Biochar studies

Here you will find current studies on biochar

Author: Sutradhar et al. (2021)   Paper: Environment, Development and Sustainability

Einführung von mit Urin angereichertem Dünger auf Pflanzenkohlebasis für die Gemüseproduktion: Ergebnisse aus dem ländlichen Bangladesch

Verbesserte landwirtschaftliche Praktiken zur Steigerung der Erträge und zur Erhaltung der Böden sind entscheidend für die Bekämpfung der Ernährungsunsicherheit und Unterernährung bei Kleinbauernfamilien. Im Rahmen dieser Studie wurden untersucht, wie sich ein mit Urin angereicherter Pflanzenkohle-Dünger auf das Wachstum von Pflanzen auswirkt. Dafür wurden im Jahr 2016 und 2017 Untersuchungen bei Kleinbauern im Nordosten Bangladeschs durchgeführt. Das Ergebnis: Das Düngemittel auf Pflanzenkohlenbasis wurde von den Bauern als nutzbringend angesehen. So erhöht es die Erträge, kostet wenig, kann mit leicht verfügbaren natürlichen Materialien zubereitet werden, produziert schmackhaftere Pflanzen und verbesserte die soziale und finanzielle Lage der Bauern.

Author:
I. Sutradhar, M. J. de Grafenried, S. Akter, S. A. McMahon, J. L. Waid, H.-P. Schmidt, A. S. Wendt, S. Gabrysch
Published:
2021
Paper:
Environment, Development and Sustainability
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/2021_Sutradhar_et_al.pdf
Author: Rathnayakea et al. (2021)   Paper: Journal of Analytical and Applied Pyrolysis

Untersuchung der Co-Pyrolyse von Biomasse und landwirtschaftlichem Kunststoff: Einfluss auf Ertrag und Eigenschaften von Pflanzenkohle

Die vollständige Trennung von gemischten Kunststoff- und Biomasseabfällen ist ein technisch schwieriger, mühsamer, teurer und zeitaufwändiger Prozess. Daher stellt die Co-Pyrolyse dieser landwirtschaftlichen Abfallströme mit geringer plastischer Verunreinigung einen neuartigen Ansatz für die Entsorgung dieser kunststoffhaltigen Abfälle dar, wobei stabile Formen von Kohlenstoff erzeugt werden, die möglicherweise in Umwelt-, landwirtschaftlichen und industriellen Anwendungen eingesetzt werden können. Die Studie untersucht, wie sich das Vorhandensein von Kunststoffen auf die Eigenschaften der hergestellten Pflanzenkohle auswirken würde.

Author:
D. Rathnayakea, P. Onosedeba, E. Caleb, E. Egeneb, C. V. Stevensc, E. Meersb, O. Mašekd, F. Ronsse
Published:
2021
Paper:
Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0165237021000152
Author: Blanco-Canqui et al. (2020)   Paper: Bioenergy

Verdopplung des Kohlenstoffgehalts im Boden nach sechs Jahren: Feldnachweise für eine negative Grundierung

Die Anwendung von Pflanzenkohle auf landwirtschaftlichen Böden kann genutzt werden, um Kohlenstoff zu binden und gleichzeitig die Bodengesundheit und die landwirtschaftliche Nachhaltigkeit zu verbessern. Das aktuelle Verständnis der langfristigen Auswirkungen von Pflanzenkohle gegenüber jährlichen und mehrjährigen Anbausystemen und ihrer Wechselwirkungen auf die Bodeneigenschaften unter Feldbedingungen ist jedoch begrenzt. Dies wird in der vorliegenden Studie untersucht.

Author:
H. Blanco-Canqui, D. A. Laird, E. A. Heaton, S. Rathke, B. S. Acharya
Published:
2020
Paper:
Bioenergy
Pages
240-251
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/2020_Blanco-Canqui_et_al.pdf
Author: Buss et al. (2020)   Paper: ACS Sustainable Chemistry & Engineering

Erschließung des Düngemittelpotentials von aus Abfällen gewonnener Biokohle

Die Menschheit steht vor einer Phosphor-Krise, wobei das Phosphor-Recycling aus anthropogenen Abfällen entscheidend ist, um den Phosphor-Kreislauf zu schließen. Die Pyrolyse könnte die ideale Behandlung für Materialien wie Klärschlamm sein. Denn diese erzeugt sichere, nährstoffreiche Pflanzenkohle und bindet gleichzeitig den Kohlenstoff. Pyrolysierter Klärschlamm enthält jedoch typischerweise geringe Mengen an Kalium und pflanzenverfügbarem Phosphor, was das Material für die Verwendung als Dünger eher ungeeignet macht. Die Studie untersucht daher eine neuartige Behandlung, um einen optimierten Phosphor- und Kalium-Biokohle-Dünger herzustellen.

Author:
W. Buss, A. Bogush, K. Ignatyev, O. Mašek
Published:
2020
Paper:
ACS Sustainable Chemistry & Engineering
Pages
12295–12303
Link/Pdf:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssuschemeng.0c04336
Author: Sørmo et al. (2020)   Paper: Science of the total environment

Altholzpyrolyse in mittelgroßem Umfang: Emissionsbudgets und Qualität der Pflanzenkohle

Die Pyrolyse von organischen Abfällen oder Holzwerkstoffen ergibt ein stabiles kohlenstoffhaltiges Produkt, das in den Boden eingemischt werden kann und häufig als Pflanzenkohle bezeichnet wird. Die Herstellung von Pflanzenkohle aus leicht kontaminiertem Holzabfall ist eine vielversprechende Option für die Abfallbehandlung, da sie zu einer möglichen Verwertung der Rückstände und zur Stabilisierung von Verunreinigungen führt. Damit dieser Prozess umweltverträglich ist, müssen die Emissionen während des Prozesses gering und die daraus resultierende Pflanzenkohle von ausreichender Qualität sein. Diese beiden Herausforderungen werden in der Studie untersucht.

Author:
Sørmo et al.
Published:
2020
Paper:
Science of the total environment
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/2020_Sormo_et_al.pdf
Author: Hagemann et al. (2020)   Paper: Science of the total environment

Pflanzenkohle auf Holzbasis zur Beseitigung organischer Mikroverunreinigungen aus biologisch behandeltem Abwasser

Die Implementierung einer fortschrittlichen Abwasserbehandlung zur Beseitigung organischer Mikroverunreinigungen ist ein notwendiger Schritt zum Schutz gefährdeter Süßwasserökosysteme und Wasserressourcen. Zu diesem Zweck ist die Sorption von OMP durch Pflanzenkohle unter anderem eine praktikable Technologie.

