ในยุคที่โลกกำลังมองหาทางออกของปัญหาสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะปัญหาหมอกควันจากการเผาเศษเหลือใช้ทางการเกษตร อาทิ ต้น เปลือกซังข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ ต้นมันสำปะหลัง ตอซังข้าว เป็นต้น หากเราเปลี่ยนจากการเผาแบบในที่โล่งแจ้ง มาเผาเป็น “ไบโอชาร์ (Biochar)” ไบโอชาร์ คือ ถ่านชีวภาพที่ได้จากการเผาวัสดุชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตร โดยกระบวนการไพโรไลซิส (pyrolysis) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่ชีวมวลในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน กระบวนการนี้ไม่เพียงเปลี่ยนของเสียให้กลายเป็นวัสดุมีค่า แต่ยังเป็นการสร้างวัสดุอเนกประสงค์ที่ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ และกักเก็บคาร์บอนในดินลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้พร้อมกัน ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ในบทความนี้จะพาไปสำรวจเรื่องราวของไบโอชาร์จากเศษเหลือใช้ทางการเกษตรชนิดต่าง ๆ พร้อมทั้งเปิดเผยคุณสมบัติที่ซ่อนอยู่ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เพื่อทำความเข้าใจว่าของเหลือใช้เล็ก ๆ สามารถกลายเป็นวัสดุที่ยิ่งใหญ่ต่ออนาคตการเกษตรได้อย่างไร

ต่อไปเราลองเอาไบโอชาร์ที่เราได้มาตรวจดูคุณสมบัติและส่องดูภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) แล้วมาดูกันสิว่า ไบโอชาร์เรามันจะแตกต่างกันอย่างไร 



จากผลวิเคราะห์คุณสมบัติต่าง ๆ ของไบโอชาร์แต่ละชนิด จะเห็นว่าไบโอชาร์จากวัสดุแต่ละชนิดมีโครงสร้างรูพรุนแตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการอุ้มน้ำ การดูดซับธาตุอาหาร และการเป็นที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์ในดิน ดังนี้

·     ไบโอชาร์จากลำต้นมันสำปะหลัง มีโครงสร้างค่อนข้างหนาแน่น ความสามารถในการอุ้มน้ำ 2.88% และมีค่าความเป็นกรดด่าง (pH) ใกล้เคียงด่างอ่อน (9.74)

·     ไบโอชาร์จากฟางข้าว มีเนื้อเบา (ความหนาแน่น 29.6 kg/m³) และค่าการนำไฟฟ้า 1.04 dS/m-1 เหมาะสำหรับปรับปรุงโครงสร้างดินที่แน่น

·     ไบโอชาร์จากลำต้นกัญชง โดดเด่นด้วยการอุ้มน้ำสูงถึง 5.18% และมีค่าความหนาแน่น 71.68 kg/m³ ทำให้เหมาะกับการเป็นวัสดุปลูก

·     ไบโอชาร์จากเปลือกกาแฟกะลา มีรูพรุนละเอียด ค่าการนำไฟฟ้าต่ำ (0.13 dS/m-1) เหมาะกับการปลูกพืชที่ไวต่อเกลือ

·     ไบโอชาร์จากเปลือกกาแฟเชอร์รี่ มีค่าความเป็นด่างสูงสุด (pH 10.23) และค่าการนำไฟฟ้าสูงถึง 39.3 dS/m-1 สะท้อนถึงปริมาณเกลือแร่ที่มาก

·     ไบโอชาร์จากซังข้าวโพด มีความหนาแน่นสูงสุด (102.4 kg/m³) และสมดุลของคุณสมบัติด้านความชื้นและค่า pH เหมาะสำหรับปรับปรุงดินทั่วไป

จากคุณสมบัติสู่นวัตกรรมเพื่อสิ่งแวดล้อม

         คุณสมบัติของไบโอชาร์แต่ละชนิดสะท้อนให้เห็นว่าของเหลือจากการเกษตรทุกประเภทสามารถถูกแปรรูปให้กลายเป็นวัสดุที่มีมูลค่าเพิ่มได้ เช่น

·     ใช้เป็น ส่วนผสมในวัสดุปลูกพืช ที่ช่วยกักเก็บน้ำและธาตุอาหารได้ดี

·     ใช้ เป็นวัสดุปรับปรุงดินกรด ช่วยปรับสภาพดินให้เป็นกรดเล็กน้อยถึงกลาง (pH 6-7) ช่วยให้ธาตุอาหารพืชละลายน้ำได้ดีและพืชนำไปใช้ประโยชน์ง่าย

·     ใช้ เป็นส่วนผสมในปุ๋ยหมักสำหรับปลูกผักอินทรีย์ ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน

·     ใช้เป็น ตัวพาหะ (carrier) สำหรับจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ เช่น Bacillus subtilis หรือ Trichoderma spp. เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมโรคในดิน

         การผลิตไบโอชาร์จากเศษวัสดุทางการเกษตร เช่น ซังข้าวโพด ฟางข้าว หรือเปลือกกาแฟเชอรี่

ไม่เพียงช่วยลดของเสียและการเผาในที่โล่ง แต่ยังสร้างมูลค่าเพิ่มให้เกษตรกรในท้องถิ่น เป็นแนวทางหนึ่งของ เศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) ที่เชื่อมโยงการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมกับการพัฒนาอย่างยั่งยืน ดังนั้น“ไบโอชาร์” จึงไม่ใช่แค่ก้อนถ่านดำ ๆ แต่คือวัสดุแห่งอนาคตที่รวมคุณสมบัติของความยั่งยืน นวัตกรรม และวิทยาศาสตร์ไว้ในชิ้นเดียว

เอกสารอ้างอิง

สุมาลี เม่นสิน และวัลภา อูทอง. 2565. รายงานฉบับสมบูรณ์ โครงการวิจัยการผลิตภัณฑ์จากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่สำคัญบนพื้นที่สูงเพื่อการปรับปรุงดินและเพิ่มการกักเก็บคาร์บอนในดิน. สถาบันวิจัยและพัฒนาพื้นที่สูง (องค์การมหาชน). 75 หน้า.

จุไรรัตน์ ฝอยถาวร. ดารากร อัคฮาดศรี. วัลภา อูทอง. 2567. รายงานโครงการวิจัยฉบับสมบูรณ์ หัวข้อ โครงการศึกษาการเพิ่มมูลค่าจากเศษเหลือใช้ทางการเกษตรเพื่อเป็นปัจจัยการผลิตสำหรับการปลูกพืชบนพื้นที่สูงที่สอดคล้องกับ BCG Model. สถาบันวิจัยและพัฒนาพื้นที่สูง (องค์การมหาชน). 37 หน้า.

เขียน/ เรียบเรียงเรื่องโดย : จุไรรัตน์ ฝอยถาวร สุมาลี เม่นสิน ดารากร อัคฮาดศรี และวัลภา ณ เชียงใหม่

ออกแบบและเผยแพร่สื่อออนไลน์โดย เนตรชนก สายคง สำนักยุทธศาสตร์และแผน