توصل باحثون من الأكاديمية الصينية للعلوم إلى ابتكار تقنية واعدة لمواجهة التحديات الزراعية والمناخية، عبر تحويل قش القمح إلى مادة الفحم الحيوي، التي توصف بـالذهب الأسود لقدرتها الفائقة على تعزيز خصوبة التربة والحد من انبعاثات غازات الدفيئة.

تكمن المشكلة الأساسية التي يعالجها البحث في فقدان التربة للنيتروجين، وهو عنصر حيوي لنمو النباتات، حيث تؤدي العمليات الميكروبية الطبيعية إلى تحويل النترات إلى أكسيد النيتروز، وهو غاز دفيئة قوي يفاقم ظاهرة الاحترار العالمي.

ابتكار الفحم الحيوي المحمل بالمنغنيز

عمل فريق البحث في المختبر الرئيسي لبيئة التربة بمركز أبحاث الموارد الزراعية، على تعديل الخصائص الكيميائية للفحم الحيوي المصنوع من قش القمح عن طريق تحميله بمركبات المنغنيز. هذا التعديل يهدف إلى رفع كفاءة المادة في نقل الإلكترونات داخل التربة، مما يوجه النشاط الميكروبي نحو مسار مفيد للنبات بدلاً من المسار الضار.

نتائج واعدة في المختبر

أظهرت التجارب المعملية على تربة حقول الأرز أن المادة المعدلة رفعت قدرة تبادل الإلكترونات بنحو 80% مقارنة بالفحم الحيوي العادي. وأدى هذا التفاعل إلى نتائج ملموسة، أهمها:

• انخفاض كبير في انبعاثات أكسيد النيتروز من التربة.
• زيادة معدل تحويل النترات إلى أمونيوم، مما يحافظ على النيتروجين داخل التربة بدلاً من تسربه للغلاف الجوي.
• تعزيز نشاط الجينات الميكروبية المسؤولة عن تحسين جودة التربة.

آفاق المستقبل

على الرغم من النجاح المخبري، يؤكد الباحثون ضرورة إجراء دراسات ميدانية أوسع للتحقق من ثبات هذه النتائج في الظروف الطبيعية المتقلبة، مثل تغير درجات الحرارة والرطوبة. كما يسعى الفريق للبحث في الجدوى الاقتصادية للإنتاج التجاري، وتقييم التأثير طويل الأمد لهذه المادة على النظام البيئي للتربة وجودة المياه، ومدى مساهمتها في زيادة غلة المحاصيل وتقليل الاعتماد على الأسمدة الكيماوية.