सुपिक माती बनविनारी यंत्रणा बायोचर

सुपिक माती बनविनारी यंत्रणा बायोचर

नमस्कार मित्रांनो आज हरितक्रांती मधे रासायनिक खते आणि कीटकनाशके यांनी महत्त्वाची भूमिका बजावली असेल, पण त्यामुळे जमिनीची सुपीकता कमी होऊन पर्यावरण प्रदूषित झाले हे निर्विवाद सत्य आहे.म्हणूनच विकसित देशांनी रासायनिक उपायांचा अवलंब करून पिकवलेल्या पिकांचा बंदोबस्त सुरू केला. खरंच, रासायनिक उपायांमुळे मातीची उत्पादकता टिकून राहिली नाही. तेव्हा त्याची नेहमीच गरज होती.रसायनांचे दुष्परिणाम टाळण्यासाठी पारंपारिक,नैसर्गिक किंवा सेंद्रिय शेतीकडे परत जाण्यावर भर दिला जात असताना, शेतकरी आणि पर्यावरणाला अनुकूल असे नैसर्गिक उपाय शोधण्याची गरज होती.या उद्दिष्टांच्या शोधात, शास्त्रज्ञांनी गेल्या शतकाच्या सातव्या दशकात हे सिद्ध केले की जमिनीतील सेंद्रिय पदार्थांची मुबलकता तिची सुपीकता टिकवून ठेवू शकते, कारण हे सेंद्रिय पदार्थ जमिनीत सुपीक बनवणाऱ्या सूक्ष्मजीवांचे प्रमाण वाढवतात. जे शेवटी पिकाला पोषक तत्वे पुरवतात. या आव्हानांवर मात करण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी 'बायोचर' विकसित केला आहे जो बायोचर बनवण्यामुळे पृथ्वीवर असलेल्या अमाप बायोमासचा उत्तम वापर होतो आणि पर्यावरण संरक्षणास मदत होते. कारण बायोमासचे विघटन झाल्यामुळे प्रचंड प्रमाणात विषारी वायू वातावरणात विरघळतात आणि 'ग्लोबल वॉर्मिंग' संकेत तयार होण्यास सुरुवात होते.बायोचर म्हणजे 'जैविक चारकोल' 'जैव खत' आणि 'चारकोल' शी संबंधित आहे. बायोचर हे एक अतिशय स्वस्त, घरगुती आणि वैज्ञानिक तंत्र आहे जे कोणत्याही प्रकारच्या मातीची सुपीकता अनेक दशके आणि शतके वाढवू शकते. किंबहुना, जे सूक्ष्मजीव नैसर्गिकरीत्या जमिनीत सतत पोषक तत्वे पुरवतात त्यांना 'जैव खते' म्हणतात आणि कार्बन किंवा कोळशाचे प्रमाण जास्त असलेल्या पदार्थांना 'चारकोल' म्हणतात. दोन्ही शब्दांची सुरुवातीची अक्षरे 'bio' आणि 'char' जोडून 'biochar' (bio+char) हा शब्द तयार होतो.बायोचर एक उच्च-कार्बन सामग्री आहे. लाकूड, हाडे, पिकाचा कचरा इत्यादी कोणत्याही प्रकारचे बायोमास किंवा सेंद्रिय पदार्थ जाळून ते तयार केले जाते. 

