מחקר ביוצ'אר במורטון ארבורטום

נראה כי ביו-צ'אר - חומר המיוצר על ידי שריפת פסולת אורגנית כמו צמחים מתים, עלים ושבבי עץ - יש הבטחה כמשפר קרקע מפחית שינויי אקלים. למעשה, הפוטנציאל שלו נחקר כעת ב- Morton Arboretum על ידי אקולוג קרקע ד"ר מייגן מידגלי ורכז מחקר מישל קטניה. דיברנו עם מגהן ומישל כדי לגלות איך המחקר שלהם התחיל ומה הם למדו עד כה.

מה תורם לעניין המוגבר לאחרונה בביו-צ'אר?

MC: קרקעות עירוניות נגועים במאפיינים באיכות נמוכה כמו יכולת אחיזת מים לקויה ואגירת חומרים מזינים, אופקי קרקע בנוי בצורה גרועה ושונות עצומה בתכולת החומר האורגני. תכונות אלה מספקות תנאים פחות אידיאליים לעצים עירוניים ארוכים. כדי להתגבר על פערים סביבתיים אלה, חקר הפתרונות של קהילות ילידים היה גישה הגיונית. כמו מדענים חשפו אתרים ארכיאולוגיים עתיקים מלאים עשירים בחומרים מזינים טרה פרטה באגן האמזונס הם היו גילוי קרקעות שחורות עמוקות ומובנות היטב באתרים שתמכו בחקלאות נרחבת של יערות גשם במשך למעלה מאלף שנים - דבר שאינו אופייני לקרקעות טרופיות המועדות לחקלאות גזירה. זה עורר עניין מחקר עולמי רב בחקר ההשפעות של ביוצ'אר על שיקום הקרקע עבור הקרקעות העירוניות והחקלאיות שלנו.

איזה מחקר סיימת או אתה מסיים עם ביוצ'ר ואדמה?

MC: כדי לבדוק את היעילות של ביוצ'אר יכולת לשפר את איכות הקרקע לנופים עירוניים, PI ד"ר בראיינט שרנברוך (פרופסור חבר ב-UWSP ועמית מחקר ב-The Morton Arboretum) ואני עבדנו על כמה פרויקטים שונים יחד ברמת הנוף, המשתלה והחממה. בתחילה, הקמנו מחקר חממה לבחינת 7 טיפולים (שבבי עץ, קומפוסט, ביוצ'אר, ביולוגים, דשן NPK, תה קומפוסט מאוורר, מים) על 2 עצי רחוב נפוצים (Acer saccharum Marsh. ו-Gleditsia triacanthos) הגדלים ב-3 קרקעות סוגים (חול, סחף, חימר דחוס). בדקנו את תגובת הקרקע והעץ לטיפולים במשך 18 חודשים וסיימנו את המחקר עם קציר הרסני של ביומסה מעל ומתחת לאדמה. למדנו את זה גם ביו-סולידים וגם ביו-צ'אר שיפרו את הפעילות המיקרוביאלית של הקרקע ובכך מספקים משוב חיובי לצמיחת עצים מעל ומתחת לאדמה, עם הצטברות ביומסה הגדולה ביותר הן בטיפול ביוצ'ר והן בטיפול ביולוגי בהשוואה לטיפול האחר.

MC: כדי לבדוק טיפולי ביוצ'אר על עצי רחוב קיימים, הקמנו שני מחקרים ברמה נופית באזור שיקגו. אחד בשכונה קרובה למרכז העיר של שיקגו בחינת בורות עצים (בטיוטה) ואחד בפרבר הדרום מערבי של בולינגברוק בחינת עצי פארקווי (בעיתונות). שני המחקרים בחנו עצי רחוב מבוססים ומגוון מנגנוני שילוב של תיקונים שונים לשיפור בריאות האדמה והעץ. השתמשנו בשילוב של חיפוי אנכי (חיפוי חורים באדמה כדי להוסיף תיקונים מתחת לפני השטח), עיבוד אוויר (שילוב פנאומטי של חומרים עם נזקי שורשים מועטים), ושיטות "חיפוי" כמו גם שילובים של חומרים וחומרים מזינים עם שחרור מהיר -תיקונים עשירים, כגון קומפוסט, ביו-סולידים ודשן סינטטי.

