ถ่านชีวภาพมีคุณสมบัติที่เหมาะกับปรับปรุงดินหลายอย่าง แต่ที่สำคัญที่สุดก็คือ รูพรุนที่ผิวถ่าน ซึ่งทำให้ถ่านชีวภาพสามารถเก็บกักน้ำและธาตุอาหาร รวมทั้งเป็นที่อยู่ของจุลินทรีย์ดินที่เป็นประโยชน์ โดยก่อนที่จะนำถ่านชีวภาพไปใช้ปรับปรุงดิน ควรเติม (ชาร์ทถ่าน) จุลินทรีย์และธาตุอาหารก่อน ที่จริงแล้ว ถ่านทุกชนิดมีรูพรุนมากกว่าวัสดุตั้งต้น ซึ่งขนาดและปริมาณของความพรุนในถ่านนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาเผาเป็นถ่านและกรรมวิธีการเผา
คุณสมบัติรองลงมาก็คือ ถ่านมีสภาพที่เป็นด่างเล็กน้อย จึงช่วยลดสภาพความเป็นกรดของดินลงได้บางส่วน นอกจากนี้ ถ่านชีวภาพมีธาตุไนโตรเจน (ที่เป็นประโยชน์กับพืช) รวมทั้งน่าจะมีค่าความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุบวก (ทำให้เก็บกักธาตุอาหารได้มาก)
โดยทั่วไป เราจะใช้ถ่านชีวภาพเฉพาะบริเวณใกล้ๆ กับรากฝอยของพืช โดยมักจะผสมกับปุ๋ยหมักฮิวมัสหรือปุ๋ยคอกก่อน 1 – 2 วัน (ชาร์ทถ่าน) ในอัตราตั้งแต่ 1:1 – 1:4 (ถ่านชีวภาพ:ปุ๋ยคอก/ปุ๋ยหมัก) แล้วจึงนำไปใส่รองก้นหลุมปลูก (พืชล้มลุก) หรือใส่โคนต้น (ไม้ยืนต้น) หรือใช้เป็นส่วนผสมในวัสดุเพาะเมล็ด/เพาะกล้า ในกรณีของการปลูกผัก แนะนำให้ใช้ในอัตรา 1 – 4 ลิตร/ตารางเมตร
มีวิธีการเผาถ่านหลายวิธี ซึ่งทำให้ได้ถ่านหลากหลายประเภท เช่น
* ถ่านทั่วไป (ที่เผาโดยวิธีพื้นบ้าน)
* ถ่านไร้ควัน (มีการกำจัดสิ่งเจือปนในถ่านออก ซึ่งเก็บมาใช้ในรูปของ “น้ำส้มควันไม้”)
* ถ่านกัมมันต์ หรือ activated carbon ที่ส่วนใหญ่ใช้เป็นยารักษาโรค วัสดุกรองและดูดซับกลิ่น
* ถ่านชีวภาพ หรือ biochar ที่นิยมนำมาใช้เป็นสารปรับปรุงดินสำหรับการเกษตร
ถ่านชีวภาพแตกต่างจากถ่านกัมมันต์อย่างไร
ถ่านชีวภาพมีลักษณะที่เหมือนและที่แตกต่างจากถ่านกัมมันต์ (activated carbon) ดังนี้
ถ่านชีวภาพ ผลิตจากชีวมวล (biomass) เช่น แกลบ ขังข้าวโพด กากอ้อย หรือเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรชนิดต่าง ๆ โดยกระบวนการย่อยสลายด้วยความร้อนที่ไม่ใช้ออกซิเจน ด้วยการให้ความร้อนตั้งแต่ 10 – 500 องศาเซลเซียส กระบวนการย่อยสลายดังกล่าว เรียกว่า กระบวนการไพโรไลซิสแบบช้ำา (slow pyrolysis) ชีวมวลซึ่งประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทคาร์บอนิล (carbonyl group) ไฮดรอกซิล (hydroxyl group) และอะโรมาติก (aromatic compound) (Kumar at al.. 2011) เมื่อผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแบบช้า จะทำให้ลักษณะผิวของชีวมวลเปลี่ยนไปคือ เริ่มมีรูพรุน ธาตุที่ไม่ใช่คาร์บอน อันได้แก่ไฮโดรเจน ออกซิเจนจะแตกตัวในรูปของแก๊ส (gasification process) ที่เรียกว่าการคาร์บอไนเซซัน (carbonization) อนุมูลคาร์บอนอิสระ (free – radical carbon) ที่มีอยู่จะรวมกลุ่มกันเป็นถ่านชีวภาพที่มีประจุลบ ซึ่งช่วยดูดซับไอออนโลหะหนักหรือธาตุอาหารที่มีประจุบวกได้ แต่การยังคงมีน้ำมันดิน (tar) ตกค้างอยู่ในช่องว่าง (pore) ทำให้ถ่านมีความสามารถในการดูดซับต่ำจึงมีการนำถ่านชีวภาพไปปรับปรุงคุณภาพดินทรายจัด (sandy soils)
ขอบคุณข้อมูล https://www.greennet.or.th/ และ https://www.scimath.org/
