افزایش جمعیت جهان به‌دلیل پیشرفت در کیفیت زندگی چالش‌هایی را در بخش کشاورزی به‌وجود آورده است.
*** چالش‌های فعلی در بخش کشاورزی
به گزارش صنایع، جمعیت جهان در طول قرن گذشته به دلیل پیشرفت در کیفیت زندگی با سرعت بی سابقه ای رشد کرده است. در حالی که پیش‌بینی رشد جمعیت کار پیچیده‌ای است.
سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۵۰، ۹٫۷ میلیارد نفر روی زمین زندگی خواهند کرد.
با رشد جمعیت یک چالش کلیدی پیش می‌آید که آن؛ تولیدکنندگان آینده چگونه تقاضای غذا را تامین می‌کنند و چگونه دولت‌ها می‌توانند امنیت غذایی مداوم را تضمین کنند؟
فن آوری های زیادی برای بهبود عملکرد محصول و کیفیت غذا ایجاد شده است و استفاده از کودهای شیمیایی راه حلی گسترده برای دستیابی به این امر است.
در واقع، در سال ۲۰۱۹ سازمان غذا و کشاورزی پیش بینی کرد که تا سال ۲۰۲۲، تقاضای جهانی برای کود به ۴۹٫۱۰ میلیون تن خواهد رسید. کاهش منابع طبیعی به این معنی است که، برای مثال، طبق پیش‌بینی‌های مختلف، فسفر با کیفیت بالا طی ۵۰ تا ۴۰۰ سال کاهش می‌یابد.
*** استفاده از کودهای شیمیایی
استفاده از کودهای شیمیایی به دلیل رواناب مواد شیمیایی مضر برای محیط زیست و چالش‌های ناشی از جذب ناکارآمد مواد مغذی توسط محصولات می تواند مشکل ساز باشد.
علاوه بر این، کاهش فضای زمین های زراعی و فعالیت های مرتبط مانند جنگل زدایی به یک وضعیت اضطراری زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی فزاینده کمک می کند.
*** ماده اولیه کود، بیوچار
Biochar از مواد اولیه آلی به دست می آید. یک ماده جامد غنی از کربن، بیوچار پایدار است و معمولاً از منابعی مانند گلوله‌ها، خرده‌های چوب، قلمه‌های درختان، پوسته برنج، بقایای محصول، استخوان‌ها و سایر محصولات جانبی صنایع غذایی به دست می‌آید.
معمولاً با تبدیل حرارتی مواد اولیه تولید می شود. فرآیندهای رایج مورد استفاده عبارتند از تجزیه در اثر حرارت، کربن‌سازی هیدروترمال و تبدیل به گاز.
Biochar دارای چندین ویژگی است که آن را به عنوان یک ماده منبع برای چندین کاربرد مانند اصلاح خاک، مدیریت زباله، ترسیب کربن و ذخیره انرژی جذاب می‌کند.
ویژگی‌های سودمند این ماده عبارتند از؛ مساحت سطح بزرگ، ساختارهای گرافیتی، گروه های سطحی فراوان و میکرومورفولوژی های متخلخل. با این حال، تحقیقات در مورد کاربرد بیوچار برای برخی از فناوری‌های سودمند کشاورزی در مراحل ابتدایی خود باقی مانده است.
*** بیوچار برای استفاده در کودهای آهسته رهش
اخیراً بیوچار به عنوان یک کاندید جذاب برای استفاده به عنوان کود آهسته رهش ظاهر شده است. کودهای آهسته رهش به طور گسترده ای در سال های اخیر برای غلبه بر چالش های پیش روی استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی معمولی پیشنهاد شده‌اند.
این کودها در دسترس بودن مواد مغذی خود را برای جذب توسط گیاهان پس از مصرف به تاخیر می اندازند. این امر در دسترس بودن مواد مغذی را طولانی تر می کند، آنها را به کودهای موثرتر تبدیل می کند و از هدر رفتن مواد مغذی و شستشو در محیط جلوگیری می کند.
در حالی که بیوچار غنی از کربن است و تحقیقات نشان داده است که استفاده از این ماده به عنوان یک اصلاح کننده خاک می تواند تامین مواد مغذی را بهبود بخشد و عملکرد محصول را افزایش دهد.
شستشوی مواد مغذی را کاهش دهد، فلزات سنگین و سایر آلاینده ها را بی حرکت کند و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد، بیوچار دارای مواد مغذی محدودی است. که برای کودها ضروری است.
بنابراین، بارگیری مواد مغذی در بیوچار یک تمرکز تحقیقاتی اخیر در زمینه تحقیقات کود کشاورزی بوده است. تعداد مقالات منتشر شده و استنادها در چند سال گذشته افزایش یافته است.
*** تکامل تحقیقات در مورد کودهای آهسته
لازم به ذکر است، تمرکز این بررسی کوچک در حال حاضر در مرحله پیش اثبات در علوم محیطی و فناوری زیست محیطی، پیشرفت های اخیر در تحقیق در مورد کودهای آهسته رهش مبتنی بر بیوچار است.
با توجه به دانش نویسندگان، فقدان یک بررسی سیستماتیک در مورد این موضوع وجود دارد. نویسندگان چندین مطالعه را در ادبیات فعلی بررسی کرده اند.
این مقاله شامل بخشی در مورد تکامل تحقیقات در مورد کودهای آهسته رهش مبتنی بر بیوچار است. نویسندگان خاطرنشان کرده‌اند که مشخص است که جمعیت‌های آمریکایی باستان از بیوچار به‌عنوان یک اصلاح کننده خاک با استفاده از زمین تاریکی که با روش‌های بریده‌شدن و زغال‌اخته تشکیل شده بود، استفاده می‌کردند.
آنها خواص بیوچار از جمله بهبود خواص شیمیایی و فیزیکی خاک و کود و کنترل بیماری های گیاهی و میکروارگانیسم ها را برجسته کرده اند. آنها اشاره کرده اند که بیوچار به عنوان یک جایگزین پایدار برای کودهای شیمیایی توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده است.
استراتژی های سنتز برای کودهای مبتنی بر بیوچار به طور عمیق مورد بررسی قرار گرفته است.
اینها عبارتند از اشباع، co-pyrolysis، encapsulation، و in-situ pyrolysis. چندین روش سنتز برای تولید کودها استفاده شده است مانند کودهای بیوچار غنی شده با فسفر، کودهای رهش کنترل شده مبتنی بر بیوچار، کودهای بیوچار غنی شده با منیزیم، کودهای آهسته رهش نیتروژن مبتنی بر بیوچار، کودهای بیوچار بیوچاری، کودهای بیوچاری با بیوچار، کودهای بیوچاری بیوچاری، کودهای بیوچاری با بیوچار، کودهای بیوچاری و بیوچاری. کودهای /P. که ازا ین روش استفاده می‌شود.
*** مزایا و معایب هر فرآیند سنتز
به گزارش صنایع، گفتنی است؛ مزایا و معایب هر فرآیند سنتز در مقاله مروری همراه با استراتژی هایی برای بهبود کارایی سنتز کود مبتنی بر بیوچار و خواص آن بررسی شده است.
نویسندگان همچنین روش های یکپارچه را به طور عمیق مورد بررسی قرار داده‌اند و این روش‌ها شامل پلیمریزاسیون به کمک مایکروویو و هم‌پیرولیز و کپسوله‌سازی یکپارچه می‌شود.
این مقاله همچنین کاربردهای بالقوه کشاورزی را ارزیابی کرده است و خاطرنشان می کند که آزمایش های رشد گیاه برای ارزیابی کارایی کودهای آهسته رهش مبتنی بر بیوچار ضروری است.
همانطور که نویسندگان اشاره کردند، چندین مطالعه گلدانی و مزرعه ای در طول سال ها انجام شده است. آنها خواص سودمند کودهای مبتنی بر بیوچار را نشان داده اند.
با این حال، نویسندگان خاطرنشان کرده‌اند که چندین چالش با درک استفاده گسترده از بیوچار به عنوان ماده‌ای برای استفاده در کودهای آهسته رهش وجود دارد.
چالش‌ها از منظر روش‌های سنتز، ارزیابی کارایی و فراهمی زیستی، و ارزیابی‌های بلندمدت کاربردهای دنیای واقعی وجود دارد.
علاوه بر این، شرایط محیطی می تواند باعث از بین رفتن بیوچار شود و ذخیره و حمل و نقل مواد می تواند چالش برانگیز باشد. با این حال، بیوچار ماده ای جذاب برای تولید کودهای پایدارتر، کارآمدتر و سازگار با محیط زیست است.
انتهای پیام///