Author:
Hagemann et al.
Published:
2020
Paper:
Science of the total environment
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/2020_Hagemann_et_al.pdf
Author: Safarik et al. (2020)   Paper: Biochar

Pflanzenkohle und ihre Derivate als enzymähnliche Katalysatoren

Die beobachtete mimetische Aktivität von Pflanzenkohleenzymen kann in der Umwelttechnologie interessante Anwendungen für den Abbau ausgewählter Xenobiotika finden. Im Allgemeinen prädestiniert diese Eigenschaft die kostengünstige Biokohle als perspektivische Ergänzung oder sogar Substitution üblicher Peroxidasen in praktischen Anwendungen.

Author:
Safarik et al.
Published:
2020
Paper:
Biochar
Pages
121-234
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/2020_Safarik_et_al-komprimiert.pdf
Author: Schmidt et al. (2019)   Paper: NCBI

Die Verwendung von Pflanzenkohle in der Tierernährung

Pflanzenkohle, d.h. verkohlte Biomasse ähnlich wie Holzkohle, wird seit vielen Jahrhunderten in der akuten medizinischen Behandlung von Tieren eingesetzt. Seit 2010 setzen Viehhalter Pflanzenkohle zunehmend als regelmäßiges Ergänzungsfuttermittel ein, um die Tiergesundheit zu verbessern, die Effizienz der Nährstoffaufnahme und damit die Produktivität zu steigern. Da Pflanzenkohle während des Verdauungsprozesses mit stickstoffreichen organischen Verbindungen angereichert wird, wird die ausgeschiedene Pflanzenkohlendüngung zu einem wertvolleren organischen Dünger, der bei der Lagerung und Ausbringung in den Boden geringere Nährstoffverluste und Treibhausgasemissionen verursacht.

Author:
Schmidt et al.
Published:
2019
Paper:
NCBI
Link/Pdf:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6679646/
Author: Steffens (2019)   Paper: Landwirtschaft ohne Pflug

Kohlenstoff in die Böden bringen

Im Amazonasbecken steigerte der Einsatz von verkohltem Kohlenstoff die Fruchtbarkeit und damit Ertragsfähigkeit ursprünglich karger Böden. Die Ureinwohner verwendeten ein Gemisch organischer Substanzen aus unter anderem Holzkohleresten, Exkrementen und Speiseabfällen als Dünger. Die so zu hoher Qualität aufgewerteten Böden werden als "Terra preta" bezeichnet. Nach deren Entdeckung lag der Gedanke nicht fern, diesen Effekt für Böden in anderen Gegenden wie Deutschland nutzbar zu machen. In einem Feldversuch in Hessen hat eine Forschungsgruppe der Universität Gießen die Wirksamkeit von verschiedenen Pflanzenkohlen auf die Bodenqualität untersucht. Dabei konnten Pflanzenkohlen die Wasserversorgung und Ertragsleistung der Pflanzen im semiariden Raum allerdings nicht verbessern. Auf jeden Fall kann Pflanzenkohle aber zur Sequestierung von Kohlenstoff beitragen.

Author:
Diedrich Steffens
Published:
2019
Paper:
Landwirtschaft ohne Pflug
Pages
36-39
Link/Pdf:
https://www.pfluglos.de/ausgaben/lop-2019/april-2019
Author: Brewer et al. (2019)   Paper: Enviromental Progress and Sustainable Energy

Charakterisierung von Pflanzenkohle von der Schnellpyrolyse und Vergasungssysteme

Die thermochemische Verarbeitung von Biomasse erzeugt eine festes Produkt, das Holzkohle (meist Kohlenstoff) und Asche enthalten. Diese Holzkohle kann zur Wärme- und Stromerzeugung verbrannt werden, vergast, für Adsorptionsanwendungen aktiviert werden, oder auf Böden als Bodenverbesserung und Kohlenstoff als Sequestrierungsmittel verwendet werden. Die vorteilhafteste Verwendung eines der gegebenen Holzkohle hängt von seinen physikalischen und chemischen Merkmalen ab, obwohl die Beziehung von Holzkohle Eigenschaften zu diesen Anwendungen noch nicht gut verstanden wurde.

Author:
Brewer et al.
Published:
2019
Paper:
Enviromental Progress and Sustainable Energy
Pages
386-394
Link/Pdf:
https://aiche.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ep.10378
Author: Krause (2019)   Paper: Doktorarbeit

Auswirkungen der Bodenbewirtschaftungspraktiken auf die N2O-Produktion und Reduzierung der mikrobiellen Gemeinschaften

Lachgas (N2O) ist ein wichtiges Treibhausgas das auch zum Abbau von stratosphärischem Ozon beiträgt. Hauptsächlich durch menschliches Einwirken auf den globalen Stickstoffzyklus stieg im letzten Jahrzehnt die atmosphärische N2O Konzentrationen kontinuierlich an. Im Jahr 2015 betrug die atmosphärische N2O Konzentration 121% im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter. Da der Grossteil der menschlich verursachten N2O Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden stammen ist die Entwicklung von Bodenbearbeitungsmethoden die N2O Emissionen mindern können eine wichtige Herausforderung für den gesamten landwirtschaftlichen Sektor.

Author:
Hans-Martin Krause
Published:
2019
Paper:
Doktorarbeit
Link/Pdf:
/fileadmin/images/Studien/2017_NO2_reduction_-_Krause_PhD_thesis.pdf
Author: Kammann & Schmidt (2017)   Paper: Interessengemeinschaft gesunder Boden

Pflanzenkohle als Werkzeug für eine nachhaltige Landwirtschaft?

Was ist Biokohle, was ist Pflanzenkohle? Neue Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung werden in nachfolgendem Text erklärt. Die Autoren gehen auf die Verwendung von Pflanzenkohle in der Landwirtschaft ein, auf mögliche Risiken und die gesetzlichen Rahmenbedingungen.

