Utafiti wa Biochar huko Morton Arboretum

Biochar- dutu inayotengenezwa kwa kuchoma taka za kikaboni kama mimea iliyokufa, majani, na vipande vya kuni - inaonekana kuwa na ahadi kama kiboreshaji cha hali ya hewa kinachopunguza udongo. Kwa kweli, uwezo wake unachunguzwa hivi sasa huko Morton Arboretum na mwanaikolojia wa udongo Dkt. Meghan Midgley na mratibu wa utafiti Michelle Catania. Tulizungumza na Meghan na Michelle ili kugundua jinsi utafiti wao ulianza na kile wamejifunza hadi sasa.

Ni nini kinachochangia kuongezeka kwa hamu ya hivi majuzi katika biochar?

MC: Udongo wa mijini unakabiliwa na sifa za ubora wa chini kama vile uwezo duni wa kushikilia maji na uhifadhi wa virutubisho, upeo wa udongo usio na muundo mzuri, na utofauti mkubwa wa maudhui ya viumbe hai. Sifa hizi hutengeneza hali isiyofaa kwa miti ya muda mrefu ya mijini. Ili kuondokana na tofauti hizi za kimazingira, kutafiti masuluhisho ya jumuiya za Wenyeji ilikuwa mbinu ya kimantiki. Wanasayansi walipokuwa wakigundua maeneo ya kale ya akiolojia yaliyojaa virutubishi vingi terra preta katika bonde la Amazonia walikuwa kugundua udongo mweusi wenye kina kirefu, ulio na muundo mzuri kwenye tovuti ambazo zilisaidia kilimo cha misitu ya mvua kwa zaidi ya miaka elfu moja - jambo ambalo ni la kawaida kwa udongo wa kitropiki unaokabiliwa na kilimo cha kufyeka na kuchoma. Hili lilizua shauku kubwa ya utafiti wa kimataifa katika kusoma athari za biochar kwenye urekebishaji wa udongo kwa udongo wetu wa mijini na wa kilimo ulioharibika.

Je, ni utafiti gani umekamilisha au unakamilisha kwa biochar na udongo?

MC: Ili kupima ufanisi wa biochar uwezo wa kuboresha ubora wa udongo kwa mandhari ya mijini, PI Dk. Bryant Scharenbroch (Profesa Mshiriki katika UWSP na Mtafiti Wenzake katika The Morton Arboretum) na mimi tulifanya kazi katika miradi kadhaa tofauti katika ngazi ya mazingira, kitalu, na chafu. Hapo awali, tulianzisha utafiti wa chafu kuchunguza matibabu 7 (chips za mbao, mboji, biochar, biosolidi, mbolea ya NPK, chai ya mboji iliyotiwa hewa, maji) kwenye miti 2 ya kawaida ya mitaani (Acer saccharum Marsh. na Gleditsia triacanthos) inayokuzwa katika udongo 3. aina (mchanga, udongo wa silt, udongo uliounganishwa). Tulichunguza majibu ya udongo na miti kwa matibabu kwa muda wa miezi 18 na tukahitimisha utafiti huo kwa mavuno mabaya ya majani yaliyo juu na chini ya ardhi. Tulijifunza hilo biosolidi na biochar iliboresha shughuli ya vijidudu vya udongo kwa hivyo kutoa maoni chanya kwa ukuaji wa miti ya juu na chini ya ardhi, na mkusanyiko mkubwa wa majani katika matibabu ya biochar na biosolidi ikilinganishwa na matibabu mengine.

MC: Ili kujaribu matibabu ya biochar kwenye miti iliyopo mitaani, tulianzisha masomo mawili ya kiwango cha mandhari katika eneo la Chicago. Moja katika kitongoji cha katikati mwa jiji la Chicago kuchunguza mashimo ya miti (katika rasimu) na moja katika kitongoji cha kusini-magharibi cha Bolingbrook kuchunguza miti ya mbuga (katika vyombo vya habari). Masomo yote mawili yalichunguza miti ya mitaani iliyoanzishwa na njia mbalimbali za kuingizwa za marekebisho tofauti ili kuboresha afya ya udongo na miti. Tulitumia mchanganyiko wa kuweka matandazo wima (mashimo ya kutibua udongo ili kuongeza marekebisho chini ya uso), utiaji hewa (uingizaji wa nyumatiki wa nyenzo zilizo na uharibifu mdogo wa mizizi), na mbinu za "kuweka ndani", pamoja na mchanganyiko wa nyenzo na virutubisho vinavyotolewa haraka. -marekebisho tajiri, kama mboji, biosolidi, na mbolea ya syntetisk.

