De abstracte voordelen van biochar voor langdurige opslag van koolstof en stikstof op Amerikaanse boerderijen zijn duidelijk, en nu toont nieuw onderzoek van Rice University een korte termijn, ook een concrete bonus voor boeren.

Dat zou geld zijn. Precies zijn, geld dat niet aan irrigatie wordt besteed.

In het gunstigste geval voor sommige regio's, uitgebreid gebruik van biochar kan boeren iets meer dan 50% besparen van het water dat ze nu gebruiken om gewassen te verbouwen. Dat vertegenwoordigt een aanzienlijke onmiddellijke besparing die past bij de gevestigde milieuvoordelen van biochar.

De open access studie verschijnt in het tijdschrift GCB Bio-energie .

Biochar is in feite houtskool geproduceerd door pyrolyse, de afbraak bij hoge temperatuur van biomassa, inclusief stro, hout, schelpen, gras en andere materialen. Het is het onderwerp geweest van uitgebreide studie bij Rice en elders, terwijl de landbouwindustrie manieren zoekt om de productiviteit te verhogen, koolstof vast te leggen en de bodem te behouden.

Het nieuwe model gebouwd door Rice-onderzoekers verkent een ander voordeel, minder water gebruiken.

"Er is veel biochar-onderzoek dat zich vooral richt op de koolstofvoordelen, maar er is vrij weinig over hoe het belanghebbenden op een meer commercieel niveau zou kunnen helpen, " zei hoofdauteur en Rice-alumna Jennifer Kroeger, nu een fellow bij het Science and Technology Policy Institute in Washington, D.C. "Het is nog steeds een opkomend veld."

De studie, mede geleid door Rice-biogeochemicus Caroline Masiello en econoom Kenneth Medlock, biedt formules om boeren te helpen bij het inschatten van de besparingen op de irrigatiekosten door een grotere watervasthoudende capaciteit (WHC) met biochar-amendement.

De onderzoekers gebruikten hun formules om te onthullen dat regio's van het land met zandgronden het meeste voordeel zouden hebben, en dus de meeste potentiële irrigatiebesparingen, met biochar-amendement, gebieden voornamelijk in het zuidoosten, ver Noord, noordoosten en westen van de Verenigde Staten.

De studie analyseert de relatie tussen biochar-eigenschappen, toedieningssnelheden en veranderingen in WHC voor verschillende bodems, gedetailleerd in 16 bestaande onderzoeken om hun vermogen om irrigatie in te perken te beoordelen.

De onderzoekers definieerden WHC als de hoeveelheid water die overblijft nadat verzadigde grond gedurende een bepaalde periode is uitgelekt, meestal 30 minuten. Kleigronden hebben een hogere WHC dan zandgronden, maar zandgronden gecombineerd met biochar openen meer porieruimte voor water, waardoor ze efficiënter worden.

WHC wordt ook bepaald door de porieruimte in de biochar-deeltjes zelf, met de beste resultaten uit grasrijke grondstoffen, volgens hun analyse.

In een uitgebreid bestudeerd stuk zandgrond dat wordt beheerd door het Agricultural Water Management Network van de Universiteit van Nebraska-Lincoln, Kroeger berekende een specifieke waterbesparing van 37,9% voor met biochar bewerkte grond. Haar cijfers omvatten gemiddelde neerslag- en irrigatieniveaus voor de zomer van 2019.

De onderzoekers merkten op dat laboratoriumexperimenten doorgaans meer biochar in een bodemmonster verpakken dan in het veld zou worden gebruikt, dus de resultaten van boeren kunnen variëren. Maar ze hopen dat hun formule een waardige gids zal zijn voor diegenen die toekomstig onderzoek willen structureren of hun gebruik van biochar willen maximaliseren.

Uitgebreidere gegevens voor kleigronden, samen met een betere karakterisering van een reeks biochar-typen, zal de onderzoekers helpen modellen te bouwen voor gebruik in andere delen van het land, Zij schreven.

"Deze studie vestigt de aandacht op de waarde van biochar-amendement, vooral in zandgronden, maar het is belangrijk op te merken dat de reden dat we hier zandgronden noemen, is vanwege een gebrek aan gegevens over bodems met een fijnere textuur, " zei Masiello. "Het is mogelijk dat er ook aanzienlijke financiële voordelen zijn op andere grondsoorten; de gegevens waren gewoon niet beschikbaar om ons model onder die omstandigheden te beperken."

"Op de natuur gebaseerde oplossingen winnen terrein bij federale, staats- en internationaal niveau, "Medlock voegde toe, met als voorbeeld de onlangs ingevoerde Growing Climate Solutions Act. "Biochar-bodemverbetering kan de koolstofvastlegging in de bodem verbeteren en tegelijkertijd aanzienlijke bijkomende voordelen bieden, zoals stikstofsanering, verbeterde waterretentie en hogere landbouwproductiviteit. De reeks potentiële voordelen verhoogt de aantrekkelijkheid voor commerciële actie in de landbouwsector, evenals ondersteunende beleidskaders."