بایوچار کا کھاد: کیا اثرiveness ثابت ہوا ہے؟

کیا آپ نے بایوچار کے بارے میں کچھ سنا ہے؟ زیادہ تر باغبانوں کے لیے یہ ایک نیا اصطلاح ہے، میرے لیے بھی۔ مجھے انگلش میں ایک مضمون ملا جس میں بایوچار کی وضاحت کی گئی تھی کہ یہ کھاد صحرا کو ایڈن کے باغات میں تبدیل کرتی ہے۔ مجھے متوجہ کیا۔ فوراً میں نے بایوچار کے مؤثر ہونے کے شواہد کی تحقیق شروع کی۔ تحقیق کم تھی، تو میں نے تقریباً تمام مواد کا جائزہ لیا جو مٹی کی بہتری سے متعلق تھا (عالمی درجہ حرارت کی تبدیلی کے اثرات سے بایوچار کی لڑائی پر میں اس جائزے میں بات نہیں کی)۔

بایوچار کیا ہے؟

یہ ایک خاص طریقے سے تیار کردہ لکڑی کا کوئلہ ہے، جسے مٹی میں شامل کیا جاتا ہے تاکہ زرخیزی میں اضافہ ہو سکے۔ زراعت میں کوئلہ روایتی طور پر مغربی افریقہ کے مقامی لوگ استعمال کرتے ہیں اور کچھ غیر مصدقہ معلومات کے مطابق، یہ امازون کے جنگلات میں بھی ملتا ہے۔ ایک مفروضہ ہے کہ بایوچار زمین کی پیداوار کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے جبکہ اسی وقت سیارے کے ماحول میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کی مقدار کو کم کر سکتا ہے۔

بایوچار مٹی کو کیسے بہتر بناتا ہے؟

خلاصہ یہ ہے:

بایوکاربن کی شمولیت مٹی کی جسمانی کیمیائی خصوصیات کو بہتر بناتی ہے (pH کو 3.9 سے 5.1 تک، کیٹیون کی تبادلہ کی گنجائش کو 7.41 سے 10.8 cmol(+)kg−1 تک، کیٹیون کی فیصد کو 6.40 سے 26.0% تک، اور بایوماس (MBC) کو 835 سے 1262 mg/kg-1 تک بڑھانا)۔
مٹی کے ایگریگیٹس کا اوسط قطر (MWD) 2.6 سینٹی میٹر سے 4.0 سینٹی میٹر تک بڑھتا ہے؛
اریزش کی رفتار 50% سے کم ہو جاتی ہے۔ یہ معلومات 5% بایوچار کو زمین کی مجموعی مقدار میں شامل کرنے پر حاصل کی گئی ( CATENA Soil Science ، چین، 2013)

بایوچار کی کرسٹلائن ساخت

ایسے شواہد موجود ہیں کہ بایوکارب کی مدد سے قدیم کسانوں کے ذریعہ بہتر کی گئی امازون کی مٹی آج بھی زرخیز ہے اور اس میں 35% تک اپنا نامیاتی کاربن بایوچار کی شکل میں موجود ہے۔ 2000 سال پہلے بایوکاربن کے ساتھ کھاد کئے گئے زمینوں میں پانی اور ضروری معدنیات زیادہ ہوتے ہیں جو پودوں کے لیے آسانی سے دستیاب شکل میں ہوتے ہیں۔ امازون کی سیاہ مٹیوں کی ترکیب، تیرا پریٹا، یہ سمجھا جاتا ہے کہ اس میں شامل تھی: کوئلہ + ہڈیاں + گوبر (امازونی مٹیوں اور ان کے قدیم بایوچار کے بارے میں مزید جاننے کے لیے یہاں دیکھیں)۔

بایوچار ایک انتہائی مسام دار مواد ہے، جو پانی رکھنے کی صلاحیت میں پرلائٹ کے برابر ہے۔ اس کے مسام مٹی کی زندگی کے لیے صحت مند رہائش گاہ بن جاتے ہیں، اور اس کی شمولیت “تھرraforming” کے مراحل میں سے ایک ہو سکتی ہے۔ بایوچار میں موجود کاربن بہت مستحکم ہے اور یہ ہزاروں سال تک مٹی میں رہتا ہے، مائیکرولیمینٹس اور معدنیات کو بندھتا اور انہیں قدرتی بیکٹیریا کی مدد سے پودوں کی جڑوں کے حوالے کرتا ہے۔ بارش والے علاقوں میں یہ کھاد کے لیے انمول خصوصیت کے ساتھ ساتھ اریزش اور زیر زمین پانی کی آلودگی سے بچاؤ کا عمل ہے۔

