Biokol är kanske inte den mirakeljordadditiv som många bönder och forskare hoppades att det skulle vara, enligt en ny University of Illinois -studie. Biokol kan öka jordbruksutbytet för vissa jordar - särskilt dåliga kvaliteter - men det råder ingen konsensus om dess effektivitet. Forskare testade olika jordars svar på flera biokoltyper och kunde inte verifiera deras förmåga att öka växttillväxten. Dock, studien visade biokolens förmåga att påverka utsläpp av växthusgaser i marken.

De nya resultaten publiceras i tidskriften Kemosfär .

Biokoladditiv-partiklar av organiskt material som bränns i en kontrollerad syrefri process-ger jorden en form av kol som är mer motståndskraftig mot mikrobiell verkan än traditionell, oladdade tillsatser av biomassa. I teorin, den här egenskapen bör tillåta jord att hålla kvar kol för långtidslagring, sa forskarna, eftersom det inte bryts ner lika snabbt som andra former av kol.

"Det finns motstridiga rapporter om biokolens effektivitet för användning för att öka växtproduktionen såväl som dess potential som en kollagringsreservoar, "sa Nancy Holm, en Illinois Sustainable Technology Center-forskare och medförfattare. "Vi kom in i denna studie och misstänkte att variationer i typer av biokolråvaror, beredningsmetoder och jordkomposition var orsaken till de motstridiga resultaten. "

Ta itu med tidigare inkonsekvenser i forskning, laget utformade en systematisk studie med 10 vanliga Illinois -jordtyper för att testa effekterna av blandning i olika koncentrationer av biochars från tre olika råvaror - majs, Miscanthus och lövträ.

För att lägga till en dimension i studien som är vanlig i verkliga jordbruksmiljöer, teamet undersökte också hur två andra källor till kol-växtmaterial som bränns i okontrollerad miljö med öppen atmosfär och majsstoppar-påverkar jord. Corn stover består av råa stjälkar, löv och kolber som finns kvar på åkern efter skörd.

Factoring i varje scenario, tredubbla analys- och kontrollprover, experimentet gav 429 jordprov där forskarna planterade två majsfrön vardera.

Efter en 14-dagars groningstid, studien visade att tillsats av biokol från någon av råvarorna eller produktionstekniker inte hade något väsentligt inflytande på produktionen av växthusgasproduktion, växttillväxtdynamik eller mikrobiell samhällsaktivitet. Dock, forskarna såg några viktiga skillnader i jordarna som inkluderade majsstover och bränt växtmaterial.

"Tillägget av majsstover - som simulerar faktiska fältförhållanden - ledde till en dramatisk ökning av växthusgasutsläpp, liksom en förändring i markens mikrobiella samhälle, "sa Elizabeth Meschewski, en ISTC -forskare och huvudförfattare till studien. "Men, den första planttillväxten påverkades inte när man jämförde dessa resultat med marken utan tillsatser. Tillsats av bränt växtmaterial visade minskad växtbiomassa över marken, ökad produktion av växthusgasen kväveoxid och förändrat jordmikrobiellt samhälle. "

Teamet drog slutsatsen att biokol kan förbättra kvaliteten på mycket nedbrytda eller dåliga jordar, men verkar inte ge någon kvalitetsnytta för marken som används i denna studie. Dock, forskarna sa att användning av biokol som tillsats istället för rå biomassa eller bränt växtmaterial kan förhindra mikrobgenererade växthusgasutsläpp.

Teamet erkänner att en längre periodstudie behövs för en mer omfattande förståelse för hur biokol kan gynna jordbruket.

"För framtida studier, Vi rekommenderar att du utför en liknande studie i många olika jordtyper under hela växtsäsongen för majs - inte bara 14 dagar - och möjligen under flera växtsäsonger, "säger ISTC-forskaren och studieförfattaren B.K. Sharma.