Home บทบาทเกษตรในเมือง อะไรคือ คาร์บอนในดิน?

อะไรคือ คาร์บอนในดิน?

คุณอาจจะเคยได้ยินเรื่องราวเกี่ยวกับคาร์บอนในดิน การ “เก็บ” คาร์บอนในดิน หรือ “ตลาดคาร์บอน” มาบ้างแล้ว มาดูความสัมพันธ์ระหว่างดินกับคาร์บอนในแง่พื้นฐานกันอย่างแรกคือคาร์บอน เป็นธาตุลำดับที่ 6 ในตารางธาตุ ในธรรมชาติมีเพียงสองสิ่งเท่านั้นที่เป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ นั้นคือ เพชรกับแกรไฟต์ (แกรไฟต์ ก็ คือ ใส้ดินสอที่เราใช้เขียนหนังสือนั้นเอง) อย่างไรก็ตาม คาร์บอนสามารถโต้ตอบกับธาตุอื่นๆ เพื่อสร้างสารประกอบที่อยู่รอบตัวเราได้ตลอดเวลา

สารประกอบที่ประกอบด้วยคาร์บอนทั่วไปชนิดหนึ่งที่มักปรากฏในข่าวคือ คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซที่มนุษย์หายใจออก หลังจากที่เราหายใจเอาอากาศที่มีออกซิเจนเข้าไป มันเป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติของการเผาผลาญของเรา มันถูกสร้างขึ้นโดยสัตว์อื่น ๆ ทั้งหมดเมื่อพวกมันหายใจ และมันถูกสร้างขึ้นโดยจุลินทรีย์ในดินบางชนิดในระหว่างการเผาผลาญของพวกมัน

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบตามธรรมชาติในอากาศ แต่เมื่อการปฏิวัติอุตสาหกรรมถือกำเนิดขึ้น ก๊าซดังกล่างก็ถูกปล่อยสู่อากาศมากขึ้น คาร์บอนไดออกไซด์เกิดจากกระบวนการผลิตหลายๆ อย่าง และเกิดขึ้นเมื่อเราใช้เชื้อเพลิงบางประเภท เช่น ถ่านหินและก๊าซเป็นพลังงาน เครื่องจักรที่ผลิตสิ่งของต่างๆ เช่น เครื่องใช้ รถยนต์ และทุกสิ่งที่เราซื้อนั้นก็ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้นไปในอากาศอีกเช่นกัน

เมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในชั้นบรรยากาศ มันจะดักจับความร้อนรอบโลก นั่นคือเหตุผลที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เรียกว่า “ก๊าซเรือนกระจก” ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเพดานกระจกของเรือนกระจกเพื่อดักจับความร้อน ยิ่งมีคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศมากเท่าใด อุณหภูมิพื้นผิวโลกก็จะสูงขึ้นเท่านั้น นอกจากจะอยู่ในอากาศแล้ว ยังพบสารประกอบคาร์บอนในดินอีกด้วย อย่างเช่น “คาร์บอนในดิน” ซึ่งพบได้มากในพื้นดินที่เป็นน้ำแข็งของทุนดรา

“คาร์บอนในดิน” ที่สำคัญอีกประเภทหนึ่งคืออินทรียวัตถุ ซึ่งทำจากเศษวัสดุที่ผุพังจากสิ่งมีชีวิต เช่น พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ อินทรียวัตถุมีคาร์บอนได้อย่างไร? คำว่า “อินทรีย์” ในวิชาเคมีหมายถึงสารประกอบทางเคมีที่มีคาร์บอน (และโดยปกติคือไฮโดรเจน) พร้อมกับองค์ประกอบอื่นๆ สารประกอบอินทรีย์มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติโดยเฉพาะในสิ่งมีชีวิต คุณอาจจำได้ว่าพืช “หายใจเข้า” ด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และ “หายใจออก” ออกมาด้วยออกซิเจน พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างเซลล์ใหม่เพื่อให้ลำต้น ราก และใบเจริญเติบโตได้ คาร์บอนของคาร์บอนไดออกไซด์ และองค์ประกอบอื่นๆ เช่น ไนโตรเจนและออกซิเจน ถูกนำมาใช้ทำดอกไม้ ผลไม้ ถั่ว และผักที่เราทานกันในปัจจุบัน