بایوچار کیسے تیار کیا جاتا ہے؟

بایوچار کے ماحولیاتی معیارات کی فراہمی کرنے والی تنظیم International Biochar Initiative اس کی پیداوار کے عمل کو “زرعی فضلے کو مٹی کے فروغ کے لیے بڑھانے” کے طور پر بیان کرتی ہے۔ بایوچار قدرتی آگوں کے نتیجے میں پیدا ہوتا ہے، یا جان بوجھ کر تیار کردہ пирولیسس کے ذریعے:

“نامیاتی فضلہ، جیسے چپس اور شاخوں، زرعی مصنوعات کے ضمنی، آتش زدگی کے بغیر کیمروں میں جلائی جاتی ہیں، جس سے تیل، مصنوعی گیس اور ایک ٹھوس باقیات پیدا ہوتی ہے، جو لکڑی کے کوئلے کی طرح ہوتی ہے۔ نمایاں مسامی نوعیت کا یہ کوئلہ نقصان دہ کیمیائی مرکبات اور اجزاء کو جذب کرنے کے لیے ایک فلٹر کے طور پر عمل کرتا ہے جبکہ مفید معدنیات کو گزرنے کی اجازت دیتا ہے۔” The Yale School of Forestry & Environmental Studies

بایوچار کی مختصر تاریخ

تاریخی جستجو کے بغیر گزرنا ناممکن ہے۔ مغربی افریقی زمینوں کے لیے کوئلہ ہمیشہ ایک مؤثر مٹی کی تشکیل کرنے والا عنصر رہا ہے، جو گوبر کے ساتھ ملا کر استعمال ہوتا ہے۔ یہ لیبریا اور گھانا کے قدیم زمینوں پر وسیع پیمانے پر انسانی مطالعات کے بعد واضح ہوا ( 1 )۔

“افریقی تاریک زمینیں” جان بوجھ کر تخلیق کی گئی تھیں، جن میں کچن کے فضلے، ہڈیوں، راکھ اور گوبر کی شمولیت کی گئی تھی۔ ان اجزاء کے بغیر مغربی افریقہ کے زیادہ تر علاقے میں زراعت ناممکن ہوتی۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ امازون اور افریقہ کے لوگوں نے آزادانہ طور پر کھاد کے طور پر کوئلہ کا استعمال دریافت کیا - امازون کے کسانوں نے پہلے ہی 2500 سال پہلے اسے مٹی میں شامل کیا، جبکہ افریقیوں نے تقریباً 700 سال قبل۔ شاید، بایوچار کا سیاہ رنگ اور ساخت قدیم انسان کی سادہ منطق پر کام کر گئی - “ہم جیسی چیز کو اس سے ٹھیک کرنا”…

سائنسی تحقیقات کے اعداد و شمار پر بایوچار

آسٹریا میں بایوچار کے میدان میں کیے جانے والے تجربات

اب بایوچار کو ایک پرجوش جغرافیائی انجینرنگ تصور سمجھا جا رہا ہے، اس لیے بڑے پیمانے پر تحقیق کا زیادہ تر تعلق گرین ہاؤس گیسوں کے اخراجات کا تلافی کرنے کے ساتھ بایوچار کی پیداوار اور پیداوار کے عمل کے بہتر بنانے سے ہے: جلانے کے دوران نکلنے والی گیس اور تیل دراصل بایوچار کی کمپنی کے عمل کو شروع کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ لیکن پھر بھی وہ تجربات موجود نہیں ہیں جن میں نباتاتی-زمین کی ماحولیاتی نظام کی سطح کا مطالعہ کیا گیا ہو، جس کی مکمل طور پر لیبارٹری میں نقل نہیں کی جا سکتی۔ اس لیے تقریباً تمام اعداد و شمار کافی قیاساتی نوعیت کے ہیں۔