परंतु जळण्याची ही प्रक्रिया जवळजवळ ऑक्सिजनच्या अनुपस्थितीत घडली पाहिजे. जळण्याच्या या प्रक्रियेला 'थर्मोलिसिस' किंवा पायरोलिसिस म्हणतात.पायरोलिसिसचा उद्देश बायोमास अशा प्रकारे जाळणे हा आहे की त्यातील ओलावा किंवा इतर अस्थिर पदार्थ काढून टाकले जातात आणि अग्नीच्या उष्णतेमुळे उरलेले घटक घन खडे किंवा दाणेदार क्रिस्टल्स बनतात. थंड झाल्यावर, हा कोळसा किंवा बायोचार आणि त्याची राख 50 टक्क्यांहून अधिक कार्बनसह, शेतात मिसळल्यास, जमिनीतून चमत्कारिक परिणाम मिळतात.शेतकरी शतकानुशतके कार्बनच्या वैभवाशी परिचित आहेत.म्हणूनच ते बायोमास जाळत आहेत आणि त्याची राख त्यांच्या शेतात आणि पिकांवर फवारत आहेत.पण केवळ दोन-चार टक्के कार्बन असलेल्या बायोमासमधील राख फायदेशीर असल्याचे आढळले, तेव्हा ५० टक्क्यांहून अधिक कार्बन असलेल्या बायोचरचे फायदे किती विस्तृत आणि शक्तिशाली असतील याची कल्पना करा! वास्तविक, कोणत्याही मातीच्या सुपीकतेचा मूळ मंत्र बायोचरमध्येच असतो. कार्बन व्यतिरिक्त, हे हायड्रोजन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन, पोटॅशियम, फॉस्फरस, जस्त, कॅल्शियम, पोटॅश, सल्फर, तांबे आणि राख इत्यादींसह धातूच्या पोषक घटकांचे एक जटिल मिश्रण आहे.बायोचार थेट जमिनीत 'मायक्रोरायझा बुरशीसारख्या फायदेशीर सूक्ष्मजीवांची संख्या वाढवण्याशी संबंधित आहे. सर्व घटक मिळून माती सुपीक बनवतात तर कार्बन रेणूंची मुख्य भूमिका आर्द्रता शोषून घेणे आणि ऑक्सिजनच्या वाहतुकीचे साधन बनणे आहे.जमिनीत कार्बनचे प्रमाण वाढले की तिची आम्लता कमी होते.बायोचारला मातीचे टॉनिक किंवा माती कंडिशनर किंवा 'कार्बन सिंक' किंवा 'कार्बन पॉट' असेही म्हणतात. तो पर्यावरणाचाही चांगला मित्र आहे. यामुळे पृथ्वीवरील 'ग्रीन हाऊस इफेक्ट' संतुलित होण्यास मदत होते.बायोचारमध्ये असलेल्या कार्बन घटकाचे विघटन इतके हळूहळू होते की त्याला शेकडो ते हजारो वर्षे लागतात. अशाप्रकारे, ते सतत जमिनीत कार्बनचे संचय राखते. 

वातावरणात दीर्घकाळ विरघळणारा कार्बन डायऑक्साइड, कार्बन मोनॉक्साईड यांसारख्या पृथ्वीवरील उष्णता आणि प्रदूषण वाढवणाऱ्या अनेक सेंद्रिय वायूंमध्ये असलेले कार्बन घटक शोषून घेण्याचाही बायोचर हा एक सोपा मार्ग आहे. बायोचर बनवून, बायोमासमध्ये उपस्थित मिथेन आणि नायट्रस ऑक्साईडसारखे विषारी हरितगृह वायू देखील थेट हवेत सोडले जात नाहीत बायोचारचा अतिरेक माती आणि पिकांच्या रोगांपासून देखील संरक्षण करतो.त्याच्या अत्यंत सच्छिद्र स्वभावामध्ये ओलावा शोषण्याची उच्च क्षमता असली तरी, त्याचे सूक्ष्म छिद्र 'मायक्रोरायझा' बुरशीसारखे फायदेशीर सूक्ष्मजीवांचा एक मोठा समुदाय बनवतात. त्याच्या सूक्ष्म छिद्रांमुळे, बायोचार हा अत्यंत उत्सर्जन करणारा पदार्थ आहे.त्याचा आकार मातीला ओलावा आणि पोषक तत्वे देणार्‍या सूक्ष्म स्टोअरची भूमिका बजावतो. बायोचर बोगदे पावसाच्या किंवा सिंचनादरम्यान त्यांच्या मोठ्या पृष्ठभागावर पाण्याचे आणि पोषक तत्वांचे अधिक रेणू साठवतात आणि पिकांच्या पोषणादरम्यान त्यांचा पुरवठा करतात.बायोचर जमिनीत उपस्थित नायट्रोजन स्थिर करते आणि भूजलामध्ये त्याचे गळती रोखते. बायोचरच्या सहाय्याने मातीच्या गुणधर्मात सुधारणा झाल्याचा थेट परिणाम पीक उत्पादनावर आणि उत्पन्नावर होतो. यामुळे शेतकऱ्यांचे रासायनिक खतांवरील अवलंबित्व कमी होते आणि लागवडीचा खर्चही कमी होतो.त्यामुळे बायोचर हा शेतकऱ्यांचे उत्पन्न वाढवण्याचा सोपा आणि महत्त्वाचा मार्ग मानला गेला आहे.बायोचार तयार करण्याच्या प्रक्रियेला पायरोलिसिस म्हणतात.घरगुती उत्पादनापासून ते औद्योगिक उत्पादनापर्यंतच्या अनेक पद्धती आहेत. केंद्रीय कृषी अभियांत्रिकी संस्था (CIAE) आणि भारतीय कृषी संशोधन संस्था, दिल्ली यांनीही लहान प्रमाणात बायोचार यंत्रे बनवली आहेत. ते शेतात आणि कोठारात बायोचार देखील बनवू शकतात. हैदराबादस्थित सेंट्रल एरिड अॅग्रिकल्चरल रिसर्च इन्स्टिट्यूटने लहान आणि अल्पभूधारक शेतकऱ्यांसाठी बायोचार बनवण्यासाठी मोबाईल फर्नेस विकसित केली आहे, 

