मॉर्टन आर्बोरेटम में बायोचार अनुसंधान

बायोचार - मृत पौधों, पत्तियों और लकड़ी के चिप्स जैसे जैविक कचरे को जलाकर बनाया गया पदार्थ - जलवायु परिवर्तन को कम करने वाले मृदा संवर्धन के रूप में आशाजनक प्रतीत होता है। वास्तव में, मृदा पारिस्थितिकीविद् द्वारा मॉर्टन आर्बोरेटम में अभी इसकी क्षमता पर शोध किया जा रहा है डॉ. मेघन मिडगली और अनुसंधान समन्वयक मिशेल कैटेनियाहमने मेघन और मिशेल से बात की और जाना कि उनका शोध कैसे शुरू हुआ और अब तक उन्होंने क्या सीखा है।

हाल ही में बायोचार में बढ़ती रुचि के पीछे क्या कारण है?

एमसी: शहरी मिट्टी में निम्न गुणवत्ता की विशेषताएं होती हैं जैसे कि खराब जल धारण क्षमता और पोषक तत्व प्रतिधारण, खराब संरचित मिट्टी क्षितिज और कार्बनिक पदार्थ सामग्री में जबरदस्त परिवर्तनशीलता। ये विशेषताएं लंबे समय तक जीवित रहने वाले शहरी पेड़ों के लिए कम-से-कम आदर्श स्थितियां बनाती हैं। इन पर्यावरणीय असमानताओं को दूर करने के लिए, स्वदेशी समुदायों के समाधानों पर शोध करना एक तार्किक दृष्टिकोण था। जैसा कि वैज्ञानिक पोषक तत्वों से भरपूर प्राचीन पुरातात्विक स्थलों का पता लगा रहे थे टेरा प्रीटा वे अमेज़न बेसिन में थे गहरी, अच्छी तरह से संरचित काली मिट्टी की खोज उन जगहों पर जहाँ एक हज़ार से ज़्यादा सालों तक व्यापक वर्षावन कृषि का समर्थन किया गया था - ऐसा कुछ जो कट-और-जला कृषि के लिए प्रवण उष्णकटिबंधीय मिट्टी के लिए असामान्य है। इसने हमारी क्षरित शहरी और कृषि मिट्टी के लिए मिट्टी के उपचार पर बायोचार के प्रभावों का अध्ययन करने में बहुत सारी वैश्विक शोध रुचि जगाई।

आपने बायोचार और मिट्टी पर कौन सा शोध पूरा कर लिया है या कर रहे हैं?

एमसी: बायोचार की प्रभावशीलता का परीक्षण करने के लिए शहरी परिदृश्य के लिए मिट्टी की गुणवत्ता में सुधार करने की क्षमता, पीआई डॉ. ब्रायंट शारेनब्रोच (यूडब्ल्यूएसपी में एसोसिएट प्रोफेसर और द मॉर्टन आर्बोरेटम में रिसर्च फेलो) और मैंने लैंडस्केप, नर्सरी और ग्रीनहाउस स्तर पर कई अलग-अलग परियोजनाओं पर एक साथ काम किया। शुरू में, हमने 3 मिट्टी के प्रकारों (रेत, गाद दोमट, कॉम्पैक्ट मिट्टी) में उगाए गए 2 आम सड़क के पेड़ों (एसर सैकरम मार्श और ग्लेडिटिया ट्राइकैंथोस) पर 7 उपचारों (लकड़ी के चिप्स, खाद, बायोचार, बायोसॉलिड्स, एनपीके उर्वरक, वातित खाद चाय, पानी) की जांच करने के लिए एक ग्रीनहाउस अध्ययन की स्थापना की। हमने 18 महीनों तक उपचारों के लिए मिट्टी और पेड़ों की प्रतिक्रियाओं की जांच की और ऊपर और नीचे दोनों जमीन के बायोमास की विनाशकारी फसल के साथ अध्ययन का समापन किया। हमने सीखा कि बायोसॉलिड और बायोचार दोनों ने मृदा सूक्ष्मजीव गतिविधि में सुधार किया इस प्रकार, जमीन के ऊपर और नीचे वृक्षों की वृद्धि के लिए सकारात्मक फीडबैक मिलता है, तथा अन्य उपचारों की तुलना में बायोचार और बायोसॉलिड उपचारों में सबसे अधिक बायोमास संचय होता है।

