الأسمدة الحيوية كبديل مستدام للأسمدة الاصطناعية

Nazerke Amangeldy

مرشح دكتوراه في جامعة جنت

3 دقيقة قرأت
31/01/2025
الأسمدة الحيوية كبديل مستدام للأسمدة الاصطناعية

اجتذاب الدائرية في نظام إنتاج الأسمدة

هناك اهتمام متزايد وتركيز على الاقتصاد الدائري الذي يدعو إلى التنمية المستدامة والزراعة. في هذا السياق، يتم ثورة الصناعات المنتجة للأسمدة بشكل مستدام أيضًا من خلال النهج المبتكر من خلال استعادة العناصر المغذية من مصادر النفايات العضوية. كما أن هناك حاجة ملحة للانتقال نحو نهج "دائري" في إدارة أنظمتنا الإنتاجية، مدفوعة بالضرورة في إدارة ومكافحة تغير المناخ. إدارة العناصر المغذية المستدامة ضرورية.

المشكلة في نظامنا الحالي لإنتاج الأسمدة

يعتمد النظام الإنتاجي الخطي القائم على النهج "الأخذ - التصنيع - الاستهلاك - التخلص" على زيادة المشاكل العالمية مثل توليد النفايات والتلوث البيئي وتهديد الحياة البرية، والمساهمة في انبعاثات الغازات الدفيئة. في حالة "إنتاج الأسمدة"، تعتمد الطرق الحالية بشكل رئيسي على التعدين الاستغلالي للموارد النادرة مثل الفوسفور (P) وتشمل عمليات تكثيف الطاقة، ولا سيما في حالة إنتاج النيتروجين (N) هذا النهج في الإنتاج له القدرة على أن يؤدي إلى عواقب خطيرة على البشرية للأسباب التالية:

  • لا يمكننا إنشاء أو استبدال الفوسفور داخل نظامنا الغذائي. الفوسفور عنصر أساسي لجميع أشكال الحياة، حيث تم تعيينه ك "مادة خام حرجة" من قبل المفوضية الأوروبية في عام 2014.

  • تستمر الطاقة المشتقة من الوقود الأحفوري في خدمة مصادر الطاقة الرئيسية التي تدعم مختلف الصناعات الكبيرة، بما في ذلك إنتاج الأسمدة القائمة على النيتروجين.

لذلك، فإن استعادة العناصر المغذية من المصادر العضوية واستخدامها كأسمدة سيقلل مباشرة من النفايات (أي النفايات العضوية) ويقلل من الخطر على الحياة البرية والانبعاثات الدفيئة المرتبطة بمصادر النفايات. كما أن إحضار الدورية في نظام إنتاج الأسمدة هو الحل لـ "أزمة الأسمدة الفوسفاتية"، ويستبدل الطريقة المرتبطة بإنتاج النيتروجين القائمة على الانبعاثات بنظام إنتاج مبتكر لتقليل الانبعاثات (على سبيل المثال، يمكن استخدام الغاز الحيوي الناتج من الهضم اللاهوائي كمصدر طاقة أساسي).

ما هي الأسمدة الحيوية؟

المفهوم الأساسي لإنتاج "الأسمدة الحيوية" يكمن في استرجاع العناصر الغذائية المتاحة للنباتات من المواد الحيوية أو العضوية (من أصل حيواني أو نباتي أو ميكروبي، بقايا، نفايات عضوية، إلخ) لاستخدامها اللاحق كأسمدة في الزراعة(ألبرت و بوليم2023) حاليًا، هناك أكثر من 100 تقنية استرجاع عناصر غذائية مختلفة، حسبما ذكرت اللجنة الأوروبية (2019)، وبالتالي أساليب معالجة مختلفة وفقًا لذلك (شكل 2). نظرًا لأن هذا المجال جديد نسبيًا، لا يزال يتم استكشاف أساليب مبتكرة لاستخراج العناصر الغذائية من مصادر متنوعة. على سبيل المثال، اكتشف فريق من الباحثين طريقة لإنتاج سماد سائل غني بالنيتروجين باستخدام ريش الدجاج، وهي مادة متوفرة بكميات كبيرة وتحتوي على نسبة كبيرة من النيتروجين (نوريتيو أخرون,2018) 

من المهم أن ندرك أنه لا يوجد حاليًا مصطلح قياسي مقبول عالميًا لوصف المنتجات المستمدة من النفايات العضوية أو المواد الحيوية. ومع ذلك، "الأسمدة الحيوية" هو العبارة الأكثر استخدامًا وإشارة في الأدبيات المتعلقة بهذا المجال.

لماذا أصبحت الأسمدة الحيوية شائعة في السنوات الأخيرة؟

ما هي فوائد الأسمدة الحيوية؟

كما ذكرنا أعلاه، فإن إنتاج الأسمدة الاصطناعية مرتبط بمشاكل كبيرة، بما في ذلك عملية التصنيع الكربونية الكثيفة واستنزاف مصادر الخام المحدودة. ومع استمرار نمو السكان العالمي، سيزداد الضغط على الأراضي الزراعية (للحصول على محاصيل أعلى انتاجية) أيضًا. ومع ذلك، فإن توافر الفوسفور (P) محدود، وهناك حاجة ملحة للحد من الانبعاثات لتجنب/تقليل العواقب المدمرة لتغير المناخ. ونتيجة لذلك، يميل العلماء إلى الابتكار، ويميل صانعو السياسات إلى دعم الحلول التي تهدف إلى التخفيف من ومعالجة تغير المناخ، حيث يعتبر إنتاج الأسمدة الحيوية من بين هذه الحلول. على سبيل المثال، هناك اهتمام بحثي متزايد في تطوير تقنيات جديدة لإعادة تدوير الموارد واسترجاع العناصر الغذائية لاستخدامها من قبل الفلاحين في الولايات المتحدة (بمعنى وكالة حماية البيئة الأمريكية) وأوروبا (تمويل مشاريع بحثية في إطار المبادرة الخضراء).

نظرًا لأن هذا المجال جديد نسبيًا، فإن هذه الأنظمة الإنتاجية المبتكرة تكلف الكثير لتبنيها. علاوة على ذلك، هناك تحديات عديدة وثغرات معرفية في هذا المجال. وتشمل هذه المخاوف بشأن تكاليف النقل والإنتاج، والتشريعات، وتأثير الأسمدة الحيوية على الكائنات الدقيقة في التربة، والمخاطر البيئية، ومحتويات العناصر الغذائية غير المتناسقة في المنتجات النهائية، وتوافق المحاصيل، والأطر السياسية.

المراجع

Albert, S., & Bloem, E. (2023). Ecotoxicological methods to evaluate the toxicity of bio-based fertilizer application to agricultural soils – A review. In Science of the Total Environment (Vol. 879). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163076

European Commission. (2019, November 11). 100 nutrient recovery technologies and novel fertiliser products.

Nurdiawati, A., Nakhshiniev, B., Zaini, I. N., Saidov, N., Takahashi, F., & Yoshikawa, K. (2018). Characterization of potential liquid fertilizers obtained by hydrothermal treatment of chicken feathers. Environmental Progress and Sustainable Energy37(1), 375–382. https://doi.org/10.1002/ep.12688

 

 

 

Nazerke Amangeldy
مرشح دكتوراه في جامعة جنت

المزيد من Nazerke Amangeldy

عرض المزيد من المقالات