في قلب غابات الأمازون الكثيفة، قبل آلاف السنين، نجح السكان الأصليون في تحويل التربة الفقيرة إلى أرض خصبة تعرف بـ”التربة السوداء الهندية”، وذلك بواسطة ابتكارات بسيطة، استلهمها حديثا فريق علمي بالمملكة العربية السعودية، ونجح في التوصل للمعزز الحيوي “كاربوسويال”، الذي يعد بتحويل حلم “الصحراءالخضراء” إلى واقع.
والتربة السوداء الهندية، التي تعرف أيضا بـ”تيرا بريتا”، تعد من أعظم الأمثلة على تدخل الإنسان في البيئة الطبيعية بشكل إيجابي ومستدام، ووفق دراسة نشرتها دورية “أدفانسيد إن أغرونومي”، يعتقد أن السكان الأصليين في غابات الأمازون بأميركا الجنوبية قاموا بإنشائها عن طريق إضافة الفحم النباتي ورماد النباتات وبقايا الطعام والعظام والمخلفات العضوية الأخرى إلى التربة الرملية الفقيرة في المنطقة، بهدف تحسينها بشكل مقصود لجعلها أكثر إنتاجية ودعما للمجتمعات الزراعية المستقرة في منطقة الأمازون.
واستلهمت السعودية هذا الإرث القديم من خلال تعاون علمي بين البروفيسور هيمانشو ميشرا، أستاذ الهندسة البيئية في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، والمهندس الكيميائي البرازيلي أداير غالو، وكان هذا التعاون نتيجة سنوات من البحث والتجريب، تطورت خلالها الفكرة تدريجيا من مجرد مشروع أكاديمي إلى شركة “تيراكسي” الناشئة التي تقدم حلولا مستدامة لتحسين التربة القاحلة.
من أميركا إلى السعودية
ويحكي تقرير نشره موقع “وكالة الأنباء العربية البرازيلية” تطورات تلك الفكرة، التي كانت بدايتها في 2014، عندما كان غالو طالبا في برنامج “العلوم بلا حدود” البرازيلي، حيث التقى خلال فترة تدريبه في كاليفورنيا بأميركا بالبروفيسور ميشرا، لتنشأ بينهما خلال هذه الفترة، علاقة أكاديمية قائمة على الاهتمام المشترك بالمشاكل البيئية، خصوصا التربة والمياه.
وانتقل غالو في 2016 من البرازيل للعمل في (كاوست) بالمملكة العربية السعودية بناء على دعوة من ميشرا، وخلال دراساته العليا في الماجستير والدكتوراه، بدأ غالو في العمل مع ميشرا على مشروعات تتعلق بالمواد البيئية المستدامة، مثل معالجة التربة وتحسين قدرتها على مقاومة الظروف القاسية.
بدأ التعاون بينهما بتطوير “الرمل الشمعي”، وهو منتج يهدف إلى معالجة مشكلة فقدان المياه في التربة الصحراوية.
واستخدم الفريق مواد محلية مثل الرمال وشمع البارافين المنقى لإنتاج مادة قادرة على الاحتفاظ بالرطوبة ومنع التبخر، وواجه الفريق تحديات كبيرة، مثل فشل التجارب الأولى بسبب استخدام المياه المالحة، لكنهم تمكنوا لاحقا من تحسين المنتج وجعله فعالا.
وأثناء العمل على “الرمل الشمعي”، اكتشف الفريق البحثي أن التربة الصحراوية في السعودية ليست فقط فقيرة بالمياه، بل تعاني نقصا كبيرا في العناصر الغذائية الأساسية، مما يجعل الزراعة غير ممكنة، وهذا الاكتشاف دفعهم للبحث عن حلول مبتكرة لتعزيز خصوبة التربة الصحراوية.
فكر غالو حينها في استلهام فكرة “التربة السوداء الهندية” التي أنشأها السكان الأصليون للأمازون منذ آلاف السنين، حيث اكتشفت في هذه التربة عناصر عضوية ومعادن غنية تمثل مزيجا بين المخلفات النباتية والحيوانية.
وعبر الأبحاث التي أجراها غالو في البرازيل، تمكن من استيعاب الخصائص الكيميائية والبيولوجية لهذه التربة الفريدة، ليقوم بمساعدة ميشرا بتكييفها بما يناسب التربة القلوية الرملية الموجودة في المملكة العربية السعودية.
واستخدم الفريق المخلفات العضوية المحلية، مثل روث الدواجن وبقايا الطعام، كمكونات أساسية لإنتاج المعزز الحيوي الجديد ” كاربوسويال”، الذي أدى استخدامه إلى إخصاب التربة الرملية القاحلة وجعلها صالحة للزراعة.
وخلال مراحل دراسة الدكتوراه لغالو عام 2021، بدأ الثنائي في رؤية الإمكانيات التجارية لمنتج “كاربوسويال”، وخصوصا توافقها مع رؤية السعودية 2030 لتحقيق الاستدامة، وأطلق الثنائي في 2022 شركتهما الناشئة “تيراكسي”، بدعم من “كاوست”، حيث توسعت الشركة بشكل سريع وزادت إنتاجية “كاربوسويال” بمقدار 20 ضعفا لتلبية الطلب المتزايد.
