్రమాణాలు (జీవోఎస్టీ) ఇంకా సిద్ధం కాలేదు. ఇటువంటి ప్రమాణాలను రూపొందించాలంటే, వాటిని సమర్థించడానికి సరైన ఫీల్డ్ మరియు ప్రయోగశాల పరిశోధనలు అవసరం, కానీ అవి చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. ఇప్పటివరకు ప్రచురితమైన ప్రయోగాలలో శాస్త్రవేత్తలు మరింత పరిశోధన చేయాలని మరియు డేటాను సులభతరం చేయాలని నొక్కి చెబుతున్నారు.
సుమారు 100 బయోచార్ నమూనాల నుండి, పదార్థం మరియు తయారీ ప్రక్రియ ఆధారంగా, ఈ క్రింది తలకింద్ర రసాయనాల విలువలను ప్రతిపాదించారు: O/C < 0.4 మరియు H/C < 0.6 (Schimmelpfennig & Glaser, 2012). బయోచార్ని నేరుగా నేలతో కలపడం, ఎటువంటి సేంద్రియ పదార్థాలను చేర్చకుండా, ఉపయోగించబడదు మరియు దానికి ప్రయోజనం లేదు, కానీ ఈ విషయం కంపెనీలు వారి ఉత్పత్తి ప్యాకేజింగ్ పై వ్రాయడం లేదు.
2013న Plos One శాస్త్రీయ జర్నల్లో ప్రచురితమైన మెటా-విశ్లేషణ ఆధారంగా తీసుకున్న నిర్ధారణలు:
- బయోచార్ పరిశోధన చాలా మొదటిగా ఉంది. ఈ కారణంగా ప్రామాణిక ధోరణులు లేవు మరియు పరిశోధనలు వివిధ అంశాలకు సమానంగా అందుబాటులో లేవు.
- బయోచార్ స్థిరత్వాన్ని పరీక్షించడానికి, వాతావరణం, నేల పరివ్యవస్థ మరియు తయారీ పద్ధతుల ఆధారంగా ఫీల్డ్ టెస్టులు అవసరం.
- బయోచార్ తయారీ, రవాణా మరియు ఉపయోగం లక్ష్యం మరిన్ని వివరాలుగా తెలుసుకోవడం అవసరం.
- బయోచార్ పర్యావరణానికి ప్రస్తుత ప్రయోజనాల గురించి ఉన్న ఆశావాద దృక్పథం, దాని నడవడిని మరియు ప్రభావాన్ని సూచించే పరిమిత పాఠాలతో ఏకీకృతం అవుతుంది.
- బలమైన పర్యావరణ ప్రయోజనాలను చూపించే తగినంత డేటా సమర్పించబడలేదు, ముఖ్యంగా బయోచార్ వాడకం ద్వారా వాతావరణ మార్పు బాధితాన్ని మింద సంస్థీకరిస్తుందని సూచించడానికి.
ప్రాదేశిక సరళతలు మరియు బయోచార్ అసరాలు (Prof. Johan Six, స్విట్జర్లాండ్ టెక్నికల్ విశ్వవిద్యాలయం):
- కొన్నిసార్లు, బయోచార్ నీటిని మరియు పోషకాలును ఆకర్షించడం ద్వారా పంట ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తుంది, తద్వారా పంటలకు ఈ వనరుల లభ్యత తగ్గుతుంది. అదనంగా, బయోచార్ మొలకలను ఆలస్యం చేస్తుందని కొన్ని పరిశోధనలు సూచించాయి.
- పురుగుమందులు మరియు కలుపుమందు తమ ప్రభావతను తగ్గించగలవు.
- కొన్ని బయోచార్ నూనలు, భారం లోహాలు, పాలి-సైక్లిక్ అరోమాటిక్ హైడ్రోకార్బన్లు మరియు కరిగించిన సేంద్రీయ కార్బన్ వంటి కాలుష్యకారులను విడుదల చేస్తాయి.
- బయోచార్ తయారీ కోసం మొక్కల అవశేషాలను తీయడం (ఎండి, తొ phenomenal reguls, ఆకులు, మొదలైనవి) నేల మైక్రోఅర్గానిజాల స్థితి మరియు ఆహారవిలువల ప్రభావాన్ని దెబ్బతీయవచ్చు.
- నేలల కేటియాన్ వినిమయ సామర్థ్యం, ముఖ్యంగా నేలల నిర్మాణంపై ఆధారపడుతుంది. అందువలన, ముమ్మాటికీ సాధారణ నేలల్లో బయోచార్ వాడకం అనవసరం.
- అధిక pH (క్షారమైన) నేలల్లో pH పెరగడం ఎంచువం కాదు, ఎందుకంటే పంటలు మాత్రమే నిర్దిష్ట pH పరిధికి అనుకూలంగా ఉంటాయి.
ఒక వ్యక్తిగతంగా, బయోచార్ పై ఎటువంటి ప్రసక్తి లేనందున, కార్బన్ ఉత్పత్తి మీ స్వంత పద్ధతిలో తేలికగా తక్కుగా చేయవచ్చు:
అదనపు పాఠాలు
క్రింది లంకెలను వీక్షించి అసలైన శాస్త్రీయ పనులను చదవండి, వాటిలో పూర్తీ డిజైన్, గ్రాఫ్స్, లెక్కలు మరియు తత్ఫలితాలు ఉన్నాయి:
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.
కొత్త సమీక్ష 2018: Review of biochar application to agricultural soils to improve soil conditions and fight pollution .