Biochar kan de gewasopbrengst op arme gronden verhogen en de effecten van klimaatverandering helpen stoppen, studie vondsten. Dus waarom gebruiken we het niet meer?

Een product gemaakt van stedelijke, landbouw- en bosbouwafval heeft als bijkomend voordeel dat het de ecologische voetafdruk van de moderne landbouw verkleint, een internationale beoordeling waarbij UNSW betrokken is, heeft gevonden.

Gasthoogleraar aan de School of Materials Science and Engineering van UNSW Science, Stefanus Jozef, zegt de studie gepubliceerd in GCB Bio-energie levert sterk bewijs dat biochar kan bijdragen aan het tegengaan van klimaatverandering.

"Biochar kan koolstof uit de atmosfeer naar de bodem halen en het honderden tot duizenden jaren opslaan, ', zegt de hoofdauteur.

"Deze studie toonde ook aan dat biochar helpt bij het opbouwen van organische koolstof in de bodem tot 20 procent (gemiddeld 3,8 procent) en de uitstoot van stikstofoxide uit de bodem met 12 tot 50 procent kan verminderen, wat de mitigerende voordelen van biochar op het gebied van klimaatverandering vergroot."

De bevindingen worden ondersteund door het recente speciale rapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering over klimaatverandering en land, die schatte dat er via biochar een belangrijk mitigatiepotentieel voor klimaatverandering beschikbaar was.

"Het intergouvernementele panel vond dat wereldwijd, biochar zou tegen 2050 tussen 300 miljoen en 660 miljoen ton koolstofdioxide per jaar kunnen verminderen, " zegt prof. Joseph.

"Vergelijk dat met de uitstoot van Australië vorig jaar - naar schatting 499 miljoen ton koolstofdioxide - en je kunt zien dat biochar veel uitstoot kan absorberen. We hebben alleen de wil nodig om het te ontwikkelen en te gebruiken."

Stabiele houtskool

Biochar is het product van het verhitten van biomassaresiduen zoals houtsnippers, dierlijke mest, slib, compost en groenafval, in een zuurstofarme omgeving - een proces dat pyrolyse wordt genoemd.

Het resultaat is stabiele houtskool die de uitstoot van broeikasgassen kan verminderen, terwijl de bodemvruchtbaarheid wordt gestimuleerd.

De GCB Bio-energie studie beoordeelde ongeveer 300 artikelen, waaronder 33 meta-analyses die veel van de 14, 000 biochar-onderzoeken die de afgelopen 20 jaar zijn gepubliceerd.

"Het ontdekte dat de gemiddelde gewasopbrengst steeg van 10 naar 42 procent, concentraties zware metalen in plantenweefsel werden met 17 tot 39 procent verlaagd en ook de beschikbaarheid van fosfor voor planten nam toe, " zegt prof. Joseph.

"Biochar helpt planten om omgevingsstress te weerstaan, zoals ziekten, en helpt planten giftige metalen te verdragen, waterstress en organische verbindingen zoals het herbicide atrazine."

Voordelen voor planten

De studie beschrijft voor het eerst hoe biochar de wortelzone van een plant verbetert.

In de eerste drie weken omdat biochar met de grond reageert, kan het de kieming van zaden en de groei van zaailingen stimuleren.

Gedurende de komende zes maanden zal reactieve oppervlakken worden gecreëerd op biochar-deeltjes, verbetering van de toevoer van voedingsstoffen naar planten.

Na drie tot zes maanden, biochar begint te 'verouderen' in de bodem en vormt microaggregaten die organische stof beschermen tegen afbraak.

Prof. Joseph zegt dat uit de studie bleek dat de grootste reacties op biochar waren in zure en zandige bodems waar biochar samen met kunstmest was aangebracht.

"We ontdekten dat de positieve effecten van biochar dosisafhankelijk waren en ook afhankelijk van het afstemmen van de eigenschappen van de biochar op bodembeperkingen en voedingsbehoeften van planten, " zegt prof. Joseph.

"Planten, vooral in laag-nutriënten, zure bodems die veel voorkomen in de tropen en vochtige subtropen, zoals de noordkust van NSW en Queensland, zou aanzienlijk kunnen profiteren van biochar.

"Zandbodems in West-Australië, Victoria en Zuid-Australië, met name in droge gebieden die steeds meer worden getroffen door droogte als gevolg van klimaatverandering, zou er ook veel baat bij hebben."

Prof. Joseph AM is een expert in het produceren van gemanipuleerde stabiele biochar uit de landbouw, stedelijke en bosbouwresiduen.

Hij heeft onderzoek gedaan naar de voordelen van biochar bij het bevorderen van gezonde bodems en het aanpakken van klimaatverandering sinds hij er in de jaren zeventig door inheemse Australiërs mee werd geïntroduceerd.

Hij zegt dat biochar is gebruikt voor de productie van gewassen en voor het behoud van gezonde bodems door inheemse volkeren in Australië, Latijns-Amerika (vooral in het Amazonegebied) en Afrika gedurende vele honderden jaren.

Biochar is ook opgenomen in de 17e eeuw als voedingssupplement voor dieren.

Maar terwijl Australische onderzoekers biochar sinds 2005 bestuderen, het is relatief langzaam van de grond gekomen als een commercieel product, met Australië die ongeveer 5000 ton per jaar produceert.

"Dit is deels te wijten aan het kleine aantal grootschalige demonstratieprogramma's dat is gefinancierd, evenals het gebrek aan kennis van boeren en overheidsadviseurs over biochar, regelgevende hindernissen, en gebrek aan durfkapitaal en jonge ondernemers om biochar-bedrijven te financieren en op te bouwen, " zegt prof. Joseph.

In vergelijking, de VS produceert ongeveer 50, 000 ton per jaar, terwijl China meer dan 500 produceert, 000 ton per jaar.

Moet economisch haalbaar zijn

Prof. Jozef, die een Orde van Australië heeft ontvangen voor zijn werk in hernieuwbare energie en biochar, zegt om wijdverbreide adoptie van biochar mogelijk te maken, het moet gemakkelijk kunnen worden geïntegreerd met landbouwactiviteiten en moet worden aangetoond dat het economisch levensvatbaar is.

"We hebben de wetenschap gedaan, wat we niet hebben, zijn genoeg middelen om mensen op te leiden en te trainen, om demonstraties op te zetten zodat boeren de voordelen van het gebruik van biochar kunnen zien, om deze nieuwe industrie te ontwikkelen, " hij zegt.

Dit verandert echter langzaam omdat grote bedrijven CO2-reductiecertificaten (CORC's) kopen om hun uitstoot te compenseren, wat het profiel van biochar in Australië een boost geeft.

Biochar heeft potentieel in een reeks toepassingen.

Prof. Joseph was co-auteur van een recente studie in International Materials Reviews waarin het minder bekende gebruik van biochar, zoals bouwmateriaal, om gifstoffen in de bodem te verminderen, micro-organismen laten groeien, in diervoeder en bodemsanering.

UNSW heeft een samenwerkingsbeurs met een bedrijf en een universiteit in Noorwegen om een ​​op biochar gebaseerde antimicrobiële coating te ontwikkelen om ziekteverwekkers in water te doden en te gebruiken in luchtfiltratiesystemen, hij zegt.