كيف تم تصنيع التربة الكربونية؟
ووفق موقع “كاوست”، فقد تم إنتاج المعزز الحيوي “كاربوسويال”، من خلال عملية مبتكرة تعتمد على تحويل المخلفات العضوية إلى منتج غني بالعناصر الغذائية، وذلك باستخدام تقنية التحلل الحراري التي تمنع الاحتراق الكامل وتحافظ على العناصر المفيدة في المادة العضوية.
وبدأت عملية الإنتاج باختيار المواد الخام، حيث تم اختيارها بعناية لتكون طبيعية وقابلة للتجديد، وتشمل روث الدواجن، كمصدر غني بالنيتروجين، وأحد أكثر المخلفات العضوية وفرة، حيث إن تربية الدواجن تعد صناعة كبيرة في السعودية، ينتج عنها أكثر من 400 كيلو طن من الروث يتم التخلص منها في مكبات النفايات.
وبالإضافة لروث الدواجن، توجد مخلفات المحاصيل الزراعية، مثل القش وبقايا النباتات، وفضلات الطعام، مثل قشور الفواكه والخضروات، والحمأة الناتجة عن معالجة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على معادن وعناصر مغذية.
وتجمع هذه المواد وتعالج مبدئيا لإزالة الشوائب وتحسين تجانسها، وتشمل هذه الخطوة تجفيف المواد وتقطيعها لتسهيل المعالجة الحرارية، التي يتم خلالها تسخين المواد العضوية في بيئة مغلقة خالية من الأكسجين، مما يمنع الاحتراق الكامل، ويتم التحكم في درجة الحرارة بعناية (عادة بين 400 و700 درجة مئوية)، مما يؤدي إلى تفكك المواد العضوية إلى مكوناتها الأساسية.
وينتج عن هذه العملية الأخيرة مادة غنية بالكربون تعرف بـ”الفحم الحيوي”، وهي المكون الأساسي لمنتج “كاربوسويال”، ويتم تدعيم هذه المادة بإضافة عناصر غذائية إضافية مستخلصة من المخلفات العضوية، مثل الفوسفوروالبوتاسيوم، وتضاف مركبات عضوية تساعد على تحسين قدرة التربة على الاحتفاظ بالماء والعناصر الغذائية.
وأظهرت التجارب الميدانية التي أجراها الفريق البحثي مع شركاء صناعيين مثل أرامكو للطاقة الخضراء وقطاع حماية الطبيعة في نيوم، نجاحها في زراعة أكثر من 60 ألف نبته محلية.
كما قامت الشركة بتنفيذ مشروع بحثي على مساحة 1.3 هكتار لزراعة الأشجار المحلية في منتزه وادي قديد الوطني، وكان هذا المشروع ثمرة تعاون بين كاوست والمركز الوطني لتنمية الغطاء النباتي ومكافحة التصحر.
سر نجاح “كاربوسويال”
ووفقا لغالو، فإن سر نجاح “كاربوسويال” يكمن في أنه أكثر استقرارا في التربة، حيث يبقى لفترة طويلة ويرتبط بالمغذيات، مما يتيح توفير فوائد مستدامة، وهذا لا يتوفر في معززات أخرى للتربة مثل الطحالب أو السماد العضوي، التي تتحلل خلال سنة واحدة، وتطلق الكربون إلى الغلاف الجوي، كما أن ارتفاع درجة حرارة المنطقة يسرع من عملية التحلل.
ويضيف أن “كاربوسويال”، يساعد أيضا على زيادة احتفاظ التربة الرملية بالمياه بنسبة 11% واحتباس العناصر الغذائية بنسبة 53%، ويظل 73% من المنتج فعالا بعد مرور 100 عام، مما يبرز فوائده على الأمد الطويل.
وإضافة لهذه الفوائد الزراعية المبشرة، يلتقط مجدي علام، الأمين العام لاتحاد خبراء البيئة العرب ومستشار مرفق البيئة العالمي مجموعة من المزايا البيئية، في تصريحات للجزيرة نت.
ويقول علام إن “هذا المنتج يقلل من الحاجة إلى الأسمدة التقليدية، كما يسهم في استدامة البيئة وتقليل النفايات العضوية من خلال تحويل المخلفات إلى منتج ذي قيمة، ويتم إنتاجه عن طريق عملية (التحلل الحراري)، التي تستخدم عمليات مبتكرة تضمن تقليل انبعاثات الكربون أثناء الإنتاج، مما يجعل العملية بأكملها صديقة للبيئة وتتماشى مع أهداف الاستدامة العالمية، وأخيرا، فإن هذا المنتج يحافظ على خصوبة التربة لسنوات طويلة، وهو ما يقلل من استخدام الأسمدة التقليدية على الأمد الطويل”.