Author:
Claudia Kammann und Hans-Peter Schmidt
Published:
2017
Paper:
Interessengemeinschaft gesunder Boden
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/Vortrag_Prof._Kamman__2.3.2017__Bodentag.pdf
Author: Li et al. (2017)   Paper: Chemosphere

Mechanismen der Metallsorption durch Pflanzenkohle: Eigenschaften von Pflanzenkohle und Änderungen

Pflanzenkohle, die durch thermische Zersetzung von Biomasse unter sauerstoffbegrenzten Bedingungen hergestellt wird, hat als kostengünstiges Sorbens zur Behandlung von metallkontaminierten Gewässern zunehmend an Bedeutung gewonnen. Es fehlt jedoch an Informationen über die Rolle der verschiedenen Sorptionsmechanismen für verschiedene Metalle und die jüngste Entwicklung der Modifikation von Pflanzenkohle zur Verbesserung der Metallsorptionskapazität, die für die Anwendung von Pflanzenkohle im Feld entscheidend ist. Dieser Bericht fasst die Eigenschaften von Pflanzenkohle (z.B. Oberfläche, Porosität, pH-Wert, Oberflächenladung, funktionelle Gruppen und Mineralkomponenten) und die wichtigsten Mechanismen zusammen, die die Sorption von As, Cr, Cd, Pb und Hg durch Pflanzenkohle regeln.

Author:
Li et al.
Published:
2017
Paper:
Chemosphere
Pages
466-478
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653517304356
Author: Tan et al. (2017)   Paper: Applied Soil Ecology

Rückführung von Pflanzenkohle auf die Felder: Ein Rückblick

Pflanzenkohle, die durch thermochemische Umwandlung von Biomasse erzeugt wird, reduziert die Treibhausgasemissionen und ist nützlich für die Verbesserung der ökologischen Systeme in der Landwirtschaft. Bestimmte Pflanzenkohle funktioniert jedoch gut zur Verbesserung des Bodens, andere Pflanzenkohle nicht. Warum? Weil nicht klar ist, wie man die beste Pflanzenkohle für den Boden vorbereitet. Es besteht eine Diskrepanz zwischen der Vorbereitung von Pflanzenkohle und der Rückführung der Pflanzenkohle in den Boden.

Author:
Tan et al.
Published:
2017
Paper:
Applied Soil Ecology
Pages
1-11
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0929139316303687
Author: Neumann (2017)   Paper: top agrar

Pflanzenkohle: Alleskönner für Stall und Acker

Ob Nitraüberschuss oder Klimaschutz: Pflanzenkohle könnte in der Landwirtschaft viele Probleme lösen. Der Markt nimmt rasant an Fahrt auf und scheint eine interessante Verwertung für Biomasse bieten.

Author: Yang Ding, Yunguo Liu et al. (2016)   Paper: Agronomy for Sustainable Development

Biochar to improve soil fertility. An overview.

Soil mineral degradation is a major problem mainly due to soil erosion and nutrient leaching. The addition of biochar is a solution, as it has been shown that biochar improves soil fertility.

Author:
Yang Ding, Yunguo Liu et al.
Published:
2016
Paper:
Agronomy for Sustainable Development
Link/Pdf:
https://link.springer.com/article/10.1007/s13593-016-0372-z

Soil mineral depletion is a major issue due mainly to soil erosion and nutrient leaching. The addition of biochar is a solution because biochar has been shown to improve soil fertility, to promote plant growth, to increase crop yield, and to reduce contaminations. We review here biochar potential to improve soil fertility. The main properties of biochar are the following: high surface area with many functional groups, high nutrient content, and slow-release fertilizer. We discuss the influence of feedstock, pyrolysis temperature, pH, application rates, and soil types. We review the mechanisms ruling the adsorption of nutrients by biochar.

Author: Terytze et al. (2016)   Paper: Freie Universität Berlin

Schließung von Kreisläufen durch Energie- und Stoffstrommanagement bei Nutzung der Terra-Preta-Technologie im Botanischen Garten im Hinblick auf Ressourceneffizienz und Klimaschutz – Modellprojekt Urban farming

Die Verwertung von organischen Rest- und Abfallstoffen leistet einen wichtigen Beitrag zum Klima- und Umweltschutz und der Schonung fossiler Ressourcen. Aufgrund der ökologischen und ökonomischen Bedeutung besitzen organische Abfälle darüber hinaus eine wichtige Rolle innerhalb eines regionalen Stoffstrommanagements (IfaS, 2008). Durch die energiepolitische Abhängigkeit und die Auswirkungen des Klimawandels ist es erforderlich, lokal bis regional angepasste Konzepte für ein innovatives, integriertes Landnutzungs-, Energie- und Stoffstrommanagement zu entwickeln.

Author:
Terytze et al.
Published:
2016
Paper:
Freie Universität Berlin
Link/Pdf:
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/15068
Author: Kammann et al. (2015)   Paper: Scientific Reports

Verbesserung des Pflanzenwachstums durch Nitrateinfang in mitkompostierter Pflanzenkohle

Die Bodenverbesserung mit pyrogenem Kohlenstoff (Pflanzenkohle) wird als Strategie zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit diskutiert, um wirtschaftliche und ökologische Vorteile zu ermöglichen. In gemäßigten Böden hat die Verwendung von reiner Pflanzenkohle jedoch meist mäßig negative bis -positive Ertragseffekte. Hier zeigen wir, dass die Co-Kompostierung die positiven Effekte von Pflanzenkohle erheblich fördert, vor allem durch die Erfassung und Abgabe von Nitrat (Nährstoffen).

Author:
Claudia I. Kammann, Hans-Peter Schmidt, Nicole Messerschmidt, Sebastian Linsel, Diedrich Steffens, Christoph Müller, Hans-Werner Koyro, Pellegrino Conte & Stephen Joseph
Published:
2015
Paper:
Scientific Reports
Link/Pdf:
https://www.nature.com/articles/srep11080
Author: Zhaoa et al. (2015)   Paper: Soil and Tillage Research

Auswirkungen von gealterten und frischen Pflanzenkohle auf den Säuregehalt des Bodens unter verschiedenen Inkubationsbedingungen

Pflanzenkohle hat positive Auswirkungen als Bodenversauerung, die ein globales Anliegen ist. Es wurden jedoch nur wenige Studien über die Wirkung von gealterter Pflanzenkohle auf die Bodenversauerung berichtet. Inkubationsmethoden mit unterschiedlichen Belüftungsbedingungen können unterschiedliche Auswirkungen auf die Bodenversauerung durch Pflanzenkohle hervorrufen. In dieser Studie wurden die Auswirkungen frischer und gealterter Pflanzenkohle auf die Änderung des Säuregehalts des Bodens mit verschiedenen Inkubationsmethoden analysiert.

