Biochar นำเสนอคำมั่นสัญญาใหม่สำหรับการเกษตรที่ชาญฉลาดด้านสภาพอากาศ

แม้จะฟังดูเหมือนชื่อวงดนตรีนูเมทัล แต่นักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีว่า ถ่านไบโอชาร์ ซึ่งเป็นสารคล้ายถ่านที่ผลิตจากวัสดุอินทรีย์ที่เผาไหม้ เช่น ของเสียจากการเกษตรและป่าไม้ เป็นวิธีปฏิบัติทางการเกษตรแบบดั้งเดิมที่มนุษย์ใช้มานานหลายศตวรรษ เมื่อเร็วๆ นี้ กลุ่มของ Ren ได้เผยแพร่บทความในRenewable and Sustainable Energy Reviewsซึ่งพวกเขาได้สังเคราะห์ข้อมูลทั่วโลกจากการศึกษาเกือบ 600 เรื่องเกี่ยวกับถ่านไบโอชาร์เพื่อวิเคราะห์ศักยภาพของถ่านชีวภาพในแนวทางปฏิบัติทางการเกษตรที่ชาญฉลาดต่อสภาพอากาศ CSA เป็นวิธีการเชิงบูรณาการที่ไปไกลกว่าวิธีการทำฟาร์มแบบยั่งยืน มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แน่ใจว่าผลผลิตพืชผลจะเลี้ยงประชากรที่เพิ่มขึ้นได้อย่างยั่งยืน ขณะเดียวกันก็ส่งผลดีต่อวิถีชีวิตของผู้คนที่อาศัยและทำงานในพื้นที่ CSA ปรับปรุงความสมบูรณ์ของดินและสร้างความยืดหยุ่นต่อสภาพอากาศ ในขณะที่มีเป้าหมายเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ตัวอย่างของแนวปฏิบัติในการจัดการ CSA ได้แก่ พืชคลุมดิน การฝึกไม่ไถพรวนหรือลดไถพรวน และกลยุทธ์การจัดการธาตุอาหารแบบผสมผสาน กลุ่มของ Ren ได้รวบรวมข้อมูลมากมายเกี่ยวกับการวิจัยถ่านไบโอชาร์เพื่อทำความเข้าใจอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับแนวทางปฏิบัติ ข้อดี ความท้าทาย และข้อจำกัด "เราต้องการประเมินถ่านไบโอชาร์เป็นการปฏิบัติที่ชาญฉลาดต่อสภาพอากาศผ่านการสังเกตการณ์/การวัดภาคสนาม การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ และการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลข" Ren กล่าว "เราประเมินว่าแนวทางปฏิบัติด้านการเกษตรแบบยั่งยืนนี้สามารถทำหน้าที่เป็นแนวปฏิบัติด้านการเกษตรที่ชาญฉลาดด้านสภาพอากาศในแง่ของการผลิตอาหาร สุขภาพของดิน และความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อมหรือไม่ เราหวังว่าจะวัดปริมาณรอยเท้าของน้ำและสารอาหารที่เกี่ยวข้อง รวมถึงศักยภาพในการส่งเสริมความยืดหยุ่นของสภาพอากาศ" ถ่านชีวภาพคืออะไร? ถ่านชีวภาพสามารถทำจากวัสดุอินทรีย์ใดๆ (ที่มีคาร์บอน) เช่น เศษไม้หรือเศษพืช จากนั้นวัสดุจะถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนในกระบวนการที่เรียกว่าไพโรไลซิส ผลที่ได้คือวัสดุคล้ายถ่านที่เรียกว่า biochar ในฐานะที่เป็นสารปรับปรุงดิน ถ่านชีวภาพมีศักยภาพในการช่วยสร้างความยืดหยุ่น ถ่านชีวภาพเปรียบเสมือนการลงทุนระยะยาวของคาร์บอน เนื่องจากต้องใช้เวลานานในการย่อยสลาย และทำให้ดินมีปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้น