Biocharlà một chất liệu giàu carbon, nhẹ và có màu đen, trông giống than củi và được sử dụng trong đất để giúp cây trồng phát triển. Nó có tiềm năng làm giảm biến đổi khí hậu vì carbon trong biochar có thể ở lại trong đất trong một thời gian dài, thay vì được phát thải vào khí quyển dưới dạng CO.

Trên toàn cầu, biochar đã trở nên phổ biến nhờ tiềm năng giảm biến đổi khí hậu và cải thiện chất lượng đất. Một bài nghiên cứu tổng quan năm 2021 cho thấy biochar có thể lưu trữ carbon, giảm khí nhà kính, thúc đẩy sự phát triển của cây trồng, làm giảm ô nhiễm kim loại nặng và cải thiện việc sử dụng tài nguyên, làm cho nó trở nên quan trọng cho hành động khí hậu, an ninh lương thực và các thực hiện các hoạt động bền vững.

Tuy nhiên, tiềm năng của phế phẩm cây trồng để sử dụng trong biochar chưa được nghiên cứu đầy đủ, vì vậy một nhóm nghiên cứu đã tiến hành tạo ra một bản đồ có độ phân giải cao cho thấy dư lượng cây trồng và tiềm năng sử dụng ước tính của chúng trong than sinh học ở các nước trên thế giới. Bhutan đứng đầu danh sách.

Bằng cách chuyển đổi phế phẩm cây trồng thành biochar, Bhutan có thể giảm lượng phát thải của mình nhiều hơn nữa. Bhutan hiện được coi là đã đạt được mức cân bằng carbon, với lượng phát thải là 1,559 triệu tấn CO, chưa tính những thay đổi về sử dụng đất và lâm nghiệp. Hiến pháp của nước này yêu cầu 60% diện tích đất phải được bao phủ bởi rừng, điều này giúp Bhutan trở thành một "hồ chứa" carbon. Tuy nhiên, phát thải trong các ngành giao thông và công nghiệp đã tăng lên trong những năm gần đây, theo mô hình kinh tế IMPACT được tạo ra vào đầu những năm 1990 để giúp các nhà hoạch định chính sách giải quyết vấn đề đói nghèo và nghèo đói một cách bền vững.

Tuy nhiên, các chuyên gia địa phương cho biết biochar vẫn còn mới mẻ đối với hầu hết nông dân Bhutan, và hiện tại việc lấy được nguyên liệu thô cần thiết cho việc sản xuất biochar ở một số khu vực còn khó khăn.

Trong một cuộc phỏng vấn với báo Mongabay của Mỹ, ông Stephen Wood - một nhà khoa học cấp cao trong lĩnh vực nông nghiệp và thực phẩm tại The Nature Conservancy và đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết rằng nghiên cứu của nhóm tại Ấn Độ và Bhutan cho thấy việc sử dụng phế phẩm cây trồng làm lớp phủ và biochar cải thiện đáng kể chất lượng đất và năng suất cây trồng từ 36% -64%. Nghiên cứu này bao gồm hơn 1,400 nông dân địa phương tại Ấn Độ và hơn 100 tại Bhutan áp dụng các biện pháp này. Kết quả cũng cho thấy rằng việc chuyển đổi tất cả phế phẩm cây trồng toàn cầu thành biochar có thể lưu trữ lên đến 1 tỷ tấn carbon mỗi năm. Sau 100 năm, 3/4 lượng carbon này vẫn sẽ được lưu trữ, có thể bù vào khoảng 80% lượng phát thải khí nhà kính từ nông nghiệp.

Ông Wood nói: "Họ đưa ra các hướng dẫn về quản lý phế phẩm cây trồng thân thiện với môi trường để tăng năng suất nông nghiệp và chất lượng đất". Bhutan hiện đang áp dụng biochar từ vỏ trấu và biochar từ mảnh gỗ ở quy mô nhỏ, biochar được xem là một loại phân bón và chất trung hoà đất có nguồn gốc từ thực vật hoặc động vật được đề cập trong tiêu chuẩn của chính phủ về các sản phẩm hữu cơ. Biochar được sản xuất từ vỏ trấu trong một lò nung cải tiến được sử dụng làm thành phần hỗn hợp bầu đất, cải tạo đất, nền thuỷ canh và lớp phủ ở các quận trung tâm phía tây của Bhutan. Các Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp (ARDC) của nước này sử dụng công nghệ này cho các nhà vườn và nghiên cứu.