Author:
Rudong Zhaoa, Neil Colesb, Zhe Konga, Jiaping Wuc
Published:
2015
Paper:
Soil and Tillage Research
Pages
133-138
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198714002232
Author: Schmidt et al. (2015)   Paper: Agriculture

Quadrupling the pumpkin yield in response to the low dose root-urine application of urinary-enhanced biochar to a fertile tropical soil

This study shows for the first time that low-dose root zone application of urea-reinforced biochar resulted in a significant increase in yield in a fertile silt loam soil.

Author:
Schmidt et al.
Published:
2015
Paper:
Agriculture
Pages
723-741
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/Schmidt-etal-2015_Agriculture-05-00723.pdf

A widely abundant and invasive forest shrub, Eupatorium adenophorum, was pyrolyzed in a cost-efficient flame curtain kiln to produce biochar. The resulting biochar fulfilled all the requirements for premium quality, according to the European Biochar Certificate. The biochar was either applied alone or mixed with fresh cow urine (1:1 volume) to test its capacity to serve as slow release fertilizer in a pumpkin field trial in Nepal. Treatments included cow-manure compost combined with (i) urine-only; (ii) biochar-only or (iii) urine-loaded biochar. All materials were applied directly to the root zone at a biochar dry matter content of 750 kg·ha −1 before seeding. The urine-biochar treatment led to a pumpkin yield of 82.6 t·ha −1 , an increase of more than 300% compared OPEN ACCESS Agriculture 2015, 5 724 with the treatment where only urine was applied, and an 85% increase compared with the biochar-only treatment. This study showed for the first time that a low-dosage root zone application of urine-enhanced biochar led to substantial yield increases in a fertile silt loam soil. This was tentatively explained by the formation of organic coating of inner pore biochar surfaces by the urine impregnation, which improved the capacity of the biochar to capture and exchange plant nutrients.

Author: McMichael et al. (2014)   Paper: PMC - NCBI

Vorhersage präkolumbianischer anthropogener Böden in Amazonien

Das Ausmaß und die Intensität der präkolumbianischen Auswirkungen auf das Tiefland Amazoniens sind nach wie vor ungewiss und umstritten. Verschiedene Indikatoren können verwendet werden, um die Auswirkungen präkolumbianischer Gesellschaften zu beurteilen, aber die Bildung nährstoffreicher Terra-Preta-Böden wurde weithin als Indikator für langfristige Besiedlung und Standorttreue akzeptiert. Mit Hilfe bekannter und neu entdeckter Terra-Preta-Standorte und Algorithmen zur Bestimmung der maximalen Entropie haben wir den Einfluss regionaler Umweltbedingungen auf die Wahrscheinlichkeit bestimmt, dass sich Terra-Preta-Böden an einem bestimmten Ort im Tiefland Amazoniens gebildet hätten.

Author:
C. H. McMichael, M. W. Palace, M. B. Bush, B. Braswell, S. Hagen, E. G. Neves, M. R. Silman, E. K. Tamanaha, and C. Czarnecki
Published:
2014
Paper:
PMC - NCBI
Link/Pdf:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3896013/
Author: Case et al. (2014)   Paper: Global Change Biology Bioenergy

Can biochar reduce greenhouse gas emissions from a Miscanthus bioenergy harvest?

Energy production from bioenergy plants can significantly reduce greenhouse gas emissions by substituting fossil fuels. Biochar incorporation into the soil can further reduce the net climate gas production of bioenergy crop cultivation.

Author:
Case et al.
Published:
2014
Paper:
Global Change Biology Bioenergy
Pages
76-89

Energy production from bioenergy crops may significantly reduce greenhouse gas (GHG) emissions through substitution of fossil fuels. Biochar amendment to soil may further decrease the net climate forcing of bioenergy crop production, however, this has not yet been assessed under field conditions. Significant suppression of soil nitrous oxide (N2O) and carbon dioxide (CO2) emissions following biochar amendment has been demonstrated in short-term laboratory incubations by a number of authors, yet evidence from long-term field trials has been contradictory. This study investigated whether biochar amendment could suppress soil GHG emissions under field and controlled conditions in a Miscanthus × Giganteus crop and whether suppression would be sustained during the first 2 years following amendment. In the field, biochar amendment suppressed soil CO2 emissions by 33% and annual net soil CO2 equivalent (eq.) emissions (CO2, N2O and methane, CH4) by 37% over 2 years. In the laboratory, under controlled temperature and equalised gravimetric water content, biochar amendment suppressed soil CO2 emissions by 53% and net soil CO2 eq. emissions by 55%. Soil N2O emissions were not significantly suppressed with biochar amendment, although they were generally low. Soil CH4 fluxes were below minimum detectable limits in both experiments. These findings demonstrate that biochar amendment has the potential to suppress net soil CO2 eq. emissions in bioenergy crop systems for up to 2 years after addition, primarily through reduced CO2 emissions. Suppression of soil CO2 emissions may be due to a combined effect of reduced enzymatic activity, the increased carbon-use efficiency from the co-location of soil microbes, soil organic matter and nutrients and the precipitation of CO2 onto the biochar surface. We conclude that hardwood biochar has the potential to improve the GHG balance of bioenergy crops through reductions in net soil CO2 eq. emissions.

Author: Peake et al. (2014)   Paper: Geoderma

Quantification of the influence of biochar on the physical and hydrological properties of different soils

This paper presents a novel attempt to investigate the impact of biochar (applied at 0.1, 0.5 and 2.5%) on the physical properties of the soil in relation to quantified soil variables.

