研究者らは「バイオ炭」を使ってウイルスと戦うことを望んでいる

「グリーン」テクノロジーが温室効果ガス排出量の削減に役立つことが研究で判明

オハイオ州立大学

オハイオ州コロンバス – 新しい研究レビューは、自然ベースの技術であるバイオ炭（炭素豊富な材料）が、気候変動を緩和するために農業で使用する重要なツールになる可能性があることを示唆しています。

低酸素環境で有機材料を加熱するプロセスである熱分解によって作られるバイオ炭（木炭のような多孔質物質）は、土壌改良剤または炭素隔離剤として作物の生産に長い間利用されてきました。 近年、研究者らは、その独特の物理的構造と農業および環境上のさまざまな利点により、この技術への関心が再び高まっているのを目の当たりにしています。

こうした理由から、大気中から大量の温室効果ガスを除去するバイオ炭の可能性は再評価されるに値すると、この研究の筆頭著者であり、オハイオ州立大学の園芸および作物科学の研究員であるラジ・シュレスタ氏は述べた。

「農家が作物を育てるとき、彼らは肥料や堆肥を施し、さまざまな種類の機械を使って土を耕します」とシュレスタ氏は語った。 「その過程で温室効果ガスが生成され、大気中に放出されます。」

しかし、最近ジャーナル・オブ・エンバイロメンタル・クオリティに掲載された論文によると、農家は畑にバイオ炭を適用することでこの影響を軽減できるという。

「バイオマスをバイオ炭に変換することが土壌の長期的な持続可能性、経済、そして環境にとって良いことであると農家を説得できれば、この技術が広く採用されるようになるでしょう」とシュレスタ氏は語った。

研究者らは、地球の大気温暖化の原因となる熱を閉じ込めるガスである亜酸化窒素、メタン、二酸化炭素の排出に対するバイオ炭の農業利用の影響を調査する、世界中で実施された200以上の現地調査を検討した。

研究チームは、土壌中のバイオ炭の量が地域の温室効果ガス排出量に変動する影響を及ぼし、その影響は減少から増加まで多岐にわたり、場合によっては変化しないことを発見しました。 しかし一般的に、研究チームは、野外環境でバイオ炭を使用すると、空気中の亜酸化窒素の量が約 18%、メタンの量が 3% 減少することを発見しました。

バイオ炭単独でも二酸化炭素排出量の削減には効果がありませんが、市販の窒素肥料や肥料や堆肥などの他の有機材料と組み合わせると効果がありました。

「炭素源を削減し、炭素吸収源を強化することで、農業生態系におけるマイナス排出を達成できます」とシュレスタ氏は述べた。 地球の炭素源の削減は、私たちの活動による温室効果ガスの排出を削減することによって達成でき、炭素吸収源を強化すること（大気中に放出するよりも多くの炭素を吸収する技術の能力を高めること）は、変換によって長期的な土壌炭素プールを増やすことによって実現できます。有機廃棄物をバイオ炭に変えるのだと彼は言いました。

「バイオ炭の良い点は、これらの両方の側面に貢献して、正味マイナスの農業を生み出すことです」とシュレスタ氏は言います。

現在、農家が作物残渣を畑に放置すると、その分解過程で土壌にリサイクルされる残渣炭素はわずか10～20％程度ですが、同量の残渣をバイオ炭に変換して畑に施用することで、その炭素の約 50% を安定した炭素の形で貯蔵することができます。」

土壌に埋め込まれたバイオ炭炭素は数百年から数千年持続するため、現在、マイナス排出を達成し、地球の平均気温が産業革命以前よりも摂氏1.5度まで上昇するのを防ぐために提案されている最良の管理手法の1つとなっています。 。

この研究によると、2011年から2020年の間に世界の温室効果ガス排出量は増加し、二酸化炭素は約5.6%、メタンは4.2%、亜酸化窒素は2.7%増加し、農業が排出量の約16%を占めています。 このようなレベルはすでに地球規模の気候システムに不可逆的な変化をもたらしているが、農業や林業部門からの排出量の抑制を支援することで将来の被害を遅らせることができるとシュレスタ氏は述べた。

しかし、ネガティブ排出技術としてのバイオ炭の可能性と、バイオ炭関連の研究の最近の増加にもかかわらず、普及に向けて商業化されておらず、十分に宣伝されていないこともあり、農家にそれを適用させるのは難しいとシュレスタ氏は述べた。

この技術とその利点に関する科学に基づいた実用的な情報をより良く農家や農業関連企業に提供するために、多くの議員がさまざまな土壌タイプや環境条件におけるその有効性を調査することを目的とした政策を制定しました。 これはシュレスタ氏も同様の目標であり、彼のチームのレビュー論文の主な目標はバイオ炭に対する農家の信頼を高め、より多くの農家がバイオ炭をより早く導入することを選択できるようにすることです。

この研究はアーサー P. スローン財団の支援を受けました。 オハイオ州立大学の他の共著者は、Laura E. Lindsey、Rattan Lal、Klaus Lorenz、Scott M. Demyan、インディアナ大学パデュー大学インディアナポリス校の Pierre-Andre Jacinthe、ミシガン州立大学 Maninder P. Singh、および大学の Wei Ren です。ケンタッキー大学。

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連絡先: Raj K. Shrestha、[email protected]

作者: Tatyana Woodall、[email protected]

環境品質ジャーナル

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2023 年 3 月 11 日

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