Cây giống dưa hấu được trồng bằng than sinh học từ vỏ trấu. Hình ảnh do Sáng kiến ​​Than sinh học Bhutan cung cấp.

Ông Wood lưu ý rằng cây giống tại các nhà vườn sử dụng biochar tương đối khỏe mạnh hơn. Nông dân cũng báo cáo tỷ lệ mắc bệnh truyền qua đất giảm và năng suất tăng ở các loại cây trồng như ớt, cây thuộc họ cải bắp và ngô ở hai quận phía tây Bhutan.

Giám sát viên nông nghiệp cấp cao của Bộ Nông nghiệp và Chăn nuôi Yeshey Zangpo cho biết không phải tất cả các phế phẩm cây trồng đều có thể được sử dụng làm biochar. Nhưng trong nước có lượng vỏ trấu lớn nên sẽ tiết kiệm chi phí và không biến thành tro dưới nhiệt do hàm lượng silic. Tro là phần còn lại sau khi đốt cháy sinh khối ngoài không khí, nó chứa các khoáng chất như kali không tốt cho sự phát triển của cây trồng. Mặc khác, biochar là một chất giống như than củi được tạo ra bằng cách đốt cháy sinh khối mà không cần oxy. Quá trình này cũng tạo ra dầu sinh học và khí tổng hợp, có thể được sử dụng để tạo ra nhiệt hoặc điện. Biochar còn lại có thể được thêm vào đất để cải thiện chất lượng đất bằng cách lưu trữ carbon, giữ nước và chất dinh dưỡng và thậm chí giúp kiểm soát các sinh vật có hại trong đất. Nhiều nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang nghiên cứu lợi ích và hạn chế của việc sử dụng biochar. Một khi được sản xuất, biochar có thể được rải trên mặt đất, chôn hoặc trộn với phân trộn hoặc hạt giống.

Ông Yeshey giải thích rằng biochar từ vỏ trấu là một cải tiến cải tạo đất, giúp phân lập carbon bằng cách chuyển hàm lượng carbon trong nguyên liệu thô (vỏ trấu) và thức ăn chăn nuôi (rơm rạ) thành than, giúp giữ nước và chất dinh dưỡng trong đất.

Mặc dù Bhutan có lượng carbon âm, nhưng việc duy trì lượng carbon trong đất sẽ tăng cường lượng carbon dự trữ bằng cách ngăn chặn nó phát thải, góp phần vào trữ lượng carbon toàn cầu.

Giảm thiểu biến đổi khí hậu thông qua biochar có thể sẽ được ưu tiên trong tương lai, vì nó được coi là công nghệ "nông nghiệp thông minh với khí hậu".

Một nghiên cứu của nhà nghiên cứu nông nghiệp Birkha Bahdur Tamang tại ARDC, được công bố trong Tạp chí Nông nghiệp Bhutan, đã nghiên cứu biochar từ gỗ làm môi trường trồng cây giống kiwi ở Bhutan. Kết quả cho thấy cây giống kiwi có phản ứng tăng trưởng tích cực đáng kể đối với môi trường biochar được điều chỉnh, với kết quả tốt nhất khi sử dụng hỗn hợp 25% biochar và 75% phân trộn.

Tương tự, một nghiên cứu được xuất bản trong Tạp chí Kinh tế & Xã hội mở rộng nông nghiệp châu Á đã điều tra tác động của biochar đối với các tính chất của đất và sự phát triển và năng suất của ớt tại Samtenling, vùng khí hậu nhiệt đới ẩm ướt của Bhutan. Nó cho thấy biochar cải thiện đáng kể năng suất ớt, trọng lượng và số lượng quả mỗi cây, với kết quả tốt nhất ở mức 3,2 tấn mỗi acre. Lượng biochar cao hơn sẽ làm giảm năng suất, cho thấy hiệu quả của nó vẫn có giới hạn.