מ"מ: בפרויקט בצד הדרך, אנו בוחנים את ההשפעות של מספר תיקונים על ההישרדות, הצמיחה והבריאות של שישה מיני עצים שונים. הניסוי כולל קומפוסט מסורתי וכן שני טיפולי תיקון ביו-סוליד ותערובת ביו-סוליד-ביוצ'אר. שנתיים לאחר תחילת הניסוי, מצאנו כי לקרקעות תערובת ביו-סוליד-ביוצ'ר הייתה צפיפות הקרקע נמוכה יותר, זמינות גבוהה יותר של חומרים אורגניים ונוטריינטים, ו צמיחת עצים גבוהה יותר ותכולת כלורופיל מאשר קרקעות ועצים בחלקות השליטה ללא שינוי. אבל מלבד צפיפות הצבר, שהייתה נמוכה בחלקות תערובת הביו-סוליד-ביוצ'אר מאשר בחלקות הביו-סוליד-לבד, תגובות הקרקע והעץ לא היו שונות באופן ניכר בין החלקות של תערובת ביו-סוליד-ביוצ'אר מאשר החלקות-ביו-סוליד-לבד. במילים אחרות, קרקעות ועצים מגיבים בחיוב לביו-סולידים, וקשה לומר אם ביו-צ'אר ישפר את האפקט הזה. אני מצפה לראות מה יקרה בשנים הבאות - אולי הביוצ'ר יהיה חשוב יותר עם הזמן אם זה יקל על זה "דשן בשחרור איטי" השפעה על זמינות החומרים התזונתיים ושומרת על צפיפות צבר נמוכה בשל נטייתו להתפרק לאט.

MC: הקמנו ניסוי בחדר ילדים בנימוק של The Morton Arboretum כדי להעמיק את ההבנה שלנו לגבי השיטות השונות לשילוב ביוצ'אר את השילובים המשתנים של תיקונים אורגניים בתוספת ביוצ'אר במטרה לקבוע שיעורי יישום אידיאליים. התוצאות מניסויים מבוקרים אלו במשתלה, יחד עם תגובות ברמת הנוף והחממה יסייעו בפרשנות שלנו לתוצאות עבור האזור שלנו. נכון לעכשיו, נראה כי ביוצ'אר, בין אם לבד או בשילוב עם דשנים סינתטיים, קומפוסט או ביולוגים כמקור תזונה, הם טובים בשיפור ההשפעות של קרקעות עירוניות באיכות נמוכה, הניכרת על ידי הצטברות ביומסה רבה יותר.

האם יש יתרונות נוספים לביופח?

מ"מ: בנוסף לשמירה על זמינות גבוהה של חומרים מזינים וצפיפות צבר נמוכה לאורך זמן, ביוצ'אר עשוי גם להפחית את השפעות מלח הדרכים על עצים ואדמה. לביוצ'אר יש שטח פנים גבוה, ונתרן עשוי להיספג על פני השטח הזה במקום להגיע לשורשי העצים ובנתיבי מים. כדי לבדוק זאת, הוספנו ביוצ'אר כרוטב עליון או ביוצ'אר מעורב לקרקעות, שתלנו ארבעה מינים שונים של שתילי עצים בעציצים, והשקינו את העצים עם או בלי תוספת נתרן כלורי פעם בשבוע. לאחר 8 שבועות, גילינו שכאשר ביוצ'אר שימש כרוטב עליונה, הוא הפחית את כמות הנתרן שהגיעה בסופו של דבר למי האדמה והגביר את הצמיחה של מיני העצים הגדלים ביותר שלנו, צפון קטאלפה.

האם יש לך משתפי פעולה במחקר הביוצ'ר שלך?

מ"מ: שני הפרויקטים הללו ריכזו צוותים בארבורטום ומחוצה לו! הפרויקט בצד הדרך הוא שיתוף פעולה עם כביש אגרה באילינוי, והמוצקים הביולוגיים שבהם השתמשנו הם ממחוז השפכים העירוניים של העיר שיקגו. כולם מצפים לתוצאות המחקר הזה מכיוון שהוא יכול לעזור לנו לתכנן פרויקט נטיעת עצים טוב יותר בצד הדרך בעתיד. פרויקט החממה הובל על ידי תלמיד תיכון לשעבר באקדמיה למתמטיקה ומדעים של אילינוי, ואנחנו עדיין עובדים יחד כדי לנתח ולפרסם את התוצאות שלו.

MC: כל מחקר הביוצ'ר שלנו נעשה בתמיכה נדיבה ובשיתוף פעולה ממעבדות המחקר של עץ Bartlett Tree, כמו גם מימון מטעם קרן מחקר וחינוך עצים (TREE). ו המרכז למדעי העצים של ארבורטום מורטון.