คุณลักษณะของดินที่แข็งแรงคือการสะสมของคาร์บอนในรูปของอินทรียวัตถุ และแม้กระทั่งของเสียจากไส้เดือน แมลง และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในดิน แม้แต่ร่างกายมนุษย์ก็มีสารประกอบอินทรีย์คาร์บอนอยู่ในตัว! มนุษย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจน ออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน

วัฏจักรคาร์บอน: เมื่อพืชเติบโตและตาย พวกมันจะทิ้งน้ำตาลและคาร์โบไฮเดรต (ทั้งสองมีคาร์บอน) ไว้ในดิน จุลินทรีย์ในดินและสิ่งมีชีวิตในดินอื่นๆ จะใช้เศษซากเหล่านี้เป็นแหล่งอาหาร สิ่งนี้ทำให้เกิดวัฏจักรคาร์บอนที่ยอดเยี่ยม โดยพืชดึงคาร์บอนจากอากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์และเก็บไว้ในดินเป็นสารอินทรีย์ให้แก่สิ่งมีชีวิตอื่นๆ

ตราบใดที่วัฏจักรคาร์บอนนี้ยังคงสมดุล ไม่ว่าจะโดยการรักษาปริมาณสารอินทรีย์ให้คงที่หรือเพิ่มขึ้น บรรยากาศก็จะปลอดภัย แต่เมื่อมนุษย์ทำลายวงจรนี้ด้วยการสร้างเมืองที่ป่าไม้เคยเป็นหรือการเปลี่ยนแปลงพื้นที่อื่นๆ ของมนุษย์ มันจะขัดขวางวัฏจักรคาร์บอน คาร์บอนที่ถูกเก็บไว้เป็นอินทรียวัตถุสามารถนำกลับคืนสู่บรรยากาศได้อย่างง่ายดายในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ การแผ้วถางที่ดินเพื่อการเกษตรทำให้ดินสูญเสียคาร์บอนออกสู่ชั้นบรรยากาศ

และอย่าลืมว่า ในขณะที่ภาวะโลกร้อนยังคงดำเนินต่อไป คาร์บอนในดินก็สูญเสียไปด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นและเร็วขึ้น เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์แช่แข็งละลาย นอกจากนี้ อุณหภูมิของทุ่งทุนดราที่เพิ่มขึ้นยังเพิ่มกิจกรรมของจุลินทรีย์ในดินอีกด้วย เมื่อพวกเขา “กิน” อินทรียวัตถุมากขึ้น คาร์บอนที่เก็บไว้นี้จะสูญเสียไป การรักษาคาร์บอนในดินให้ได้มากที่สุดคือสิ่งสำคัญต่อชีวิตบนโลก

แล้วเราจะรักษาคาร์บอนให้อยู่ในดินได้อย่างไร

มีบางสิ่งที่เป็นประโยชน์ที่คุณสามารถทำได้ในบ้านหรือในสวนผักเพื่อดักจับคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศ ในสวนผักและสนามหญ้า สิ่งที่เราทำสามารถสร้างความแตกต่างในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและดิน และการใช้แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในระยะยาวสามารถลดก๊าซเรือนกระจกและช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมได้!