एमसी: बायोचार उपचार का परीक्षण करने के लिए मौजूदा सड़क के पेड़हमने शिकागो क्षेत्र में दो परिदृश्य स्तर के अध्ययन स्थापित किए। एक शिकागो के शहर के केंद्र के नज़दीकी इलाके में पेड़ों के गड्ढों की जांच करना (ड्राफ्ट में) और एक बोलिंगब्रुक के दक्षिण-पश्चिमी उपनगर में पार्कवे के पेड़ों की जांच (प्रेस में) दोनों अध्ययनों में स्थापित सड़क के पेड़ों और मिट्टी और पेड़ों के स्वास्थ्य को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न संशोधनों के समावेश तंत्रों की जांच की गई। हमने वर्टिकल मल्चिंग (सतह के नीचे संशोधनों को जोड़ने के लिए मिट्टी में छेद करना), एयर टिलेज (कम जड़ क्षति के साथ सामग्री का वायवीय समावेश), और "मल्चिंग इन" विधियों के संयोजन का उपयोग किया, साथ ही सामग्री और त्वरित-रिलीज़ पोषक तत्व युक्त संशोधनों के संयोजन, जैसे खाद, बायोसॉलिड और सिंथेटिक उर्वरक।

एमएम: सड़क किनारे परियोजना में, हम छह अलग-अलग पेड़ प्रजातियों के अस्तित्व, विकास और स्वास्थ्य पर कई संशोधनों के प्रभावों की जांच कर रहे हैं। प्रयोग में एक पारंपरिक खाद के साथ-साथ दो बायोसॉलिड संशोधन उपचार और एक बायोसॉलिड-बायोचार मिश्रण शामिल है। प्रयोग शुरू करने के दो साल बाद, हमने पाया कि बायोसॉलिड-बायोचार मिश्रित मिट्टी में मिट्टी का घनत्व कम था, उच्चतर कार्बनिक पदार्थ और पोषक तत्व उपलब्धता, और वृक्षों की अधिक वृद्धि और क्लोरोफिल की मात्रा संशोधित नियंत्रण प्लॉट में मिट्टी और पेड़ों की तुलना में। लेकिन थोक घनत्व के अलावा, जो बायोसॉलिड-बायोचार मिक्स प्लॉट में बायोसॉलिड-अलोन प्लॉट की तुलना में कम था, बायोसॉलिड-बायोचार मिक्स प्लॉट के बीच मिट्टी और पेड़ की प्रतिक्रियाएं बायोसॉलिड-अलोन प्लॉट की तुलना में स्पष्ट रूप से भिन्न नहीं थीं। दूसरे शब्दों में, मिट्टी और पेड़ बायोसॉलिड के प्रति सकारात्मक प्रतिक्रिया देते हैं, और यह कहना मुश्किल है कि बायोचार उस प्रभाव को बढ़ाएगा या नहीं। मैं यह देखने के लिए उत्सुक हूं कि आने वाले वर्षों में क्या होता है - शायद बायोचार समय के साथ अधिक महत्वपूर्ण होगा यदि यह इसे सुगम बनाता है “धीमी गति से निकलने वाला उर्वरक” पोषक तत्वों की उपलब्धता पर प्रभाव पड़ता है और धीरे-धीरे विघटित होने की प्रवृत्ति के कारण इसका घनत्व कम रहता है।

