زراعة الحشائش المعمرة الجذرية على الأراضي الملوثة: استراتيجية للجمع بين إدارة النباتات وإنتاج الكتلة الحيوية المستدامة؟

للتحقيق في هذه الاستراتيجية، تم تنفيذ 15 تجربة على نطاق الحقل في خمسة بلدان. وقد قيمت هذه التجارب أداء أصناف Phalaris وMiscanthus و2 x Saccharum و2 x Pennisetum لإنتاج المحاصيل الطاقية المشترك، وإزالة التلوث أو إدارة الأراضي الملوثة في البرازيل وأوروبا. يعتبر حشيش القصب (Phalaris arundinacea) نوعًا معمرًا أصليًا مناسبًا للأراضي غير الزراعية أو الهامشية والمناطق المناخية مثل اسكتلندا (حيث لا يمكن زراعة Miscanthus x giganteous بشكل فعال). تعتبر تجارب إزالة التلوث لدينا باستخدام Phalaris في إيطاليا وأوكرانيا هي الأولى التي نعلم بها. نظرًا لتنوع الأراضي الهامشية غير الزراعية، يجب أن يجمع اختيار الأنواع بين إنتاج كتلة حيوية كبيرة على الأراضي الهامشية مع مستويات مقبولة من تلوث الكتلة الحيوية للاستخدام أو تحويل الطاقة المستقبلي. بينما قد تحقق النباتات المتخصصة القابلة لجمع الملوثات نسبًا أعلى من الملوثات وتظهر عوامل تركيز وانتقال أكبر، فإن إنتاجيتها المنخفضة للكتلة الحيوية يعني أن كل من الكتلة الحيوية، وعائد الطاقة والكتلة الإجمالية للملوثات المزالة لكل وحدة مساحة ستكون صغيرة نسبيًا. في المقابل، فإن الأنواع الرئيسية للمحاصيل الطاقية ذات العائد العالي، وخصائص امتصاص الملوثات المنخفضة، كالتي تتمتع بها الأنواع التقليدية من المحاصيل الطاقية، ستؤدي إلى إنتاج طاقة أكبر، وتحقيق الجدوى الاقتصادية، وزيادة إمكانية استخدام الكتلة الحيوية. في المملكة المتحدة، استغل مشروع CERESiS تجارب الحقل طويلة الأجل التي تم إنشاؤها في الأصل خلال مشروع BioReGen (الكتلة الحيوية، وإزالة التلوث، وإعادة التوليد: إعادة استخدام الأراضي الملوثة لمحاصيل الطاقة المتجددة) الممول في إطار برنامج حياة الاتحاد الأوروبي (LIFE05 ENV/UK/000128) في عام 2007. وقد سمحت هذه التجارب بالمقارنة المباشرة لمعدلات إزالة الملوثات الفعلية لثلاثة أنواع من المحاصيل: على الرغم من أن كتلة Miscanthus وSalix القصير الدوران تحتوي على تركيزات أعلى من بعض العناصر، إلا أن Phalaris تفوقت بشكل كبير من حيث الكتلة الحيوية وسهولة واقتصاد الإنتاج. بشكل مفاجئ، على الرغم من التركيزات المنخفضة من الملوثات في Phalaris، كانت زيادة إنتاجية الكتلة الحيوية كافية بحيث كانت الكتلة الإجمالية المزالة لا تزال أكبر من تلك التي لـ Miscanthus أو Salix. بالمثل، يظهر Pennisetum (أعشاب نابير وكابي) وعداً مماثلاً في البرازيل باعتباره الأكثر إنتاجية، مما أدى إلى أعلى كمية من الكروم المستخرج من التربة الملوثة بهذا العنصر. وهذا يشير إلى أن النباتات القابلة لاستبعاد الملوثات ذات الامتصاص المنخفض والتي يمكنها تحمل التربة الملوثة والنمو بشكل منتج قد لا تزال تمثل الخيار الأفضل والأكثر جدوى اقتصادياً لتنظيف المواقع الملوثة. في الوقت نفسه، يمكن أن توفر هذه الحلول المستندة إلى الطبيعة مجموعة متنوعة من الفوائد الاجتماعية والبيئية الأوسع، مثل ت greening الأراضي المهملة أو تحسين تخزين الكربون في التربة. ستقوم هذه الورقة بالتحقيق في هذه الاستراتيجية من خلال مقارنة إنتاج الكتلة الحيوية، وتلوث الكتلة الحيوية، وحساب كمية الملوثات المستخرجة لمجموعة واسعة من الملوثات العامة عبر جميع مواقع تجارب CERESiS. سيتم استخدام هذا لتقييم التنازلات المحتملة بين ملاءمة الكتلة الحيوية للاستخدام وإدارة الأراضي الملوثة. هذه الدراسة هي جزء من مشروع CERESiS (إزالة التلوث من الأراضي من خلال محاصيل الطاقة لتحسين التربة إلى الوقود الحيوي السائل) الذي تلقى تمويلاً من برنامج أفق 2020 للبحث والابتكار التابع للاتحاد الأوروبي بموجب اتفاقية المنحة رقم 101006717، www.ceresis.eu.