Author:
Peake et al.
Published:
2014
Paper:
Geoderma
Pages
182-190
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706114002651

Evidence suggests that biochar influences soil physical properties, especially soil hydrology, yet relatively little data exists on this topic, especially in relation to soil type or characteristics. This paper presents a novel attempt at analysing the influence of biochar (applied at 0.1, 0.5 and 2.5%) on the physical properties of soil with respect to quantified soil variables. Pot experiments were used to establish the effect of biochar on: bulk density, soil moisture content at field capacity and available water capacity. The aggregate effect of biochar across all soils was significant (P < 0.01) for all of the properties. With increasing amount of biochar, changes to bulk density, field capacity and available water were more pronounced. In the 2.5% treatments these changes ranged from − 4.2% to − 19.2%, 1.3% to 42.2% and 0.3% to 48.4%, respectively. Regression revealed that soil silt content negatively moderated the influence of biochar on field capacity and available water capacity. The results suggested that medium (20 t ha− 1) and high (100 t ha− 1) biochar applications could improve water-holding capacity (by up to 22%) and ameliorate compaction (by up to 15%) and that soils low in silt are likely to be more hydrologically responsive to biochar application.

Author: Wang et al. (2014)   Paper: Journal of Analytical and Applied Pyrolysis

Characterization of biochar from rapid pyrolysis and its effect on the chemical properties of the tea garden soil

The properties and application of biochar from conventionally slow pyrolysis have been much studied, but biochar by-product in bio-oil production, produced by rapid pyrolysis, has rarely been studied.

Author:
Wang et al.
Published:
2014
Paper:
Journal of Analytical and Applied Pyrolysis
Pages
375-381
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165237014002563

The characteristics and application of biochar from conventionally slow pyrolysis have been studied a lot, but biochar, as a byproduct in the bio-oil production process, produced by fast pyrolysis was rarely studied. This work assessed the characterization and utilization of biochars derived from rice husk (RH) and elm sawdust (ES) by fast pyrolysis. Incubation experiment of rice husk biochar (RHB) and acid soil in a controlled cabinet was carried out to test the effect of biochar on soil available elements. The volatile and fixed carbon was 2.2 and 1.7-fold respectively higher in elm sawdust biochar (ESB) than those in RHB, but the ash content was 4.2-fold higher in RHB than that in ESB. Although the C, H, N, and O contents were significantly varied in two biochars, the ratio H/C and O/C were nearly the same. The Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) results revealed that RHB had more functional groups than ESB. More surface area was found in RHB (78.15 m2 g−1) than ESB (0.22 m2 g−1) by BET test. Incorporation of the biochar improved the quality of acid soil properties. The levels of soil pH, K, Ca, Mg, Na and total C and N increased while the Al and Pb contents decreased. Total carbon and potassium increased by 72% and by 6.7-fold respectively over the control at 4% of rice husk biochar adding level.

Author: Gomez et al. (2013)   Paper: British Society of Soil Science

Die Pflanzenkohle-Zugaberate beeinflusst die mikrobielle Vielfalt des Bodens und Aktivität in gemäßigten Böden

Pflanzenkohle (BC) zur Bodenverbesserung ist eine vorgeschlagene Strategie zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit und zur Eindämmung des Klimawandels. Bevor dies jedoch zu einer empfohlenen Managementpraxis werden kann, muss ein besseres Verständnis der Auswirkungen von BC auf die Bodenbiota benötigt wird. Die Studie bestimmt den Effekt der Zugaberaten von 0, 1, 5, 10 und 20% der Masse.

Author:
J. D. Gomez, K. Denef, C. E. Stewart, J. Zheng, M. F. Cotrufo
Published:
2013
Paper:
British Society of Soil Science
Pages
28-39
Link/Pdf:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ejss.12097
Author: Schulz et al. (2013)   Paper: Agronomy for Sustainable Development

Positive Auswirkungen von kompostierter Pflanzenkohle auf Pflanzenwachstum und Bodenfruchtbarkeit

Die Menschheit steht tatsächlich vor ernsthaften Problemen aufgrund der übermäßigen Ausbeutung von fossilen Brennstoffen, Biomasse, Böden, Stickstoff und Phosphor. Es wird behauptet, dass die Zugabe von Pflanzenkohle zum Boden die C-Speicherung verbessert, um den CO2-Kreislauf in der Atmosphäre zu verhindern. Die Zugabe von Pflanzenkohle sollte auch die Bodenfruchtbarkeit in ähnlicher Weise erhöhen wie die anthropogenen dunklen Erden Zentralamazoniens. Frühere Studien haben gezeigt, dass Pflanzenkohle das Pflanzenwachstum stimuliert und die Effizienz des Düngers erhöht, insbesondere wenn Pflanzenkohle mit organischen Düngemitteln wie Kompost kombiniert wird.

Author:
H. Schulz, G. Dunst, B. Glaser
Published:
2013
Paper:
Agronomy for Sustainable Development
Link/Pdf:
https://www.researchgate.net/publication/257805348_Positive_effects_of_composted_biochar_on_plant_growth_and_soil_fertility
Author: Case et al. (2013)   Paper: Bioenergy

Kann Pflanzenkohle die Treibhausgasemissionen im Boden aus einer Miscanthus-Bioenergiepflanzen reduzieren?

Die Energieproduktion aus Bioenergiepflanzen kann die Treibhausgasemissionen (THG) durch die Substitution fossiler Brennstoffe erheblich reduzieren. Eine Änderung der Pflanzenkohle im Boden kann die Nettoklimawirkung der Produktion von Bioenergiepflanzen weiter verringern, dies wurde jedoch noch nicht unter Feldbedingungen bewertet.

Author:
S. D. C. Case, N. P. McNamara, D. S. Reay, J. Whitaker
Published:
2013
Paper:
Bioenergy
Pages
76-89
Link/Pdf:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcbb.12052
Author: Mukherjee & Zimmermann (2013)   Paper: Geoderma

Organic carbon and nutrient release from a range of laboratory-produced biochar and biochar-soil mixtures

Here, nutrient release from a variety of new and aged biochar, pure and mixed with soil, is investigated using batch extraction and column leaching.