کھاد کے حامی بنیادی طور پر 2 فوائد کی نشاندہی کرتے ہیں: یہ کہ یہ کاربن کو ایک مستحکم شکل میں محفوظ رکھتا ہے، جس سے CO2 کا خروج نامیاتی مادے سے فضاء میں روکتا ہے، اور یہ زمین کو زرخیز بناتا ہے۔ تاہم دوسرے فائدے کے ساتھ اس کے لیے زیادہ اچھے میدان کے تجربات جڑے ہوئے نہیں ہیں۔ بہرحال:

یہ جھگڑا نہیں ہے کہ بایوچار پانی کو روک کر رکھتا ہے، زمین کی تیزابیت کو کم کرتا ہے، آکسیجن کی دستیابی کو بہتر بناتا ہے اور مٹی میں مائیکروارگنزمز کی رہائش کے لیے مثالی حالات فراہم کرتا ہے۔

بایوچار کے اثرات برائے غذائی اجزاء کی کمی پر تجربات کی تعداد تقریباً نہیں ہے۔

کاربن ڈائی آکسائیڈ کو روکنے کی صلاحیت بھی ثابت ہو چکی ہے۔ بایوچار کی پیداوار جیسے لگتا ہے کہ فضاء میں CO2 کی مقدار کو کم کرتی ہے: جب پودے سڑتے ہیں تو وہ CO2 خارج کرتے ہیں، جسے آخرکار دوسرے پودے جذب کرتے ہیں، اور یہ چکر جاری رہتا ہے۔ کوئلہ اس سڑنے والے مادے اور اس کے ہمراہ CO2 کو مستحکم کرتا ہے اور اسے زمین میں صدیوں یا ہزاروں سالوں تک محفوظ کرتا ہے۔ یہ تصور، جو کہ ممکنہ طور پر عالمی درجہ حرارت میں اضافہ سست کرنے میں مددگار ہے، بایوچار کے حامیوں کی ایک متاثر کن تعداد کی توجہ اپنی طرف مبذول کر چکی ہے (اور مخالفین کی بھی، کیونکہ اقتصادی صلاحیت اور “متعلقہ فائدہ” کو ابھی ثابت کرنے کی ضرورت ہے)۔

تمام میدان کی تحقیقات سے “مبہم” نتائج نکلتے ہیں۔ ہر قسم کی زمین اور آب و ہوا کے حالات کے لیے انفرادی کوئلے کی کھاد کی مقدار درکار ہوتی ہے۔ بعض صورتوں میں یہ بالکل بھی ضروری نہیں ہے۔ کیمیائی ساخت کی بنیاد پر بہت زیادہ مختلف ہیں، جو کہ ابتدائی خام مال اور پیرو لائز کے حالات پر منحصر ہے۔ پیداوار کی بہتری کا مشاہدہ غیر زرعی علاقوں میں کیا گیا، بشرطیکہ راکھ اور نامیاتی اضافے شامل کیے گئے ہوں (!). جتنی اچھی زمین ہوگی، اتنے ہی معمولی نتائج آئیں گے۔ تاکہ بایوچار کام کر سکے، ضروری ہے کہ P، K، Ca، اور Mg کی مقدار پیدا کی جائے، جو کہ کمپوسٹ اور کھاد کے ذریعے شامل کی جائے (زمین کی ٹیرا پریٹا کو انسانی بستیوں کے فضلے سے ملے ہوئے جل جانے والے مادے سے بنایا گیا تھا).

عملیاتی معلومات اس حد تک کم ہیں کہ یہ شرمناک ہے۔ میں چند تجربات کے نتائج پیش کرتا ہوں جنہیں میں نے مفید پایا۔ بایوچار کا مطالعہ 2007 میں لاؤس کے چاول کے کھیتوں میں کیا گیا: زمین کی ہائیڈرو کونڈکٹوٹی میں بہتری آئی، کم دستیاب فاسفورس کی صورت میں پیداوار میں اضافہ ہوا، لیکن نائٹروجن کی دستیابی میں کمی واقع ہوئی، جس کی وجہ سے نائٹروجن کھاد کے اضافے کی ضرورت ہوئی ( 2 )۔