หากวัสดุที่อุดมด้วยคาร์บอนชนิดเดียวกันนี้ถูกรวมเข้ากับดินแทนที่จะสร้างเป็นถ่านชีวภาพ พวกมันก็จะสลายตัวอย่างรวดเร็วและปล่อยก๊าซเรือนกระจก เช่น มีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเมื่อพวกมันสลายตัว เช่นเดียวกันหากวัสดุถูกเผา อย่างไรก็ตาม เมื่อเปลี่ยนเป็นถ่านชีวภาพ คาร์บอนจะถูกแยกออกและยังคงอยู่บนพื้นโลก นอกจากนี้ ถ่านไบโอชาร์ยังทำหน้าที่เกือบเหมือนฟองน้ำและสามารถปรับปรุงความสามารถของดินในการกักเก็บน้ำและสารอาหาร ทำให้ดินมีสารอาหารหนาแน่นขึ้นและยืดหยุ่นต่อความแห้งแล้ง ในขณะที่ยังคงรักษาผลผลิตของพืชผลไว้ได้ ในคอนเนตทิคัต ถ่านไบโอชาร์ยังสามารถช่วยเปลี่ยนขยะในรูปของการตัดต้นไม้และเศษไม้อื่นๆ ให้เป็นวัสดุก่อสร้างที่มีค่าและยืดหยุ่นได้ จากการวิเคราะห์ Ren และผู้เขียนร่วมพบว่า เช่นเดียวกับแนวทางปฏิบัติของ CSA อื่นๆ การใช้ถ่านไบโอชาร์ขึ้นอยู่กับบริบท แต่โดยทั่วไปจะช่วยปรับปรุงคุณภาพดิน เป็นผลให้พวกเขาเสนอให้ใช้ในวงกว้างมากขึ้น รวมทั้งในคอนเนตทิคัต "จากการสังเคราะห์ข้อมูลทั่วโลก คุณจะเห็นได้ว่าในดินและสภาพอากาศที่แตกต่างกัน ถ่านไบโอชาร์ร่วมกับแนวทางปฏิบัติอื่นๆ สามารถช่วย เกษตร กรในการผลิตอาหารได้อย่างยั่งยืน นอกจากนี้ยังสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ลดการชะล้างไนโตรเจน และประหยัดน้ำในดิน Yawen Huang ผู้เขียนนำการศึกษาและเพื่อนร่วมงาน postdoc ที่ดูแลโดย Ren กล่าว แม้ว่าการวิเคราะห์จะแสดงให้เห็นว่าการทดลองในห้องปฏิบัติการบางอย่างอาจเกินความสามารถของถ่านไบโอชาร์ นักวิจัยก็วางแผนที่จะสำรวจสิ่งที่สามารถทำได้โดยทำการทดลองภาคสนามเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าควรใช้ถ่านไบโอชาร์เมื่อใดและที่ไหน "เรายังต้องพิจารณาถ่านไบโอชาร์ร่วมกับแนวทางปฏิบัติแบบยั่งยืนแบบดั้งเดิมอื่นๆ สำหรับการจัดการสารอาหารและการบำบัดน้ำในสถานที่ต่างๆ โดยพิจารณาจากสภาพอากาศที่แตกต่างกัน" Ren กล่าว "เราสามารถบรรลุเป้าหมายของการเกษตรที่ชาญฉลาดด้านสภาพอากาศ และในกรณีของถ่านไบโอชาร์ คอนเนตทิคัตเป็นสถานที่ที่เหมาะสำหรับการสำรวจและใช้ถ่านไบโอชาร์เป็นแนวทางของ CSA เรามีต้นไม้และทรัพยากรธรรมชาติมากมายที่นี่ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าถ่านไบโอชาร์ทำมาจาก ต้นไม้สามารถลดการปล่อยไนตรัสออกไซด์ได้อย่างมาก ซึ่งมีศักยภาพมากกว่า CO 2 เกือบ 300 เท่า ในด้านศักยภาพของภาวะโลกร้อน" Ren ชี้ให้เห็นแง่มุมที่สำคัญประการหนึ่งของแนวทางปฏิบัติที่ยั่งยืนและชาญฉลาดด้านสภาพอากาศ กล่าวคือ ของเสียมักจะถูกนำไปใช้ประโยชน์ใหม่ วิสัยทัศน์ของ Ren คือการใช้เศษต้นไม้จากการจัดการป่าไม้เพื่อผลิตถ่านไบโอชาร์ที่เกษตรกรในคอนเนตทิคัตใช้ "เราจะใช้วัสดุเหลือใช้เท่านั้น มันเป็นวัฏจักรแห่งความยั่งยืน" Ren กล่าว “เจ้าของป่ามีศักยภาพในการทำถ่านชีวภาพจากทรัพยากรของตนเองเพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อพื้นที่เพาะปลูกหรือพื้นที่การเกษตร คุณสามารถใช้เศษพืชผลหรือขยะอินทรีย์อื่นๆ การเกษตรและป่าไม้ที่ชาญฉลาดด้านภูมิอากาศเพื่อสร้างภูมิทัศน์ที่ชาญฉลาดด้านสภาพอากาศ ลองคิดดูว่า หากเราสามารถจัดการทรัพยากรธรรมชาติ พื้นที่เพาะปลูก พื้นที่ชุ่มน้ำ และระบบธรรมชาติอื่นๆ ร่วมกัน เราจะใช้แนวปฏิบัติที่ชาญฉลาดด้านสภาพอากาศเหล่านี้เพื่อเชื่อมโยงป่าไม้กับการเกษตรได้หรือไม่ รัฐมีศักยภาพในการเป็นผู้นำระดับประเทศในการประยุกต์ใช้ถ่านชีวภาพ” ภูมิหลังของ Ren อยู่ในระบบนิเวศของระบบนิเวศและการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และเธอเข้าใกล้การเกษตรในฐานะองค์ประกอบที่พึ่งพาซึ่งกันและกันของระบบโลก เช่น วิธีที่เกษตรกรรมมีปฏิสัมพันธ์กับระบบบรรยากาศ ดิน และระบบน้ำ เมื่อมองผ่านเลนส์นี้ การศึกษาที่ยั่งยืนเรียกร้องให้มีการทำงานร่วมกัน และเธอกล่าวว่า UConn ในฐานะมหาวิทยาลัยจัดสรรที่ดิน เป็นสถานที่ที่ดีเป็นพิเศษสำหรับความพยายามประเภทนี้ เนื่องจากข้อมูลจะถูกส่งไปยังเกษตรกรผ่านทาง UConn Extension "อย่างที่ฉันได้กล่าวไปแล้ว การปฏิบัติของ CSA จำเป็นต้องเกิดขึ้นในเวลาและสถานที่ที่เหมาะสม และต้องพิจารณาถึงปัจจัยทางธรรมชาติและปัจจัยของมนุษย์ร่วมกัน" Ren กล่าว "มันเรียกร้องให้มีความพยายามแบบบูรณาการและสหวิทยาการซึ่งไม่สามารถทำได้เพียงแค่นั่งหน้าคอมพิวเตอร์หรือในห้องทดลอง เราสามารถส่งมอบการค้นพบใหม่ให้กับนักวิจัยส่วนขยายของเรา ซึ่งจะส่งมอบให้กับเกษตรกร ข้อเสนอแนะจากเกษตรกรสามารถเป็นแนวทางได้ ในความพยายามต่อไปของเราเพื่อพัฒนาวิทยาศาสตร์ในสาขานี้ อีกครั้ง นั่นเป็นวงจรที่ยั่งยืน" ทีมของ Ren กำลังอยู่ในขั้นตอนการขอเงินทุนเพิ่มเติมเพื่อผลักดันโครงการไปข้างหน้า ทีมงานกำลังเชื่อมต่อกับผู้ผลิตถ่านชีวภาพในท้องถิ่นและวางแผนที่จะรักษาการผลิตในท้องถิ่น โดยพิจารณาถึงความจำเป็นในการประหยัดพลังงานสำหรับการขนส่ง "ด้วยโรคระบาด ลูกค้ามีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนนิสัยการกินของพวกเขาไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่ปลูกในท้องถิ่นมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้เรียกร้องให้มีระบบอาหารที่มีความยืดหยุ่นและยั่งยืนมากขึ้น การเกษตรที่ชาญฉลาดต่อสภาพอากาศเป็นแนวคิดสำคัญที่ช่วยนำทางเราไปสู่การทำเกษตรกรรมที่ยั่งยืน นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็น วิธีแก้ปัญหาสภาพอากาศตามธรรมชาติสำหรับการสร้างอนาคตที่ยืดหยุ่นต่อสภาพอากาศ"