Author:
Mukherjee & Zimmermann
Published:
2013
Paper:
Geoderma
Pages
193-194
Link/Pdf:
http://users.clas.ufl.edu/azimmer/pdf/Mukh and Zim13_biochar leaching+SI.pdf

Biochar has shown promise as a soil amendment that increases carbon sequestration and fertility, but its effects on dissolved organic carbon (DOC), nitrogen (N) and phosphorus (P) cycling and loss is not well understood. Here, nutrient release from a variety of new and aged biochars, pure and mixed with soils, is examined using batch extraction and column leaching. In successive batch extractions of biochar, cumulative losses were about 0.1–2, 0.5–8 and 5–100% of the total C, N and P initially present, respectively, with greater releases from biochars made at lower temperature and from grass. Ammonium was usually the most abundant N form in leachates but nitrate was also abundant in some biochars, while organic N and P represented as much as 61% and 93% of the total N and P lost, respectively. Release of DOC, N and P into water was correlated with biochar volatile matter content and acid functional group density. However, P release via Mehlich-1 extraction was more strongly related to ash content, suggesting a mineral-associated P fraction. Columns with soil/biochar mixtures showed evidence of both soil nutrient sorption by biochar and biochar nutrient sorption by soil, depending upon biochar and soil type. This study demonstrates that biochars contain a range of nutrient forms with different release rates, explaining biochar's variable effect on soil fertility with soil and crop type and over time.

Author: Fang et. al. (2013)   Paper: European Journal of Soil Science

Stabilität von Pflanzenkohle in vier kontrastierenden Böden

Es gibt ein begrenztes Verständnis der Auswirkungen der Bodeneigenschaften auf die Stabilität von Pflanzenkohle (C). Dieses Wissen ist unerlässlich, um die Fähigkeit der Pflanzenkohle zur langfristigen Bindung von Boden-C zu bewerten.

Author:
Y. Fang, B. Singh, B. P. Singh, E. Krull
Published:
2013
Paper:
European Journal of Soil Science
Pages
60-71
Link/Pdf:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ejss.12094
Author: Gomez et al. (2013)   Paper: Wiley Online Library

Die Zugaberate von Pflanzenkohle beeinflusst die mikrobielle Vielfalt und Aktivität von Böden in gemäßigten Zonen

Pflanzenkohle zur Bodenverbesserung ist eine Strategie zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit und zur Eindämmung des Klimawandels. Die Studie untersucht die Auswirkungen der Zugaberaten (0, 1, 5, 10 und 20 Massenprozent) einer schnell pyrolysierenden, aus Holz gewonnenen Pflanzenkohle auf die Extraktionseffizienz, die Abundanz und die zeitliche Dynamik von Phospholipid-Fettsäuren in vier gemäßigten Böden während einer einjährigen Inkubation.

Author:
J. D. Gomez K. Denef C. E. Stewart J. Zheng M. F. Cotrufo
Published:
2013
Paper:
Wiley Online Library
Pages
28-38
Link/Pdf:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ejss.12097
Author: Fischer & Glaser (2012)   Paper: Management of Organic Waste

Synergismen zwischen Kompost und Pflanzenkohle für Nachhaltige Bodenverbesserung

Angetrieben durch den Klimawandel und das Bevölkerungswachstum zwingt der zunehmende menschliche Druck auf das Land die Umwandlung von Naturlandschaften in landwirtschaftliche Flächen und Weiden, während gleichzeitig erschöpfende Flächen derzeit landwirtschaftlich genutzt werden (Lal, 2009). Als Folge davon entwickelt sich ein Teufelskreis: weitere Verschärfung des Klimawandels, Bodendegradation, Erosion, Verlust organischer Bodenbestandteile Materie (SOM) und Auslaugung von Nährstoffen.

Author:
Daniel Fischer, Bruno Glaser
Published:
2012
Paper:
Management of Organic Waste
Link/Pdf:
http://www.biomastec.com/fileadmin/Sonstiges/InTech-Synergisms_between_compost_and_biochar_for_sustainable_soil_amelioration.pdf
Author: Wang et al. (2012)   Paper: Plant Soil

Auswirkungen der Änderung der Pflanzenkohle in zwei Böden auf das Treibhausgas Emissionen und Pflanzenproduktion

Weltweit wächst das Interesse an der Verwendung von Pflanzenkohle in der Landwirtschaft, um die globale Klimaerwärmung zu mildern und die Ernteproduktivität zu verbessern. Methoden, die Auswirkungen von Pflanzenkohle auf das Treibhausgas und THG-Emissionen sowie Reis- und Weizenerträge haben, werden in der Studie mit Hilfe von Freilandversuchen in zwei verschiedenen Böden (Hochlandboden vs. Rohboden) und einer aeroben Inkubationsexperiment im Rohboden bemessen.

Author:
Jinyang Wang & Xiaojian Pan & Yinglie Liu & Xiaolin Zhang & Zhengqin Xiong
Published:
2012
Paper:
Plant Soil
Pages
287-298
Link/Pdf:
https://www.researchgate.net/publication/230563476_Effects_of_biochar_amendment_in_two_soils_on_greenhouse_gas_emissions_and_crop_production
Author: Yao et al. (2012)   Paper: Chemosphere

Auswirkung der Änderung der Pflanzenkohle auf die Sorption und Auslaugung von Nitrat, Ammonium, und Phosphat in einem sandigen Boden

Bei der Anwendung auf Böden ist unklar, ob und wie Pflanzenkohle die Bodennährstoffe beeinflussen kann. Dies hat Auswirkungen sowohl auf die Verfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen oder Mikroben als auch auf die Frage, ob die Bodenverbesserung durch Pflanzenkohle die Nährstoffauswaschung verbessern oder verringern kann. In der Studie wird eine Reihe von Laborexperimenten durchgeführt, um die Auswirkung der Pflanzenkohleänderung auf die Sorption und Auswaschung von Nitrat, Ammonium und Phosphat in einem Sandboden zu bestimmen. Insgesamt wurden dreizehn Pflanzenkohlen in Laborexperimenten getestet, und die meisten von ihnen zeigten wenig/keine Fähigkeit zur Sorption von Nitrat oder Phosphat.

Author:
Ying Yao, Bin Gao, Ming Zhang, Mandu Inyang, Andrew R. Zimmerman
Published:
2012
Paper:
Chemosphere
Pages
1467-1471
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653512007709
Author: Biedermann et al. (2012)   Paper: Bioenergy

Pflanzenkohle und ihre Auswirkungen auf die Pflanzenproduktivität und den Nährstoffkreislauf: eine Meta-Analyse

Pflanzenkohle ist ein kohlenstoffreiches Beiprodukt, das bei der Pyrolyse von Biomasse entsteht. Die Studie zeigt: Wenn sie auf den Boden aufgetragen wird, wird sie nicht zersetzt, wodurch der aufgetragene Kohlenstoff effektiv gebunden und die anthropogenen CO2-Emissionen gemildert werden. Weitere Vorteile der Anwendung von Pflanzenkohle auf dem Boden sind eine erhöhte Pflanzenproduktivität und eine geringere Nährstoffauswaschung.

