Biochar is misschien niet het wonderbaarlijke bodemadditief dat veel boeren en onderzoekers hadden gehoopt, volgens een nieuwe studie van de Universiteit van Illinois. Biochar kan de landbouwopbrengst van sommige gronden verhogen, vooral van slechte kwaliteit, maar er is geen consensus over de effectiviteit ervan. Onderzoekers testten de reacties van verschillende bodems op meerdere biochar-types en konden hun vermogen om de plantengroei te verhogen niet verifiëren. Echter, de studie toonde wel het vermogen van biochar aan om de uitstoot van broeikasgassen in de bodem te beïnvloeden.

De nieuwe bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Chemosfeer .

Biochar-additieven - deeltjes van organisch materiaal verbrand in een gecontroleerd zuurstofvrij proces - voorzien de bodem van een vorm van koolstof die beter bestand is tegen microbiële actie dan traditioneel, onverkoolde biomassa-additieven. In theorie, deze eigenschap moet ervoor zorgen dat de bodem koolstof kan vasthouden voor langdurige opslag, zeiden de onderzoekers, omdat het niet zo snel afbreekt als andere vormen van koolstof.

"Er zijn tegenstrijdige rapporten over de effectiviteit van biochar voor gebruik om de gewasproductie te verhogen, evenals het potentieel ervan als koolstofopslagreservoir, " zei Nancy Holm, een onderzoeker en co-auteur van het Illinois Sustainable Technology Center. "We kwamen bij deze studie met het vermoeden dat variaties in soorten biochar-grondstoffen, voorbereidingsmethoden en bodemsamenstelling waren de oorzaak van de tegenstrijdige resultaten."

Het aanpakken van inconsistenties in het verleden, het team ontwierp een systematische studie met 10 veelvoorkomende bodemsoorten uit Illinois om de effecten te testen van het mengen in verschillende concentraties biochars uit drie verschillende grondstoffen:maïs, Miscanthus en hardhout.

Om een ​​dimensie aan het onderzoek toe te voegen die gebruikelijk is in de landbouwomgeving in de echte wereld, het team onderzocht ook hoe twee andere bronnen van koolstof-plantaardig materiaal verbrand in een ongecontroleerde open-atmosfeer en mais-stoven-bodems beïnvloeden. Maïsstoof is samengesteld uit rauwe stengels, bladeren en kolven die na de oogst op het veld achterblijven.

In elk scenario rekening houdend, drievoudige analyse- en controlemonsters, het experiment leverde 429 grondmonsters op waarin de onderzoekers elk twee maïszaden plantten.

Na een kiemperiode van 14 dagen, de studie toonde aan dat het toevoegen van biochar uit een van de grondstoffen of productietechnieken geen substantiële invloed had op de output van de productie van broeikasgassen, plantengroeidynamiek of microbiële gemeenschapsactiviteit. Echter, de onderzoekers zagen wel enkele belangrijke verschillen in de bodem, waaronder maisstoof en verbrand plantaardig materiaal.

"De toevoeging van maïskolven - die de werkelijke veldomstandigheden simuleert - leidde tot een dramatische toename van de uitstoot van broeikasgassen, evenals een verandering in de microbiële gemeenschap in de bodem, " zei Elizabeth Meschewski, een ISTC-onderzoeker en hoofdauteur van de studie. "Maar, de initiële groei van zaailingen werd niet beïnvloed wanneer deze resultaten werden vergeleken met de grond zonder toevoegingen. Toevoeging van verbrand plantaardig materiaal toonde wel verminderde plantaardige biomassa bovengronds, verhoogde productie van het broeikasgas stikstofoxide en veranderde microbiële gemeenschap in de bodem."

Het team concludeerde dat biochar de kwaliteit van sterk aangetaste of slechte bodems zou kunnen verbeteren, maar lijkt geen kwaliteitsvoordeel te bieden aan de bodems die in deze studie zijn gebruikt. Echter, de onderzoekers zeiden dat het gebruik van biochar als additief in plaats van ruwe biomassa of verbrand plantaardig materiaal de door microben gegenereerde uitstoot van broeikasgassen zou kunnen voorkomen.

Het team erkent dat een studie over een langere periode nodig is voor een beter begrip van hoe biochar de landbouw ten goede kan komen.

"Voor toekomstige studies, we raden aan om een ​​soortgelijk onderzoek uit te voeren in veel verschillende grondsoorten voor het hele groeiseizoen voor maïs - niet alleen 14 dagen - en mogelijk over meerdere groeiseizoenen, ", zei ISTC-onderzoeker en co-auteur B.K. Sharma.