एमसी: हमने स्थापित किया एक नर्सरी प्रयोग मॉर्टन आर्बोरेटम के मैदान पर बायोचार को शामिल करने के विभिन्न तरीकों के बारे में हमारी समझ को गहरा करने के लिए जैविक संशोधनों के विभिन्न संयोजनों के साथ बायोचार को आदर्श अनुप्रयोग दरों को निर्धारित करने के लक्ष्य के साथ शामिल किया गया है। नर्सरी में इन नियंत्रित प्रयोगों के परिणाम, परिदृश्य और ग्रीनहाउस-स्तर की प्रतिक्रियाओं के साथ मिलकर हमारे क्षेत्र के परिणामों की हमारी व्याख्या में सहायता करेंगे। अब तक, ऐसा प्रतीत होता है कि बायोचार, चाहे अकेले हो या सिंथेटिक उर्वरकों, खादों या पोषक तत्व स्रोत के रूप में बायोसॉलिड्स के साथ संयोजन में, कम गुणवत्ता वाली शहरी मिट्टी के प्रभावों को कम करने में अच्छे हैं, जो अधिक बायोमास संचय से स्पष्ट है.

क्या बायोचार के कोई अतिरिक्त लाभ भी हैं?

एमएम: समय के साथ उच्च पोषक उपलब्धता और कम थोक घनत्व को बनाए रखने के अलावा, बायोचार पेड़ों और मिट्टी पर सड़क के नमक के प्रभाव को भी कम कर सकता हैबायोचार का सतही क्षेत्र बहुत अधिक होता है, और सोडियम पेड़ की जड़ों और जलमार्गों में जाने के बजाय उस सतह पर सोख सकता है। इसका परीक्षण करने के लिए, हमने बायोचार को टॉप ड्रेसिंग के रूप में जोड़ा या मिट्टी में बायोचार मिलाया, गमलों में चार अलग-अलग प्रजातियों के पेड़ के पौधे रोपे, और सप्ताह में एक बार सोडियम क्लोराइड के साथ या बिना मिलाए पेड़ों को पानी दिया। 8 सप्ताह के बाद, हमने पाया कि जब बायोचार को टॉप ड्रेसिंग के रूप में इस्तेमाल किया गया, तो इसने मिट्टी के पानी में मिलने वाले सोडियम की मात्रा को कम कर दिया और हमारी सबसे तेजी से बढ़ने वाली पेड़ प्रजातियों की वृद्धि को बढ़ा दिया, उत्तरी कैटाल्पा.

क्या आपके बायोचार अनुसंधान में सहयोगी हैं?

एमएम: इन दो परियोजनाओं ने आर्बोरेटम और उससे आगे की टीमों को एक साथ ला दिया है! सड़क किनारे की यह परियोजना एक सहयोग है इलिनोइस टोलवे, और हमने जो बायोसॉलिड इस्तेमाल किए हैं, वे शिकागो के म्यूनिसिपल वेस्ट वाटर डिस्ट्रिक्ट से हैं। हर कोई इस अध्ययन के परिणामों का बेसब्री से इंतजार कर रहा है क्योंकि इससे हमें भविष्य में सड़क किनारे बेहतर पेड़ लगाने की परियोजना तैयार करने में मदद मिल सकती है। ग्रीनहाउस परियोजना का नेतृत्व इलिनोइस मैथ एंड साइंस अकादमी के एक पूर्व हाई स्कूल छात्र ने किया था, और हम अभी भी उसके परिणामों का विश्लेषण और प्रकाशन करने के लिए मिलकर काम कर रहे हैं।

एमसी: हमारा सारा बायोचार अनुसंधान बार्टलेट ट्री रिसर्च लेबोरेटरीज के उदार समर्थन और सहयोग के साथ-साथ वित्त पोषण से किया गया है। वृक्ष अनुसंधान एवं शिक्षा बंदोबस्ती (TREE) निधि और मॉर्टन आर्बोरेटम का वृक्ष विज्ञान केंद्र.