الفحم الحيوي البيوشار، طريقة ثورية لإعادة الحياة للترب الغير صالحة للزراعة، مما يعيد الأمل في اصطلاح الأراضي ومكافحة التصحر. وهو من الطبيعة بإعادة تدوير المخلفات النباتية. ليلعب دورًا هامًا في الزراعة العضوية نظرًا لفوائده المتعددة التي تتناغم مع مبادئ وأهداف الزراعة المستدامة. لذلك تقدم لك تقنيات الزراعة الحديثة دليلًا وافيًا عن الفحم الحيوي وخصائصه وفوائده في السطور التالية..
Instagram , Facebook , Twitter ,
ما هو الفحم الحيوي البيوشار (Biochar)؟
الفحم الحيوي: مادة غنية بالكربون يتم إنتاجها من خلال عملية الانحلال الحراري. والتي تتضمن احتراق الكتلة الحيوية في بيئة منخفضة الأكسجين. مثل الأخشاب ومخلفات النباتية وقشور الحبوب أو النباتات البرية وفي بعض الأحيان مخلفات الطيور. إنه شكل مستقر من الكربون العضوي يستخدم بشكل أساسي لتحسين التربة. ولقد استعمل الفحم الحيوي قديمًا وخاصة على ضفاف الأمازون كسماد طبيعي يساعد لتحسين خواص التربة.
والآن يصنع بطرق حديثة تجعل منه أكثر فائدة. وقد أبدت الكثير من الدول اهتمامًا كبيرًا بالفحم الحيوي كأحد الحلول الثورية لإحياء الأراضي القاحلة ومكافحة التلوث. ومنها المملكة العربية السعودية التي أسست المجموعة السعودية لأبحاث الفحم الحيوي. والتي قامت بالعديد من الأبحاث لخلق بيئة مستدامة وتحسين الأراضي الجافة وشبه الجافة للزراعة.
ويمكنك صناعة الفحم الحيوي البيوشار، في مزرعتك باتباع الخطوات التالية:
- ابدأ بجمع المواد العضوية مثل الخشب أو بقايا المحاصيل أو النفايات الزراعية كمادة أولية.
- تجفيف المواد العضوية وتقطيعها.
- قم ببناء أو الحصول على فرن أو حاوية معدنية يمكنها تحمل درجات الحرارة المرتفعة.
- قم بتحميل الكتلة الحيوية في الفرن أو الحاوية وضمان التحكم المناسب في تدفق الهواء للحد من إمدادات الأكسجين.
- تسخين الكتلة الحيوية إلى درجات حرارة تتراوح بين 350-700 درجة مئوية والحفاظ على درجة الحرارة هذه لمدة محددة.
- أثناء عملية الانحلال الحراري، سيتم إطلاق المركبات المتطايرة كغازات، تاركًا الفحم الحيوي كبقايا صلبة.
- اترك الفحم الحيوي يبرد قبل إزالته من الفرن أو الحاوية.
- قم بتخزين الفحم الحيوي والتعامل معه بشكل صحيح لاستخدامه في المستقبل في البستنة أو تحسين التربة أو التطبيقات الأخرى.
ما هي خصائص الفحم الحيوي البيوشار؟
يتكون الفحم الحيوي من الكربون. وكميات متفاوتة من العناصر الأخرى مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين، اعتمادًا على المواد الأولية وظروف الانحلال الحراري. ومن أهم الخصائص التي يتمتع بها الفحم الحيوي:
الهيكل المسامي: يتميز البيوشار بمسامية عالية. ومساحة سطح كبيرة وشبكة مسام مترابطة، مما يساهم في قدرته العالية على الامتصاص وقدرته على الاحتفاظ بالمياه وغيرها من الفوائد.
الاستقرار الكيميائي: يتميز بهيكل كربوني مستقر، مما يجعله مقاومًا للتحلل ويوفر إمكانية عزل الكربون على المدى الطويل في التربة.
الكيمياء السطحية: تتميز الكيمياء السطحية للفحم الحيوي بمجموعاتها الوظيفية، وهي عبارة عن شقوق كيميائية مرتبطة بالبنية الكربونية للفحم الحيوي. يمكن أن تشمل المجموعات الوظيفية على سطح الفحم الحيوي مجموعات الهيدروكسيل (-OH) والكربوكسيل (-COOH) والفينولية (-PhOH) والكربونيل (-C = O) وغيرها. والتي تساهم في امتصاص المواد المختلفة والاحتفاظ بها. مثل العناصر الغذائية والمعادن الثقيلة والمركبات العضوية، من خلال عمليات مثل التبادل الأيوني والتعقيد السطحي.