जी बाजारात सहज उपलब्ध आहे. 212 लिटरच्या लोखंडी ड्रमच्या तळाशी 2 सेमी आकाराचे 40 छिद्र पाडून ते तयार केले जाते. ड्रमच्या वरच्या भागामध्ये सेंद्रिय उत्पादन भरण्यासाठी 16 बाय 16 सें.मी.चे झाकण असलेले गेट असते. ते पिकाचे अवशेष किंवा बायोमास भरते.हा बायोमास भरलेला ड्रम एका मोठ्या गोलाकार चुलीवर ठेवला जातो आणि 10-15 मिनिटे जाळला जातो. त्यातून निघणारा धूर सुरुवातीला पांढरा असतो, पण लवकरच तो धूर काळा होतो. त्याच वेळी, स्टोव्हमधून ड्रम घ्या आणि त्याचे झाकण बंद करा आणि ओल्या मातीने सील करा. 3-4 तासांनंतर ड्रम थंड झाल्यावर त्यातील जळलेले व अर्धवट जळलेले पदार्थ बाहेर येऊन जाडसर चाळणीने गाळून घ्या. बायोचार बनवण्याचा हा सर्वात सोपा मार्ग आहे. ते ताबडतोब शेतात टाकता येते किंवा इतर कोणत्याही भांड्यात किंवा गोणीत भरून भविष्यासाठी ठेवता येते.शेतमालाच्या स्तरावर, जैविक पदार्थ जमिनीत दाबून आणि त्याला आग लावून देखील बायोचार तयार करता येतो.ही आग कमीतकमी ऑक्सिजनमध्ये जाळणे ही बायोचारची सर्वात महत्वाची बाब आहे कारण ही आग उघड्यावर लावल्यास धुरामुळे प्रदूषण पसरते, ज्वाळांमुळे उष्णता निर्माण होते आणि शेवटी उरलेल्या राखेमध्ये अर्धा जळलेला कार्बनचा अंश असतो. क्वचितच 5 टक्के आहे, तर बायोचारमध्ये कार्बनचे प्रमाण किमान 50 टक्के आहे.बायोचार बनवण्याच्या प्रक्रियेतून अतिशय बारीक सच्छिद्र कोळसा तयार होतो. यासाठी बायोमास म्हणजेच सेंद्रिय पदार्थामध्ये जितका कमी ऑक्सिजन जाळला जाईल, तितका कार्बनचे प्रमाण जास्त तयार होईल. म्हणूनच बायोचारची गुणवत्ता हे बनवण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या बायोमासच्या प्रकारावर आणि ते कोणत्या तापमानाला जाळले जाते यावर अवलंबून असते. हे तापमान 300 ते 1000 अंश सेल्सिअस पर्यंत असू शकते. प्राण्यांच्या हाडांपासून बनवलेल्या बायोचारमध्ये कार्बनचे प्रमाण सर्वाधिक असते. यामुळे जमिनीची सुपीकता हजारो वर्षांपर्यंत स्थिर राहते, कारण बायोचार हे सौम्य किरणोत्सारी पदार्थ आहे आणि त्याचे अर्धे आयुष्य 100 ते 10,000 वर्षे असू शकते.