Author:
L. A. Biederman, W. S. Harpole
Published:
2012
Paper:
Bioenergy
Pages
202-214
Link/Pdf:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcbb.12037
Author: Mukherjee & Zimmermann (2012)   Paper: Geoderma

Organische Kohlenstoff- und Nährstofffreisetzung aus einer Reihe von im Labor produzierten Pflanzenkohlen und Pflanzenkohle-Boden-Gemische

Pflanzenkohle hat sich als eine vielversprechende Bodenverbesserung erwiesen, die die Kohlenstoffbindung und die Fruchtbarkeit erhöht. Derzeit sind aber ihre Auswirkungen auf den Kreislauf und den Verlust von gelöstem organischem Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor noch nicht gut verstanden. Aufgrund dessen wird in der Studie die Nährstofffreisetzung aus einer Vielzahl neuer und gealterter Pflanzenkohle, die rein und mit Böden vermischt ist, mittels Batch-Extraktion und Säulenauswaschung untersucht.

Author:
A. Mukherjee, A. R. Zimmerman
Published:
2012
Paper:
Geoderma
Pages
122-130
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706112003382
Author: Wang et al. (2011)   Paper: Environmental Science and Technology, Volume 47

Insight into the effect of biochar on the composting of manure: Evidence for the relationship between N2O emission and denitrification

In this study, the effects of biochar changes during the composting of pig manure were examined to investigate the correlation between N2O emission and the amount of denitrifying bacteria.

Author:
Wang et al.
Published:
2011
Paper:
Environmental Science and Technology, Volume 47
Pages
7341–7349
Link/Pdf:
http://pubs.acs.org

Although nitrous oxide (N2O) emissions from composting contribute to the accelerated greenhouse effect, it is difficult to implement practical methods to mitigate these emissions. In this study, the effects of biochar amendment during pig manure composting were investigated to evaluate the inter-relationships between N2O emission and the abundance of denitrifying bacteria. Analytical results from two pilot composting treatments with (PWSB, pig manure + wood chips + sawdust + biochar) or without (PWS, pig manure + wood chips + sawdust) biochar (3% w/w) demonstrated that biochar amendment not only lowered NO2-N concentrations but also lowered the total N2O emissions from pig manure composting, especially during the later stages. Quantification of functional genes involved in denitrification and Spearman rank correlations matrix revealed that the N2O emission rates correlated with the abundance of nosZ, nirK, and nirS genes. Biochar-amended pig manure had a higher pH and a lower moisture content. Biochar amendment altered the abundance of denitrifying bacteria significantly; less N2O-producing and more N2O-consuming bacteria were present in the PWSB, and this significantly lowered N2O emissions in the maturation phase. Together, the results demonstrate that biochar amendment could be a novel greenhouse gas mitigation strategy during pig manure composting.

Author: Karhu et al. (2010)   Paper: Agriculture Ecosystems and Environment

Die Zugabe von Pflanzenkohle zum landwirtschaftlichen Boden erhöht die CH4-Aufnahme- und Wasserspeicherkapazität - Ergebnisse einer kurzfristigen Pilot-Feldstudie

Die Zugabe von Pflanzenkohle zu landwirtschaftlichen Böden wurde als Maßnahme vorgeschlagen, um den Klimawandel durch eine verstärkte biogene Kohlenstoffspeicherung und die Reduzierung von Treibhausgasemissionen abzuschwächen. Die Studie untersucht deshalb die Flüsse von N2O, CO2 und CH4 nach Zugabe von 9tha-1 Pflanzenkohle auf einem landwirtschaftlichen Boden in Südfinnland im Mai 2009.

Author: Schimmelpfennig & Glaser (2010)   Paper: Journal of Environmental Quality

Ein Schritt vorwärts zur Charakterisierung: Einige wichtige Eigenschaften zur Unterscheidung von Pflanzenkohle

Die Terra-Preta-Forschung liefert Belege für den positiven Einfluss von verkohltem organischem Material (Pflanzenkohle) auf unfruchtbare tropische Böden. Angesichts globaler Herausforderungen wie der Bodendegradation, dem Rückgang der fossilen Energieträger, Wasserknappheit und Klimawandel scheint die Verwendung von Pflanzenkohle, als eine in regionale Stoffkreisläufe eingebettete Bodenverbesserung, eine umfassende Lösung zu bieten.

Author:
S. Schimmelpfennig, B. Glaser
Published:
2010
Paper:
Journal of Environmental Quality
Pages
1001-1013
Link/Pdf:
https://www.researchgate.net/publication/228102866_One_Step_Forward_toward_Characterization_Some_Important_Material_Properties_to_Distinguish_Biochars
Author: M.P. Bernal et al. (2009)   Paper: Bioresource Technology

Kompostierung von Tierdünger und chemische Kriterien für die Kompostreife Bewertung - Ein Lagebericht

Neue Systeme der Viehzucht, die auf der Intensivierung von Großbetrieben basieren, produzieren riesige Mengen an Dünger und Fäkalien, ohne dass genügend landwirtschaftliche Fläche für deren direkte Ausbringung als Dünger zur Verfügung steht. Die Kompostierung von Dünger wird zunehmend als eine gute Möglichkeit angesehen, den Überschuss an diesem als stabilisiertes und hygienisch einwandfreies Endprodukt für die Landwirtschaft zu verwerten. Dahingehend wurde in den letzten zehn Jahren viel Forschungsarbeit geleistet. Die Studie gibt einen Überblick.

Author:
M.P. Bernal, J.A. Alburquerque, R. Moral
Published:
2009
Paper:
Bioresource Technology
Pages
5444–5453
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852408009917
Author: Kuzyakov et al. (2009)   Paper: Soil Biology and Biochemistry

Zersetzung von Schwarzkohlenstoff und Einbau in die mikrobielle Biomasse des Bodens geschätzt durch 14C-Kennzeichnung

Die Verbrennung von organischen Stoffen wie Vegetation oder fossilen Brennstoffen führte in der Vergangenheit zu einer Anhäufung von verkohlten Produkten im oberen Bodenhorizont. Solche verkohlten Produkte, die häufig als pyrogener Kohlenstoff oder Ruß bezeichnet werden, können langfristig als wichtige Kohlenstoffsenke fungieren, da ihre mikrobielle Zersetzung und chemische Umwandlung wahrscheinlich sehr langsam erfolgt.