ماهي فوائد الفحم الحيوي البيوشار؟
تتركز أهمية الفحم الحيوي في كونه إحدى أهم أدوات الزراعة العضوية. وأفضل الحلول لتحسين الأراضي الغير الصالحة للزراعة مما يزيد المساحات المزروعة ويكافح التصحر بطرق طبيعية وصديقة للبيئة. ونذكر من فوائد الفحم الحيوي البيوشار:
- تحسين الخواص الفيزيائية للتربة: حيث يزيد من مسامية التربة مما يسمح لنمو الجذور بحرية ويحسن من التهوية داخلها. وتحسين تماسك التربة، ويجعلها المستقرة لتقاوم الانهيار والتآكل.
- تحسين خصوبة التربة: إذ يزيد من قدرة التربة على التبادل الكاتيوني CEC. أي قدرتها بالاحتفاظ بالكاتيونات (الأيونات الموجبة الشحنة) وتبادلها مع محلول التربة. مما يمكنها من مسك العناصر الغذائية والاحتفاظ بها وجعلها متاحة للنبات.
- تعزيز النشاط البيولوجي في التربة: يوفر بيئة مواتية لنمو وتكاثر الميكروبات النافعة، مما يحسن صحة التربة.
- تحسن قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه: نظرًا للطبيعة المسامية للفحم الحيوي، التي تجعل التربة أكثر قدرة على الاحتفاظ بالمياه مما يقلل من الإجهاد المائي للنباتات ويحسن مقاومة الجفاف.
- استصلاح الاراضي القاحلة ومواجهة التصحر: للفحم الحيوي القدرة على تحسين التربة الرملية الصحراوية والأراضي القاحلة لجعلها صالحة للزراعة.
- معالجة التربة الملوثة: لديه القدرة على معالجة التربة الملوثة عن طريق امتصاص الملوثات وشل حركتها، والحد من توافرها للنباتات وتقليل المخاطر البيئية.
- مكافحة التغير المناخي: عندما يتم تطبيق الفحم الحيوي على التربة، فإنه يعزز تخزين الكربون في التربة، مما يقلل من كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي.
- معالجة مياه الري: كشفت دراسات حديثة على قدرة الفحم الحيوي الناتجة عن سعة امتصاصه العالية وهيكله المسامي على إزالة الملوثات مثل بقايا المبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة (النحاس والرصاص والزنك) من المياه مما يساهم في تنقية مياه الري.
- وسط نمو في الزراعة المائية: تمت دراسة البيوشار كوسيط نمو في الزراعة المائية. و أظهرت إضافة الفحم الحيوي إلى وسائط النمو في أنظمة الزراعة المائية آثارًا إيجابية على نمو النبات وتوافر المغذيات. فقد أدت إضافة الفحم الحيوي لقشر الأرز إلى نظام الزراعة المائية بتقنية الأغشية المغذية إلى زيادة طول النبتة وعدد الأوراق. ولكن يحتاج الأمر إلى المزيد من البحث لتحسين استخدام الفحم الحيوي كوسيط نمو في الزراعة المائية وفهم آثاره على نمو النبات وامتصاص العناصر الغذائية.
ها وقد تعرفت على الفحم الحيوي البيوشار وفوائده الكبيرة في الزراعة، لا تتوقف عند المعرفة فحسب بل ابدأ بتطبيقه على أرضك. فهو رخيص الثمن ويمكنك صنعه بنفسك. وستجد تأثيره في وفرة المحصول وجودته. وللمزيد من المعلومات المفيدة في عالم الزراعة تصفح مدونة تقنيات الزراعة الحديثة.
بعض المصادر
لمواجهة التصحر.. تجربة فريدة لشركة مغربية تزرع المحاصيل بالصحراء
الفحم الحيوي: تعديل محتمل للتربة
دراسة بحثية تؤكد دور الفحم الحيوي في تحسين الأراضي القاحلة
Biochar Effects on Nutrients Retention and Release of Hydroponics Growth Media