MM: Katika mradi wa kando ya barabara, tunachunguza athari za marekebisho kadhaa juu ya maisha, ukuaji na afya ya aina sita tofauti za miti. Jaribio linajumuisha mboji ya kitamaduni pamoja na matibabu mawili ya marekebisho ya biosolid na mchanganyiko wa biosolid-biochar. Miaka miwili baada ya kuanzisha jaribio, tuligundua kuwa udongo wa mchanganyiko wa biosolid-biochar ulikuwa na msongamano wa chini wa udongo, juu ya viumbe hai na upatikanaji wa virutubisho, na ukuaji wa juu wa miti na maudhui ya klorofili kuliko udongo na miti katika viwanja vya udhibiti ambavyo havijarekebishwa. Lakini kando na msongamano wa wingi, ambao ulikuwa chini katika viwanja vya mchanganyiko wa biosolid-biochar kuliko viwanja vya biosolid-pekee, majibu ya udongo na miti hayakuwa tofauti kabisa kati ya viwanja vya mchanganyiko wa biosolid-biochar kuliko viwanja vya biosolid-peke yake. Kwa maneno mengine, udongo na miti hujibu vyema kwa biosolidi, na ni vigumu kusema ikiwa biochar itaongeza athari hiyo. Ninatazamia kuona kitakachotokea katika miaka inayofuata - labda biochar itakuwa muhimu zaidi baada ya muda ikiwa itawezesha hili. "mbolea ya kutolewa polepole" huathiri upatikanaji wa virutubisho na hudumisha msongamano wa chini wa wingi kutokana na tabia yake ya kuoza polepole.

MC: Tulianzisha majaribio ya kitalu kwa misingi ya The Morton Arboretum ili kuongeza uelewa wetu kuhusu mbinu tofauti za kujumuisha biochar michanganyiko tofauti ya marekebisho ya kikaboni pamoja na biochar kwa lengo la kubainisha viwango bora vya matumizi. Matokeo kutoka kwa majaribio haya yaliyodhibitiwa katika kitalu, pamoja na majibu ya kiwango cha mazingira na chafu yatasaidia katika tafsiri yetu ya matokeo ya eneo letu. Kufikia sasa, inaonekana kwamba biochar, iwe peke yake au pamoja na mbolea ya syntetisk, mboji, au biosolidi kama chanzo cha virutubisho, ni nzuri katika kupunguza athari za ubora wa chini, udongo wa mijini, unaoonekana kwa mkusanyiko zaidi wa majani..

Je, kuna faida za ziada kwa biochar?

MM: Mbali na uwezekano wa kudumisha upatikanaji wa virutubishi vingi na msongamano mdogo wa wingi kwa wakati, biochar pia inaweza kupunguza athari za chumvi barabarani kwenye miti na udongo. Biochar ina eneo la juu la uso, na sodiamu inaweza kunyunyiza kwenye uso huo badala ya kuishia kwenye mizizi ya miti na kwenye njia za maji. Ili kujaribu hili, tuliongeza biochar kama sehemu ya juu au mchanganyiko wa biochar kwenye udongo, tukapanda aina nne tofauti za miche ya miti kwenye vyungu, na kumwagilia miti kwa kuongezwa au bila kuongezwa kloridi ya sodiamu mara moja kwa wiki. Baada ya wiki 8, tuligundua kwamba wakati biochar ilitumiwa kama mavazi ya juu, ilipunguza kiasi cha sodiamu ambayo iliishia kwenye maji ya udongo na kuongeza ukuaji wa aina zetu za miti zinazokua kwa kasi zaidi. Kaskazini mwa Catalpa.

Je, una washiriki kwenye utafiti wako wa biochar?

MM: Miradi hii miwili imeleta pamoja timu katika shamba la miti na kwingineko! Mradi wa kando ya barabara ni ushirikiano na Njia ya Illinois, na biosolidi tulizotumia zinatoka katika Wilaya ya Maji Taka ya Manispaa ya Chicago. Kila mtu anatazamia matokeo ya utafiti huu kwa sababu unaweza kutusaidia kubuni mradi bora wa upandaji miti kando ya barabara katika siku zijazo. Mradi wa greenhouse uliongozwa na aliyekuwa mwanafunzi wa shule ya upili katika Chuo cha Hisabati na Sayansi cha Illinois, na bado tunafanya kazi pamoja kuchanganua na kuchapisha matokeo yake.

MC: Utafiti wetu wote wa biochar umefanywa kwa usaidizi wa ukarimu na ushirikiano kutoka kwa Maabara ya Utafiti wa Miti ya Bartlett, pamoja na ufadhili kutoka Mfuko wa Utafiti wa Miti na Elimu (TREE). na Kituo cha Arboretum cha Morton cha Sayansi ya Miti.