کمپوسٹ اور بایوچار کے باہمی تعلق کے بارے میں جرمنی کی بایو کیمیکل کی ایک شاندار اشاعت ہے Institute of Agricultural and Nutritional Sciences, Soil Biogeochemistry کی جانب سے۔ مضمون میں خاص طور پر سیاہ کھاد کی طویل مدتی پائیداری کی معلومات مفید ہیں - مواد کی بنیادی ساخت کی تخریب پذیری کے خلاف زیادہ استحکام ہے (تقریباً 3000 سال)، جو کہ اسے دیگر مٹی کے بہتری کے لیے سالانہ شامل کرنے کی ضرورت کو ختم کر دیتا ہے۔ مزید یہ کہ، یہ بھی واضح کیا گیا ہے کہ حاصل کرنے کے درجہ حرارت اور خام مال کی نوعیت کی بنیاد پر بایوچار کا معیار مختلف ہوتا ہے (گھاس سے حاصل ہونے والا بایوچار کم درجہ حرارت 250-400°С پر زیادہ مؤثر طور پر کاربن کی معدنیات بناتا ہے، نسبتاً سخت قسم کی لکڑی اور اعلیٰ درجہ حرارت کی پروسیسنگ سے حاصل ہونے والے بایوچار کے مقابلے میں۔)

بایوچار کا ماخذ - گھاس

سب سے بڑے میٹا تجزیے میں بایوچار سے متعلق تحقیقات کے حوالے سے ایک انتباہ ہے:

بایوچار کے بارے میں زیادہ تر دعوے زبردست ہیں۔ کھاد کی ممکنہ فوائد کو جان بوجھ کر بڑھا چڑھا کر پیش کیا جاتا ہے، خواہ وہ زمین کے ترقی یا ماحولیاتی صحت ہو۔

ٹیڈ ایکس پر بایوچار کے استعمال کی وکالت کرنے والے ایرو اسپیس انجینئر کا خطاب۔

وعدے یا معیارات؟

خوش قسمتی سے، بایوچار کے عالمی نفوذ کے مسائل ہمیں متاثر نہیں کرتے۔ ہمیں، جیسا کہ افریقہ میں ہے، محض باغات کی زمین کی زرخیزی کو بہتر بنانا ہے۔ اور اس مرحلے پر مسائل ابھرتے ہیں۔ ہمیں ابھی تک نہیں معلوم:

آخرکار ہمیں کیا pH حاصل ہوگا؛
مختلف قسم کے بایوچار کی کیمیائی خصوصیات خام مال اور تیاری کے طریقے کی بنیاد پر؛
خاص مصنوعات کے لیے بہترین زمین کون سی ہے؛
یہ زمین میں کتنی مستحکم ہے (صرف نظریاتی اور بالواسطہ معلومات موجود ہیں)؛
کیا بایوکاربن کی پیداوار ماحولیاتی صحت کو ممکنہ فائدے سے زیادہ نقصان پہنچاتی ہے اور اس کے علاوہ بہت سے اسی طرح کے سوالات۔

ہمیں ابھی تک یہ معلوم نہیں ہے کہ اچھا بایوچار کیا ہے۔ دنیا بھر میں بایوچار بنانے والی کمپنیوں کی تعداد پہلے ہی کچھ سو تک پہنچ چکی ہے، لیکن ابھی تک کوئی معیارات موجود نہیں ہیں۔ اسی لیے ہمیں سنہری مواقع کی یقین دہانی کروائی جاتی ہے، اور خوراک کی مقداریں صرف تیار کنندہ کے تخیل اور لالچ تک محدود ہیں۔ ابھی تک بایوچار کے لیے کوئی قانونی ضابطہ یا جی او ایس ٹی ترقی نہیں کی گئی۔ ایسے معیارات کو ترقی دینے کے لیے انہیں معیاری کھیتوں اور لیبارٹری تحقیقات سے جواز فراہم کرنا ہوگا، جو بہت کم ہیں، اور تمام شائع شدہ تجربات میں سائنسدان مزید مطالعہ اور معلومات کی وضاحت پر اصرار کرتے ہیں۔