โดยขั้นแรกที่เราควรรู้ คือ พืชจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศระหว่างการสังเคราะห์แสง พืชจะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นน้ำตาลธรรมดาที่พืชใช้เป็นพลังงานและการเจริญเติบโต หรือสารประกอบเชิงโครงสร้าง เช่น เส้นใยและเซลลูโลส นี่เป็นขั้นตอนแรกของสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า การกักเก็บคาร์บอน (carbon sequestration หรือ carbon storage)

เมื่อพืชตาย หรือ ส่วนของพืชรวมเข้ากับดิน แมลง หนอน และจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในดินจะย่อยน้ำตาลและสารประกอบอื่นๆ เพื่อ “กิน” คาร์บอนบางส่วนถูกปล่อยกลับสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์จากจุลินทรีย์ บางส่วนยังคงอยู่ในดิน พืชบางชนิดย่อยสลายได้ยาก และกลายเป็นส่วนหนึ่งของอินทรียวัตถุในดิน นี่เป็นกระบวนการทางธรรมชาติของการกักเก็บคาร์บอน พืชดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซเรือนกระจก และนำไปใส่ในดินในรูปแบบที่เสถียรกว่า

แน่นอนว่ากระบวนการทำงานย้อนกลับเช่นกัน จุลินทรีย์ที่กินน้ำตาลเหล่านี้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับที่มนุษย์ทำเมื่อเราหายใจออก! หากคุณนึกถึงวัฏจักรคาร์บอนที่เพิ่งอธิบายไป เป้าหมายของเราคือการปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืช (การใช้คาร์บอนไดออกไซด์) และลดการสลายตัวของสารตกค้างจากพืช (การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์) การทำเช่นนี้จะดักจับและกักเก็บคาร์บอนไว้ในดินมากขึ้น ต่อไปนี้คือวิธีเพิ่มการเจริญเติบโตของพืชในสวนผัก ซึ่งช่วยใส่คาร์บอนเก็บในดินมากขึ้น ได้แก่

  • ปล่อยให้หญ้าในสวนผักได้เติบโตอีกสักหน่อยก่อนที่จะตัดหญ้า สิ่งนี้กระตุ้นให้รากเติบโตใต้พื้นดินมากขึ้น ใบหญ้าที่ยาวขึ้นยังหมายถึงพื้นที่ใบหญ้ามากขึ้นด้วย และนั่นหมายถึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกดักจับจากอากาศมากขึ้น จากนั้นก็ปล่อยให้แห้งสัก 1-2 วันก่อนที่จะนำหญ้าแห้งมาคลุมแปลงผัก
  • ปลูกไม้ยืนต้น! พืชที่มีอายุยืนจะสะสมชีวมวลซึ่งทำจากคาร์บอน (ไม่ว่าจะเป็นแก่นไม้หรือลำต้น และรากที่แผ่ขยายกว้างขวาง)
  • คลุมดิน ไม่ว่าจะด้วยพืชหรือคลุมด้วยหญ้า ดินเปล่ามีแนวโน้มที่จะพังทลายและไม่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชที่ดีที่สุด การคลุมด้วยหญ้าจะช่วยรักษาความชื้นและให้สารอาหารแก่ดิน

ในเมื่อหยุดให้ปล่อยสู่บรรยากาศไม่ได้ เราก็ต้องชะลอ

การสลายเศษซากพืชในดินเป็นกระบวนการที่ดีและเป็นไปตามธรรมชาติที่ปล่อยสารอาหารสำหรับใช้โดยสิ่งมีชีวิตและพืชอื่นๆ แต่สามารถจัดการได้ในลักษณะที่ทำให้ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาช้าลง ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมานั้นสัมพันธ์กับปริมาณออกซิเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัสในดินของคุณ เมื่อคุณไถพรวนดินเพื่อควบคุมวัชพืช คุณยังใส่ออกซิเจนลงไปในดินอีกด้วย ลดหรือหยุดปริมาณการไถพรวนในสวนของคุณ การไถพรวนสามารถช่วยควบคุมวัชพืช แต่ก็สามารถเร่งการสลายตัวของอินทรียวัตถุและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก นอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตในดินมักจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้นเมื่อมีการใส่ปุ๋ยมากเกินไปในดิน ดังนั้นอย่าลืมทดสอบดูว่าดินของคุณต้องการสารอาหารมากกว่าที่ใช้จริงหรือไม่ก่อนที่จะใส่ปุ๋ย คุณจะประหยัดเงินและช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมโดยการเพิ่มปุ๋ยให้มากที่สุดเท่าที่สวนของคุณต้องการ

อีกวิธีหนึ่งในการจัดการสวนผัก คือ การคลุมด้วยหญ้าเพื่อควบคุมวัชพืชและอนุรักษ์ความชื้น คลุมด้วยหญ้าช่วยลดการสัมผัสระหว่างสารอินทรีย์กับดินเพื่อให้สิ่งมีชีวิตใช้เวลาในการย่อยสลายนานขึ้น วัสดุคลุมด้วยหญ้าจะสลายตัวและสารอาหารจะถูกปล่อยลงสู่ดิน แต่จะเกิดขึ้นช้ากว่าในช่วงฤดู ซึ่งจะทำให้อินทรียวัตถุในดินเพิ่มขึ้นจริง หากคลุมด้วยหญ้าทุกปี ดินจะได้รับการอนุรักษ์และจัดหาสารอาหาร และในระยะยาวจะเก็บคาร์บอนไว้ในสวนผักหรือแปลงดอกไม้ แหล่งที่มาของวัสดุคลุมด้วยหญ้าอาจเป็นหญ้า ใบไม้ ขยะในสวนหมักหรือฟาง นอกจากนี้ ใบไม้ที่ร่วงหล่นในบ้านของคุณยังเป็นวัสดุคลุมดินที่ยอดเยี่ยมอีกด้วยโดยผ่านขั้นตอนการย่อยสลายดังนี้

  • สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น ไส้เดือน หนอนด้วง กิ้งกือ ไร ทาก และหอยทาก ที่อาศัยอยู่ในดินจะฉีกซากพืชให้เล็กลงเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวที่แบคทีเรียในดินและเชื้อราสามารถย่อยได้ การคลุมหญ้าด้วยเครื่องตัดหญ้าจะช่วยให้กระบวนการนี้เร็วขึ้น แต่ในพื้นที่ธรรมชาติอย่างป่าไม้ ธรรมชาติก็ทำหน้าที่ทั้งหมด!
  • ต่อไปคือสิ่งที่คุณอาจเรียกว่า “เห็ดและรา” นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่าฟังไจ (fungi) เชื้อราสามารถ “ส่ง” เส้นใยที่เรียกว่า hyphae ซึ่งทำงานเหมือนกับรากพืช เส้นใยเหล่านี้จะปลดปล่อยกรดและเอ็นไซม์ (น้ำย่อย) ที่จำเป็นในการสลายวัสดุจากพืชที่ตายแล้ว ทำให้ได้ธาตุอาหารแก่พืชไว้เพื่อให้เจริญเติบโตได้ คุณอาจเคยเห็น “ราขาว” นี้ใต้ใบไม้และอาจคิดว่าไม่ดี แต่มันค่อนข้างทำงานหนักและเพิ่มความสมบูรณ์ให้กับดินของคุณ
  • ในขณะที่เศษขยะถูกใช้โดยใยอาหารของผู้ย่อยสลาย น้ำและสารอาหารอนินทรีย์ (เช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) จะถูกปล่อยลงสู่ดิน ซึ่งพืชสามารถนำพวกมันขึ้นมาใหม่ได้อีกครั้งเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตใหม่

ฟังดูแล้วเหมือนว่า ท่านจะไม่ส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงในการแสวงหาการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ แต่ขั้นตอนเล็กๆ ที่กระตุ้นให้พืชเติบโตและค่อยๆ เติมเศษพืชกลับคืนสู่ดิน จะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นคาร์บอนในรูปแบบที่เสถียรกว่า มีหลายสิ่งที่คุณทำได้เพื่อสร้างความแตกต่าง!

References

You may also like