3:03 ص
الانتاج النباتي -
كتب الزراعة
الدليل الشامل في إستخدام و إنتاج الفحم الحيوي في الزراعة
الفحم الحيوي، المعروف أيضًا باسم الكربون الأسود، هو منتج مشتق من مواد
عضوية غنية بالكربون (C) ويوجد في التربة في أشكال صلبة مستقرة للغاية،
غالبًا على شكل رواسب. يمكن أن يستمر الفحم الحيوي لفترات طويلة من الزمن في
التربة على أعماق مختلفة، عادةً لآلاف السنين. المثال الأكثر شيوعًا هو الفحم
المشتق من الخشب. وبالمثل، تعد تربة تيرا بريتا في حوض الأمازون واحدة من
الأمثلة الأكثر شهرة للفحم الحيوي.
في السنوات الأخيرة، ركزت أبحاث كبيرة على الفحم الحيوي وطبيعته وخصائصه
لاستكشاف فوائده المحتملة وتأثيراته السلبية، وخاصة للتطبيق في الحقول
الزراعية كإضافات. يقدم هذا المنشور وصفًا عامًا للفحم الحيوي، بالإضافة
إلى التفاصيل الفنية والفوائد والعيوب للفحم الحيوي للاستخدامات الزراعية
والبيئية. الجمهور المستهدف لهذه النشرة الإخبارية هم المنتجون الزراعيون،
ومحترفو المحاصيل، والوكالات الحكومية، والباحثون، وخبراء الحفاظ على
الموارد، ومعلمي الإرشاد، ومعلمي المدارس الثانوية، والطلاب، وعامة
الناس.
كيف يتم تصنيع الفحم الحيوي؟
تم اكتشاف التأثيرات المفيدة للفحم الحيوي منذ أكثر من 2000 عام عندما
كانت طريقة "القطع والحرق" الزراعية قيد الممارسة. كما أدت حرائق الغابات
الطبيعية والممارسات الثقافية التاريخية إلى تكوين الفحم الحيوي الذي يظل
مستقرًا على مدى آلاف السنين كرواسب التربة. هناك أنواع عديدة من الفحم
الحيوي اعتمادًا على المادة الأصلية التي تم استخلاصها منها. ينتج عن كل
نوع محدد من المواد الغنية بالكربون نوعًا محددًا ومختلفًا جدًا من الفحم
الحيوي، مما يعكس الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة الأم. على سبيل
المثال، ينتج الفحم الحيوي المشتق من أنواع مختلفة من الأشجار (الخشب) أو
الأنواع النباتية أنواعًا مختلفة من الفحم الحيوي.
يمكن أيضًا إنشاء الفحم الحيوي بشكل مصطنع. عادة، يتم تكوين الفحم الحيوي
عن طريق تسخين الكتلة الحيوية أو النفايات التي تحتوي على الكربون من خلال
عملية تسمى التحلل الحراري. يتضمن التحلل الحراري التحلل الحراري
والكيميائي للكتلة الحيوية، في إمدادات محدودة أو معدومة من الأكسجين. يتم
إنتاج الفحم الحيوي عادة في درجات حرارة تتراوح بين 300 درجة مئوية و1000
درجة مئوية . إن غياب الأكسجين يمنع الاحتراق الكامل للمادة، وتعتمد
كمية الفحم الحيوي والمنتجات الثانوية الأخرى الناتجة على درجة الحرارة.
فدرجات الحرارة المنخفضة (300 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية) تنتج المزيد
من مادة الفحم الصلبة، وتؤدي درجات الحرارة التي تزيد عن 700 درجة مئوية
إلى المزيد من المكونات السائلة/الغازية. وتتضمن مشاريع تحويل النفايات إلى
طاقة عادةً التحلل الحراري عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى تحويل
الكتلة الحيوية إلى غاز ينتج عنه حوالي 20% من الغاز الاصطناعي، وهو غاز
قابل للاشتعال يستخدم في محركات الاحتراق الداخلي، ويتكون في المقام الأول
من أول أكسيد الكربون والهيدروجين، إلى جانب الزيت الحيوي والفحم
الحيوي.
استخدامات الفحم الحيوي
من المعروف أن الفحم الحيوي يحسن من خصائص التربة الفيزيائية والكيميائية
عند استخدامه كمحسن للتربة، مثل زيادة خصوبة التربة وإنتاجيتها. ويركز
البحث الحالي على فهم فيزياء وكيمياء الفحم الحيوي المطبق على التربة من
خلال دراسة طرق ومعدلات التطبيقات وتوثيق الفوائد لاستخدامه كمحسنات
زراعية. كما تركز العديد من الدراسات الحديثة على التأثيرات الأوسع للفحم
الحيوي، مثل إمكانية التخفيف من تغير المناخ على نطاق عالمي. وتقوم هذه
الدراسات بتقييم الزيادة في تخزين الكربون في التربة على نطاقات إقليمية.
ووفقًا لمبادرة الفحم الحيوي الدولية يمكن تخزين ما يقدر بنحو 2.2
جيجا طن من الكربون في التربة بحلول عام 2050 باستخدام تقنيات تحويل الفحم
الحيوي. وتشمل الفوائد الأخرى المترتبة على تحسين التربة بالفحم الحيوي
تقليل انبعاثات أكسيد النيتروز والميثان، وتقليل تسرب العناصر الغذائية إلى
المياه الجوفية، وتقليل مستويات الملوثات في التربة، من بين أمور أخرى.
التأثيرات على الزراعة
تتأثر خصائص الفحم الحيوي وفوائده المحتملة عند تطبيقه على الأرض بالمادة
المحددة للفحم الحيوي وتقنية المعالجة المستخدمة. يمكن للفحم الحيوي
الاحتفاظ بالأسمدة والمغذيات المطبقة وإطلاقها للمحاصيل الزراعية بمرور
الوقت. إن قدرة الفحم الحيوي على الاحتفاظ بالمياه والمغذيات في آفاق
التربة السطحية لفترات طويلة تفيد الزراعة من خلال تقليل تسرب المغذيات من
منطقة جذور المحاصيل، وتحسين غلة المحاصيل، وتقليل متطلبات الأسمدة.
وبالتالي، فإن استخدام الفحم الحيوي في الزراعة الإنتاجية من شأنه أن يحسن
الغلة ويقلل من التأثيرات السلبية على البيئة. يجب التمييز هنا بين الفحم
الحيوي والسماد العضوي من أجل الوضوح. يختلف الفحم الحيوي عن السماد العضوي
المضاف عادة إلى التربة للإنتاج الزراعي في أن السماد العضوي هو مصدر مباشر
للمغذيات من خلال المزيد من تحلل المواد العضوية. ومع ذلك، لا يتحلل الفحم
الحيوي بمرور الوقت وبالتالي لا ينبغي أن تكون هناك حاجة إلى تطبيقات
إضافية.....
---------------------
تنزيل الكتاب :
ليست هناك تعليقات: