Eco-friendly Agriculture :

बायोचार म्हणजे काय?

कोणतेही बायोमास (जैव वस्तुमान ) ऑक्सिजन विरहित वातावरणामध्ये ३५० ते ६०० अंश सेल्सिअस तापमानात गरम केल्यास तो ना जळता (पायरॉलिसिस) त्यातून वायू व तेलकट पदार्थ वेगळे होतात. फक्त काळा कोळशासारखा भरपूर कर्बयुक्त पदार्थ मागे राहतो, त्याला ‘बायोचार’ असे म्हणतात. हा बायोचार मूळ बायोमास वजनाच्या सुमारे ५० टक्के इतका असतो. तो योग्य प्रकारे जमिनीत मिसळल्यास जमिनीची सुपीकता वाढते. जमीन भुसभुशीत राहून त्यात हवा खेळण्याचे प्रमाण वाढते. जमिनीची पाणी धरून ठेवण्याची व झाडांना अन्नद्रव्ये उपलब्ध करून देण्याची शक्ती वाढते. यामुळे अशा जमिनीत पिकाचे उत्पादन व दर्जा वाढतो.

निसर्गामध्ये होणाऱ्या कार्बन स्थिरीकरणामध्ये (carbon sequestration) वनस्पती किंवा प्राण्यांच्या शरीरात साठलेला ते जमिनीत गाडले गेल्यामुळे स्थिर होत असतो. कोणतेही जैववस्तूमान जमिनीत गाडले गेल्यानंतर तेथील सूक्ष्म जीव त्याचे विघटन करतात. त्यातून तयार होणारे सेंद्रिय पदार्थ व कर्ब जमिनीला मिळतात. मात्र बरेचसे कर्ब यावेळी वातावरणामध्ये कार्बन डायऑक्ससाइड व तत्सम हरतिगृह वायूच्या (GHG) माध्यमातून परत हवेत निघून जाते. बायोचार बनताना वातावरणात हरितगृह वायू जात नाहीत.

बायोचारमध्ये जास्त प्रमाणात कार्बन राहते. गांडूळ खतामध्ये १२ ते १५ टक्के कार्बन असते, तर बायोचारमध्ये ३० ते ६० टक्क्यांपेक्षा जास्त असू शकते. म्हणूनच बायोचार जमिनीमध्ये वापरल्यास जास्त प्रमाणात कार्बन उपलब्ध होऊ शकतो. त्यामुळे जमिनीचा पोत सुधारून उपयुक्त सूक्ष्मजीवांची संख्या वाढते. मात्र सूक्ष्मजीव बायोचारला फारसा धक्का लावत नसल्याने त्यातील कर्ब जास्त काळ मातीत राहते. बायोचार वापरलेल्या जमिनीतून हरितगृह वायूही जास्त बनत नाहीत.

म्हणूनच एकदा जमिनीत बायोचार वापरल्यानंतर पुढील किमान ३ ते ४ वर्षे त्याचे चांगले परिणाम दिसतात. त्यामुळे बायोचार दर वर्षी वापरण्याची जरूर नाही. ही झाली बायोचारची जमेची बाजू. पण सेंद्रिय कर्ब वाढीचा केवळ हा एक उपाय आहे आणि तो अन्य सेंद्रिय कर्ब वाढीच्या उपायांसोबत वापरायचा आहे, हे लक्षात ठेवावे. त्याचा अर्थ शेतकऱ्यांना सेंद्रिय कर्बवाढीसाठी शेणखत व अन्य उपाय अवलंबण्याची गरज नाही असे समजू नये.

बागेमध्ये बायोचार का बनवायचा?

द्राक्ष बागेमध्ये खरड छाटणीच्या वेळी जवळ जवळ वर्षभर वाढलेल्या काड्या संपूर्णपणे काढल्या जातात. या छाटणीद्वारे अंदाजे ४ टनापेक्षा जास्त कठीण लाकूडयुक्त (लिग्नींनयुक्त) बायोमास वेलीपासून दूर होते. हे कुजण्यास कठीण बायोमासपासून आपल्याला बागेतच अंदाजे २ टन बायोचार बनवता येईल.

अनेक शेतकरी जुन्या बागा काढून नव्या करतात. अशा १० वर्षांपेक्षा जास्त जुन्या द्राक्ष बाग काढली असल्यास शेतकऱ्याकडे वेलीची खोडे व अन्य लाकडी बायोमास ६ टनांपेक्षा जास्त असेल. त्यांना त्यापासून ३ टन बायोचार बनवता येईल. नवीन लागवडीआधी मातीमध्ये हा बायोचार योग्य प्रकारे मिसळल्यास नव्या बागेची वाढ जोमदार होईल, यात शंका नाही.

अलीकडे छाटणीमध्ये मिळालेल्या काड्या यंत्राद्वारे बारीक तुकडे करून बोदावर कुजण्यासाठी टाकले जातात. ही पद्धत चांगली आहेच. पण कठीण लाकूडयुक्त बायोमास कुजण्यास अधिक वेळ लागतो. त्याच प्रमाणे बायोचार आपल्याला ३ ते ४ वर्षांतून एकदा वापरायचा आहे. त्यामुळे तीन किंवा चार वर्षातून एकदा बायोचार बनविण्याचे थोडे कष्ट नक्कीच घेता येतील. बायोचार विकत घेऊनही वापरण्याचा काही शेतकऱ्यांचा विचार असल्यास त्याच्या खर्चाचा विचार करावा लागेल.

खर्चाच्या दृष्टीने अधिक खर्चिक आणि त्यामुळे ते शाश्वत ठरणार नाही, असे वाटते. त्यापेक्षा आपल्या बागेतील उपलब्ध होणारे सेंद्रिय घटक पुन्हा बागेस परत करणे अधिक फायदेशीर राहील असे वाटते. आपल्याच द्राक्ष बागेतून मिळालेले बायमास असल्यास त्यापासून बायोचार नक्कीच बनवता येईल.

बायोचारचे स्टॅंडर्ड ग्रेड

आंतरराष्ट्रीय बायोचार पुढाकार या संस्थेने बायोचार दर्जा सांगणाऱ्या काही चाचण्या दिलेल्या आहेत. त्यातील सर्वांत महत्त्वाची चाचणी आहे, ती सेंद्रिय कार्बनची. त्यावरून बायोचारचे पुढील प्रमाणे वर्ग पडतात.

वर्ग १ : सेंद्रिय कार्बन ६० टक्क्यांपेक्षा जास्त.

वर्ग २ : सेंद्रिय कार्बन ३० पेक्षा अधिक, ६० टक्क्यांपेक्षा कमी.

वर्ग ३ : सेंद्रिय कार्बन १० पेक्षा अधिक, ३० टक्क्यांपेक्षा कमी.

कुठल्याही बायोचारचा H : C (सेंद्रिय ) हे गुणोत्तर ०.७ पेक्षा जास्त नसावे. बायोचार वापरण्याआधी काही गोष्टी माहीत असल्यास चांगले. उदा. एकूण नायट्रोजन, एकूण ASH, सामू (पीएच), विद्युत वाहकता (EC) इ.

बायोचारचा बागेत वापर करताना...

बायोचार वापरण्या आधी त्याचा दर्जा समजणे अतिआवश्यक आहे. बायोचार कमीत कमी वर्ग २ चे (म्हणजे सेंद्रिय कार्बन ३० टक्क्यांपेक्षा जास्त) असावे. सर्वसाधारणपणे बायोचारचा सामू अल्कधर्मी आणि ८ ते ९ च्या जवळपास असतो. आपल्या विभागातील द्राक्षबागेखालील जमिनीसुद्धा अशाच जास्त सामूच्या आहेत. म्हणूनच बायोचार चांगल्या कुजलेल्या कंपोस्ट किंवा शेणखताबरोबर मिसळून दिल्यास सोयीचे होईल.

त्यासाठी दोन भाग कंपोस्टचे व एक भाग बायोचार (२:१) या प्रमाणात मिसळून काही दिवस मुरवल्यानंतर जमिनीत द्यावे. यामुळे त्याचा सामू कमी होईल. कंपोस्टमधील उपयुक्त सूक्ष्म जिवाणू, ह्युमस व तत्सम सेंद्रीय पदार्थ यामुळे वनस्पतींच्या पांढऱ्या मुळांची, झाडाची वाढ वेगाने होईल. अशी तत्काळ प्रतिक्रिया केवळ बायोचार वापरल्याने दिसणे अपेक्षित नाही. म्हणूनच बायोचार कंपोस्ट किंवा सूक्ष्म जिवाणूंचे समुदाय मिश्रण (कॉन्सॉरशिया) किंवा अन्नद्रव्याच्या (न्यट्रिएंट) मिश्रणासोबत मातीमध्ये मिसळण्याची प्रथा प्रचलित होत आहे.

यासाठी मार्गदर्शन म्हणून बायोचार सॉइल कंडिशनर म्हणून वापरणार असल्यास त्यात मिश्रणामध्ये कमीत कमी ३० टक्के बायोचार असावा. त्याचप्रमाणे मिक्स बायो फर्टिलायझर बरोबर असेल तर त्यामध्ये बायोचार ४० टक्क्यांपर्यंत असावा. बायोचार जनावरांच्या खाद्यामध्ये सुद्धा दिला जातो. त्याचे प्रमाण १ टक्क्यापर्यंत चालू शकते.

उत्तम परिणामांची अपेक्षा

ॲमेझॉनच्या TERRA PRETA मुळे बायोचारचा वापर प्रचलित झाला. भारतातील विशेषतः द्राक्ष बागेतील प्रयोगांचे परिणाम आज तरी उपलब्ध नाहीत. मात्र जगाच्या पाठीवर जिथे जिथे वाइनच्या द्राक्षावर प्रयोग झाले आहेत, त्यांनी खते व पाण्याची बचतीसोबतच उत्पादनात वाढ मिळाल्याचे निष्कर्ष नोंदवलेले दिसतात. तिथे सर्वसाधारणपणे हेक्टरी ५ ते १० टन प्रमाण वापरले आहे. आपल्याकडे बऱ्याच जमिनीमध्ये सेंद्रिय कार्बन ०.२ ते ०.३ टक्क्याइतका कमी आहे. अशा बागांमध्ये प्रति वेल २ ते ५ किलो बायोचार कंपोस्ट किंवा शेणखताबरोबर वापरल्यास चांगले परिणाम मिळण्याची अपेक्षा आहे.

(टीप ः या लेखात दिलेली बायोचार निर्मिती व वापरासंदर्भातील माहिती ही अन्य सेंद्रिय खतांच्या वापराला पर्याय म्हणून नाही, तर त्यांच्यासोबत बायोचार वापराच्या दृष्टीने दिलेली आहे.)

बायोचार कसा बनवायचा?

तमिळनाडू राज्यातील रामनाथपूर जिल्ह्यामध्ये साध्या पद्धतीने बायोचार बनवला जातो. त्यात लाकडी बायोमास एका छोट्या ढिगामध्ये रचला जातो. त्या ढिगावर चिखलाचा थर लावून बायोमास हवाबंद केला जातो. बायोमासला एका बाजूने आग लावून ढीग पुन्हा सील केला जातो. आतील बायोमास १४ ते १५ दिवस धुमसत राहतो व नंतर थंड होतो. थंड झाल्यानंतर बायोचार बाहेर काढता येतो. ही बागेमध्ये करण्याजोगी अत्यंत सोपी पद्धत आहे. फक्त या पद्धतीत तापमान नियंत्रित करता येत नाही. बायोचारचा दर्जा निश्चित मिळत नाही.

भारतीय कृषी संशोधन संस्थेच्या भोपाळ येथील केंद्रीय कृषी अभियांत्रिकी संस्थेने तापमान नियंत्रित करून बायोचार निर्मितीचे तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. त्यामुळे बायोचार चांगल्या दर्जाचा बनतो. फक्त हे यंत्र विजेवर चालणारे असल्याने विजेचा खर्च काही प्रमाणात वाढणार आहे. बायोचार निर्मितीसाठी करण्यासाठी ३५० ते ६५० अंश सेल्सिअस तापमान लागते. सर्वसाधारणपणे पायरॉलिसिस तुलनेने कमी तापमानात व हळू केल्यास चांगल्या दर्जाचा बायोचार बनतो. उत्तम दर्जाचा बायोचार हलका, अधिक सच्छिद्र असतो. त्याचे बारीक कण असल्यास जास्त पृष्ठफळ उपलब्ध होते. ते चांगले काम करू शकते.

ड्रम पद्धतीचे बायोचार बनविणाऱ्या यंत्रणा बाजारात कमी खर्चात उपलब्ध आहेत. या पद्धतीत लोखंडी ड्रमला खालून छोटी छिद्रे आणि वर बायोमास आत ठेवण्यासाठी मोठी जागा असते. त्या जागेत बायोमास ठेवल्यानंतर त्याचे तापमान वाढवण्यासाठी खालच्या बाजूने भट्टी (आग) लावली जाते. त्यासाठी काही प्रमाणात वाळलेले बायोमासच सुरुवातीला जाळले जाते. एकदा बायोमासचे योग्य तापमान मिळाल्यानंतर आतील ऑक्सिजन बंद करण्यासाठी ड्रम सर्व बाजूने बंद करतात. त्यानंतर तो आपोआप थंड होऊ देतात.

थंड झाल्यानंतर बायोचार काढला जातो. या यंत्राचा आणखी फायदा म्हणजे बायोमासमधून निघणारे पाणी, तेल व अस्थिर (व्होलाटाईल) पदार्थ पुनश्च थंड (कंडेन्स) करून त्यापासून बायोचार ऑइल आणि वूड व्हिनेगर ही दोन उपउत्पादनेही मिळतात. वूड व्हिनेगर किरकोळ बाजारात १६० ते २०० रुपये प्रति लिटर या दराने विकले जाते. या बायोचार निर्मिती यंत्रणा क्षमतेनुसार बाजारात कमी अधिक दरांना उपलब्ध आहेत. सामान्यतः १०० किलो बायोमास क्षमतेची ही यंत्रणा ४० हजार रुपयांना मिळते.

- डॉ. एस. डी. सावंत, ९३७१००८६४९ (लेखक राष्ट्रीय द्राक्ष संशोधन केंद्राचे माजी संचालक आहेत.)