बायोचारचा सुमारे 80 टक्के कार्बन एक हट्टी सेंद्रिय स्त्रोत म्हणून जमिनीत राहतो ज्याचे सूक्ष्मजीवांद्वारे विघटन होऊ शकत नाही. म्हणूनच बायोचार हे सर्व प्रकारच्या मातीसाठी उपयुक्त सुधारक म्हणून वापरले जाऊ शकते. बायोचारच्या वापरामुळे कमी पाऊस आणि पोषक घटक असलेल्या कोरड्या आणि अर्ध-रखरखीत भागातील जमिनीत चांगला फायदा झाला आहे. बायोचारमध्ये जीवाश्म इंधनाचा पर्याय बनण्याची क्षमता देखील आहे, परंतु माती कार्बन संचयक म्हणून त्याची जागतिक मागणी वाढत आहे. हे जमिनीतील अॅल्युमिनियमसारख्या धातूंची विषारीता कमी करते आणि रोगजनक सूक्ष्मजंतूंना दूर ठेवते.शेतात नांगरणी करताना बायोचार जमिनीच्या वरच्या पृष्ठभागावर म्हणजेच 10-15 सेमी खोलीपर्यंत टाकावे. बायोचार बेडमध्ये देखील शिंपडले जाऊ शकते. पेरणीपूर्वी किंवा उभे पीक असताना देखील फवारणी केली जाऊ शकते. तथापि, त्याचे त्वरित परिणाम भिन्न असतील. हे एकाच वेळी मोठ्या प्रमाणात किंवा कमी प्रमाणात अनेक वेळा वापरले जाऊ शकते. परंतु हे लक्षात ठेवा की बायोचार कोणत्याही प्रकारे सेंद्रिय किंवा रासायनिक खतांचा पर्याय नाही. परंतु खताची काही रक्कम कमी करून आणि बायोचारचा काही भाग जोडूनही उत्पादन वाढवता येते.नॅशनल इनिशिएटिव्ह ऑन क्लायमेट रेझिलिएंट अॅग्रीकल्चर (NICRA) अंतर्गत, सेंट्रल रिसर्च इन्स्टिट्यूट फॉर ड्रायलँड अॅग्रीकल्चर, हैदराबादच्या शास्त्रज्ञांनी बायोचारवर विस्तृत संशोधन अहवाल तयार केला आहे. यानुसार, सध्याच्या शेतांची सुपीकता वाढवण्यासाठी प्रति हेक्टर 10 टन (10,000 किलो) बायोचार वापरता येईल. तर नापीक किंवा अनुत्पादक जमीन 50 टन प्रति हेक्टर बायोचार वापरून पुनरुज्जीवित केली जाऊ शकते.बायोमास जाळण्याच्या सुरुवातीच्या पद्धतींमुळे, बायोचर जगभरातील मातीत आढळतात.परंतु कार्बन संचयनात बायोचारची अद्वितीय भूमिका मानवांना अलीकडेच माहित आहे.

बायोचारचा वापर जमिनीची सुपीकता वाढवण्यासाठी सुमारे 2,000 वर्षांपूर्वी अॅमेझॉन पर्जन्य वनक्षेत्रात (खोऱ्यात) करण्यात आला होता. त्यामुळे तेथील बेटांच्या सुपीक मातीला 'टेरा प्रीटा' किंवा 'ब्लॅक अर्थ' असे म्हणतात. 1950 च्या दशकात विम सोमब्रॉक नावाच्या शास्त्रज्ञाने हे ओळखले होते. या मातीचा सखोल अभ्यास केल्यावर असे दिसून आले की ती हजारो वर्षांपूर्वी स्थानिक आदिवासींनी बायोचरपासून बनवली होती. हे अजूनही ऍमेझॉन बेसिनच्या 10 टक्के भागात पसरलेले आहे आणि कार्बन आणि पोषक तत्वांनी समृद्ध आहे.पश्चिम आफ्रिकेतील इक्वेडोर, पेरू, बेनिन आणि लायबेरियामध्येही अशीच माती आढळून आली आहे.शतकानुशतके, शेतकरी मातीचे कार्बन चक्र मजबूत करण्यासाठी लागवड, बायोमास रिसायकलिंग आणि पीक रोटेशन यासारख्या सेंद्रिय पद्धतींचा अवलंब करत आहेत. परंतु 1970 च्या दशकापासून, मृदा शास्त्रज्ञांनी बायोचरला सर्वात मोठा आणि सर्वात टिकाऊ माती सुधारक म्हणून पाहण्यास सुरुवात केली आणि 1990 च्या दशकात बायोचरचे आधुनिक आणि वैज्ञानिक गौरव स्थापित केले गेले की ते दीर्घ कालावधीसाठी मातीचे गुणधर्म जतन करू शकते. परिष्कृत केले जाऊ शकते. कारण बायोचारचे विघटन इतके मंद आहे की त्याचे जमिनीत स्थलांतर सुमारे 2000 वर्षे टिकेल. बायोचारमधून कार्बनच्या विघटनाचा वेग देखील तो बनलेल्या सेंद्रिय पदार्थांवर किंवा बायोमासवर अवलंबून असेल.

 

मिलिंद जि गोदे

Save the soil all together

milindgode111@gmail.com 

mission agriculture soil information