Gübre üretim sistemine döngüsellik kazandırmak
Sürdürülebilir kalkınma ve gelişimi savunan döngüsel ekonomiye yönelik artan bir ilgi vardır. Bu bağlamda gübre üretim endüstrisi, organik atıklardan besinlerin geri kazanılması yoluyla ve diğer yenilikçi yaklaşımlarla beraber sürdürülebilir bir devrim yaratmaktadır. Ayrıca iklim değişikliğiyle mücadele ihtiyacından hareketle, üretim sistemlerinin yönetiminde "döngüsel" bir yaklaşıma yönelik acil bir ihtiyaç bulunmaktadır.
Mevcut gübre üretim sistemimizdeki sorun nedir?
"Al-yap-tüket-at" yaklaşımlarına dayalı doğrusal üretim sistemi, atık üretimi, çevre kirliliği, doğal yaşamı tehdit etme ve sera gazı emisyonlarını arttırma gibi artan küresel sorunlara neden olmaktadır. Gübre üretimi söz konusu olduğunda mevcut yöntemler öncelikle fosfor (P) gibi kıt kaynakların sömürülerek çıkarılmasına dayanmakta ve özellikle azot (N) üretimi söz konusu olduğunda çok yoğun enerji harcanan süreçler içermektedir. Bu yaklaşım aşağıdaki nedenlerden dolayı insanlık için tehlikeli sonuçlar doğurma potansiyeline sahiptir:
- Gıda sistemimiz içerisinde fosfor yaratamayız veya yerine başka bir element kullanamayız. Fosfor tüm yaşam formları için hayati bir elementtir ve 2014 yılında Avrupa Komisyonu tarafından "kritik hammadde" olarak belirlenmiştir.
- Fosil yakıt kaynaklı enerji, azot bazlı gübre üretimi de dahil olmak üzere çeşitli büyük endüstrileri besleyen temel kaynak olmaya devam etmektedir.
Şekil 1. Atıkların enerjiye dönüştürülmesi: Anaerobik çürütme süreci (Sara Tanigawa, EESI tarafından hazırlanan illüstrasyon grafiği). “Biyogaz” üretimi hakkında daha fazla bilgi için: https://www.eesi.org/papers/view/fact-sheet-biogasconverting-waste-to-energy ).
Bu nedenle organik kaynaklardan besin maddelerinin geri kazanılması ve gübre olarak kullanılması, organik atıkları doğrudan azaltacak ve atık kaynaklara bağlantılı yaban hayatı ve sera gazı emisyonlarına yönelik tehlikeyi azaltacaktır. Ayrıca gübre üretim sistemine döngüsellik getirmek "Fosfatlı Gübre Krizi" için bir çözümdür ve yoğun emisyonlu azotlu gübre üretimini, emisyonu azaltılmış yenilikçi bir üretim sistemiyle değiştirir (örneğin anaerobik sindirimden üretilen biyogaz birincil enerji kaynağı olarak kullanılabilir).
Biyogübre nedir?
"Biyogübre" üretmenin temel konsepti, biyolojik veya organik bazlı maddelerden (hayvansal, bitkisel veya mikrobiyal kökenli, kalıntılar, organik atıklar vb.) gübre olarak kullanılmak üzere bitki tarafından kullanılabilir besin maddelerinin geri kazanılmasındır (Albert & Bloem, 2023). Şu anda, Avrupa Komisyonu (2019) tarafından bildirildiği üzere 100'den fazla çeşitli besin geri kazanım teknolojisi ve buna bağlı olarak farklı işleme yöntemleri bulunmaktadır (Şekil 2). Bu çalışma alanı nispeten yeni olduğu için, çeşitli kaynaklardan besin maddelerinin elde edilmesine yönelik yenilikçi yöntemler halen araştırılmaktadır. Örneğin bir araştırma ekibi bol miktarda bulunan ve önemli miktarda azot içeren tavuk tüylerini kullanarak azot bakımından zengin bir sıvı gübre üretmek için bir yöntem buldu (Nurdiawati vd., 2018).
Şu anda organik atıklardan veya biyo-tabanlı malzemelerden elde edilen ürünlerin etiketlenmesi için evrensel olarak kabul edilmiş bir standart olmadığını belirtmek önemlidir. Bununla birlikte, "biyo-gübre" bu alanla ilgili literatürde en sık kullanılan ve atıfta bulunulan terimdir.
Şekil 2. “Biyo-Bazlı Gübreler” üretmek için biyo-bazlı veya organik malzeme ve süreç örnekleri (Albert & Bloem, 2023).
Biyogübreler neden son yıllarda popüler hale geliyor?
Biyogübrelerin avantajları nelerdir?
Yukarıda da belirttiğimiz gibi sentetik gübre üretimi karbon merkezli üretim süreci ve sınırlı hammadde kaynaklarının tükenmesi gibi önemli sorunlarla ilişkilendirilmektedir. Küresel nüfus artmaya devam ettikçe tarım arazileri üzerindeki baskı da (verimin artması için) artacaktır. Bununla birlikte, fosfor (P) mevcudiyeti sınırlıdır ve iklim değişikliğinin yıkıcı sonuçlarını önlemek/azaltmak için emisyonları azaltmaya yönelik acil bir ihtiyaç vardır.
Bilim insanları yenilik yapmaya, politikacılar da iklim değişikliğini azaltmaya ve ele almaya yönelik çözümleri desteklemeye meyillidir ve biyo-gübre üretimi de bu çözümler arasındadır. Mesela ABD'de (ABD Çevre Koruma Ajansı) ve Avrupa'da (Avrupa Yeşil Anlaşması kapsamında) kaynakların geri dönüşümü ve besin maddelerinin geri kazanımı için yeni teknolojiler geliştirmeye yönelik yapılan araştırmalar artmaktadır.
Bu alan nispeten yeni olduğu için bu yenilikçi üretim sistemlerinin benimsenmesi şimdilik maliyetlidir. Ayrıca bu alanda çok sayıda problem ve bilgi eksiği mevcuttur. Bunlar arasında nakliye ve üretim maliyetleri, yasal düzenlemeler, biyo-gübrelerin toprak mikroorganizmaları üzerindeki etkisi, çevresel riskler, bazı ürünlerin tutarsız besin içerikleri ve politik kaygılar gibi endişeler yer almaktadır.
Referanslar
- 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 Energy, 37(1), 375–382. https://doi.org/10.1002/ep.12688