تقریباً 100 بایوچار کے نمونوں کی بنیاد پر، جو خام مال اور پیداوار کے عمل میں مختلف ہیں، عناصر کی درج ذیل حدیں تجویز کی گئی ہیں: O/C <0.4 اور H/C <0.6 (Schimmelpfennig & Glaser, 2012)۔ بایوچار کو براہ راست مٹی کے ساتھ ملانا، بغیر کسی نامیاتی اضافے کے، استعمال نہیں ہوتا اور اس کا کوئی مقصد نہیں ہے، لیکن اس کے بارے میں بایوچار کے پتوں پر کچھ نہیں لکھا جاتا۔

2013 کے سائنسی جریدے Plos One میں میٹا تجزیے کی بنیاد پر بنائے گئے نتائج:

بایوچار کی تحقیق ابھی بہت نیا میدان ہے، جو معیارات کی عدم موجودگی اور موضوعات کے شعبوں میں تحقیق کی غیر متوازن تقسیم میں ظاہر ہوتا ہے۔
کھیتوں کی جانچ کی ضرورت ہے تاکہ یہ جان سکیں کہ کھاد کی استحکام آب و ہوا، مٹی کے اجزاء اور کوئلے کی پیداوار کے طریقہ کار کے لحاظ سے کیسی ہے۔
ہم ابھی تک یہ نہیں جانتے کہ بایوچار کی پیداوار، ٹرانسپورٹ، اور استعمال ایکو سسٹم پر مجموعی طور پر کیسے اثر ڈالتے ہیں۔
بایوچار کے ماحول پر فوائد کے بارے میں خوش امیدی بیانات اس کی رفتار اور اثرات پر محدود مطالعہ کے ساتھ سخت تضاد رکھتے ہیں۔
یہ شکایت کرنے کے لیے کافی تجرباتی معلومات موجود نہیں ہیں کہ مٹی میں بایوکاربن کا استعمال آب و ہوا کی تبدیلی کو کافی حد تک کم کرتا ہے یا یہ مکمل سیٹ کی پیمائش کے تناظر میں مجموعی ماحولیاتی فوائد فراہم کرتا ہے۔

بایوچار کے نقصانات، پروفیسر جوہان سکس، سوئس فیڈرل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی زیورخ کی طرف سے بیان کردہ:

بعض صورتوں میں، پیداوار کی مقدار میں کمی آسکتی ہے کیونکہ بایوچار پانی اور غذائی اجزاء کی جذب کرتا ہے، جو کہ زراعتی فصلوں کے لیے ان وسائل کی دستیابی کو کم کرتا ہے۔ یہ بھی ظاہر کیا گیا ہے کہ بایوچار بیجوں کی پیدائش کو سست کر دیتا ہے۔
کیڑے مار ادویات اور جڑی بوٹی مار ادویات کا جذب ان کی تاثیر کم کر سکتا ہے۔
کچھ بایوچارس آلودگی کے ذرائع کے طور پر کام کر سکتے ہیں، جیسے کہ بھاری دھاتیں، ہوا دار نامیاتی مرکبات، پولی سائیکلک خوشبودار ہائیڈروکاربن، اور حل پذیر نامیاتی کاربن۔
پودوں کے مٹی کے باقیات، جیسے کہ ڈنٹھل، پتے اور بیج کے خول، جو بایوچار بنانے کے لیے استعمال کیے جائیں گے، کی تقصیر مٹی کی مجموعی حالت کو خراب کر سکتے ہیں، مٹی کے خوردبینی موجودات کی تعداد کو کم کر سکتے ہیں اور اندرونی غذائی اجزاء کے چکر میں خلل ڈال سکتے ہیں۔
کیٹین ایکسچینج کی گنجائش مٹی کی ترکیب پر منحصر ہے: یہ مٹیوں میں کم از کم ہے جن میں مٹی یا نامیاتی مادے کی مقدار زیادہ ہو۔ عام زمین کے لیے بایوکاربن کا استعمال زیادہ معنی نہیں رکھتا۔
اعلی pH (الکالی) والی مٹیوں میں pH میں اضافہ غیر مطلوب ہے، کیونکہ زراعتی فصلیں صرف مٹی کے pH کے مخصوص رینج کو ہی برداشت کرتی ہیں۔

میرے پاس بایوچار کے بارے میں کوئی ذاتی تعصب نہیں ہے۔ اگر چاہیں تو اسے اپنے پچھلے صحن میں بنایا جا سکتا ہے: