طور علماء من جامعة ياروسلاف الحكيم الحكومية في نوفغورود (NovSU) جهازا جديدا يتيح إدخال عوادم الجرارات الزراعية إلى التربة مباشرة أثناء العمل في الحقول، في خطوة تهدف إلى الاستفادة من الانبعاثات وتحويلها إلى مورد مفيد للزراعة .
تحويل الانبعاثات إلى سماد مجاني
تطوير تقنية زراعية جديدة في روسيا ( مصدر الصورة: Freepik )
وبحسب الباحثين، تعتمد التقنية الجديدة على استخدام الغازات الناتجة عن عوادم الجرارات لتحفيز نشاط الكائنات الحية الدقيقة المفيدة في التربة، بما في ذلك البكتيريا المثبتة للنيتروجين. ويساعد ذلك على تحسين إنبات المحاصيل، وزيادة الإنتاجية الزراعية، وتعزيز نمو الجذور، إضافة إلى رفع قدرة النباتات على تحمل فترات الجفاف.
كما أشار الفريق البحثي إلى أن هذه العملية تساعد النباتات على امتصاص العناصر الغذائية الأساسية مثل الكالسيوم والفوسفور بشكل أسرع، وتوفر حماية إضافية ضد بعض الآفات الزراعية، فضلاً عن الحد من الأضرار الناتجة عن ملوحة التربة.
استجابة لتحديات التغير المناخي
أكد الباحثون أن التغير المناخي يؤثر بشكل متزايد على مختلف القطاعات الاقتصادية، بما في ذلك الزراعة، التي تُعد أحد مصادر انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري.
وفي هذا السياق، برز مفهوم "الزراعة الكربونية"، وهو نهج يهدف إلى احتجاز الكربون داخل التربة أو الغابات أو المنتجات الخشبية بدلاً من إطلاقه إلى الغلاف الجوي. وانطلاقًا من هذا التوجه، سعى الباحثون الروس إلى استغلال عوادم الجرارات الزراعية كوسيلة لدعم خصوبة التربة وتقليل الأثر البيئي للقطاع الزراعي.
آلية عمل الجهاز
صمم المهندسون نظاما ملحقا بالجرار الزراعي يعمل على توزيع الغازات أثناء تنفيذ العمليات الزراعية المختلفة في الحقل.
وأوضح ماكسيم إيميليانوف، أحد المشاركين في المشروع وطالب بمعهد الكيمياء والتكنولوجيا في جامعة نوفغورود، أن النظام يتكون من توربين يقوم بسحب عوادم المحرك وخلطها بالهواء الجوي، ما يؤدي إلى خفض درجة حرارتها من نحو 250 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية تقريبا.
وبعد ذلك، تُنقل الغازات عبر شبكة من الأنابيب إلى التربة مباشرة أو إلى آلة البذر، حيث تُحقن في الأرض بالتزامن مع زراعة البذور أو أثناء خلط الأسمدة أو تنفيذ عمليات تجهيز التربة.
مكونات النظام
يتضمن الجهاز عدة مكونات رئيسية، من بينها:
محول يُثبت أمام أنبوب العادم.
خرطوم معدني ينقل الغازات إلى التوربين.
خراطيم فرعية توزع الغازات إلى معدات المعالجة الزراعية.
أنابيب فولاذية نهائية تُثبت خلف وحدات الزراعة في آلات البذر أو زراعة البطاطس.
مخاطر وتحديات محتملة
رغم الفوائد المحتملة للتقنية، حذر الباحثون من وجود عدد من المخاطر التي يجب أخذها في الاعتبار قبل اعتماد النظام على نطاق واسع.
وأشاروا إلى أن ضبط المعدات بشكل غير صحيح قد يؤدي إلى أضرار بالتربة، إذ يمكن للغازات التي تتجاوز حرارتها 80 درجة مئوية أن تتسبب في احتراق التربة أو زيادة عمليات الأكسدة الضارة.
كما أوضحوا أن تحديد الكميات المناسبة من الغازات التي يجب ضخها في التربة يتطلب تجارب واختبارات ميدانية، نظرا لتأثر النتائج بعوامل متعددة تشمل نوع التربة، وطراز الجرار المستخدم، ونوع الوقود، إضافة إلى ظروف التشغيل المختلفة، ما يعني أن النتائج قد تختلف من حالة إلى أخرى.