Author:
Y. Kuzyakov, I. Subbotina, H. Chen, I. Bogomolova, X. Xu
Published:
2009
Paper:
Soil Biology and Biochemistry
Pages
210-219
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071708003544
Author: Yu et al. (2009)   Paper: Chemosphere

Reduzierte Pflanzenaufnahme von Pestiziden mit Pflanzenkohlezusätzen im Boden

Die Studie untersucht die Wirksamkeit zweier Arten von Pflanzenkohle bei der Verringerung der Bioverfügbarkeit von zwei im Boden ausgebrachten Insektiziden (Chlorpyrifos und Carbofuran) für Frühlingszwiebeln (Allium cepa). Die aus der Pyrolyse von Eucalyptus und Holzspänen bei 450 °C und 850 °C hergestellten Pflanzenkohle wurde gründlich in den Boden gemischt. Die Wirksamkeit der Pflanzenkohle wurde mit 0, 0,1, 0,5 und 1 % des Bodengewichts überprüft.

Author:
X.-Y. Yu, G.-G. Yinga, R. S. Kookana
Published:
2009
Paper:
Chemosphere
Pages
665-671
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653509004226
Author: Lehmann et al.   Paper: Nature Communications

Sustainable biochar to curb global climate change

The production of biochar (the carbonaceous solid formed by pyrolysis of biomass) and its storage in soils may potentially help to mitigate climate change by binding carbon, while providing energy and crop yields.

Author:
Lehmann et al.
Published:
Paper:
Nature Communications
Link/Pdf:
/fileadmin/pdf/Pflanzenkohle/Lehmann_et_al__2010__Sustainable_biochar_to_mitigate_global_climate_change.pdf

Production of biochar (the carbon (C)-rich solid formed by pyrolysis of biomass) and its storage in soils have been suggested as a means of abating climate change by sequestering carbon, while simultaneously providing energy and increasing crop yields. Substantial uncertainties exist, however, regarding the impact, capacity and sustainability of biochar at the global level. In this paper we estimate the maximum sustainable technical potential of biochar to mitigate climate change. Annual net emissions of carbon dioxide (CO2), methane and nitrous oxide could be reduced by a maximum of 1.8 Pg CO2-C equivalent (CO2-Ce) per year (12% of current anthropogenic CO2-Ce emissions; 1 Pg=1 Gt), and total net emissions over the course of a century by 130 Pg CO2-Ce, without endangering food security, habitat or soil conservation. Biochar has a larger climate-change mitigation potential than combustion of the same sustainably procured biomass for bioenergy, except when fertile soils are amended while coal is the fuel being offset.

Author: J. E. Thies, M. C. Rillig (2008)   Paper: Biochar for Environmental Management

Merkmale von Pflanzenkohle: Biologische Eigenschaften

Jahrzehntelange Forschungsarbeiten in Japan und kürzlich durchgeführte Studien in den USA haben gezeigt, das Pflanzenkohle die Aktivität von verschiedenen wichtigen Boden-Mikroorganismen stimuliert. Unterschiedlich große Poren in Pflanzenkohle schaffen einen geeigneten Lebensraum für viele Mikroorganismen, indem sie diese vor Raubbau und Austrocknung schützen und viele ihrer vielfältigen Bedürfnisse an Kohlenstoff, Energie und Mineralstoffen decken. Da die Bodenorganismen eine Vielzahl von Ökosystemleistungen erbringen, ist das Verständnis, wie die Zugabe von Pflanzenkohle zum Boden die Bodenökologie beeinflussen kann, von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Bodenqualität und die Integrität des Subsystems Boden erhalten bleiben.

Author:
Thies & Rillig
Published:
2008
Paper:
Biochar for Environmental Management
Link/Pdf:
https://www.researchgate.net/publication/284041311_Characteristics_of_biochar_biological_properties
Author: R. Renner (2007)   Paper: Environmental Science & Technology

Umdenken bei Pflanzenkohle

Stellen Sie sich einen einfachen landwirtschaftlichen Bodenzusatz mit der Möglichkeit von doppelten oder dreifachen Pflanzenerträgen bei reduziertem Bedarf an Dünger vor. Was wäre, wenn zusätzlich zur Reduzierung des nährstoffhaltigen Abflusses diese erstaunliche Zutat auch Treibhausgase in großem Maßstab reduzieren könnte? Diese revolutionäre Substanz existiert, und ist noch nicht einmal hochtechnologisch oder gar neuartig. Ihre Verwendung lässt sich bis in die Zeit bevor Kolumbus Südamerika entdeckte zurückführen.

Author:
Rebecca Renner
Published:
2007
Paper:
Environmental Science & Technology
Pages
5932–5933
Link/Pdf:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/es0726097
Author: Steinbeiss et al. (2006)   Paper: Soil Biology and Biochemistry

Auswirkung der Änderung der Pflanzenkohle auf die Kohlenstoffbilanz und die mikrobielle Aktivität des Bodens

Die Studie untersucht das Verhalten von Pflanzenkohlen in Acker- und Waldböden in einem Gewächshaus-Experiment. Es soll bewiesen werden, dass die Einbringung von Pflanzenkohle in Böden die Kohlenstoffspeicherung im Boden erhöhen kann. Zwei Arten von Pflanzenkohle wurden durch hydrothermale Pyrolyse aus 13C-markierter Glukose (0% N) bzw. Hefe (5% N) hergestellt. Die Studie quantifiziert die respiratorischen Verluste von Boden- und Pflanzenkohle-Kohlenstoff und berechnet die mittlere Verweilzeit der Pflanzenkohle mit Hilfe der Isotopenmarkierung.

Author:
S. Steinbeiss, G. Gleixner, M. Antonietti
Published:
2006
Paper:
Soil Biology and Biochemistry
Pages
1301-1310
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071709001242
Author: Lehmann et al. (2006)   Paper: Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change

Pflanzenkohle-Bindung im terrestrischen Ökosystem - Ein Rückblick

Die Anwendung von Pflanzenkohle (Holzkohle oder aus Biomasse gewonnener schwarzer Kohlenstoff (C)) auf den Boden wird als neuer Ansatz vorgeschlagen, um eine signifikante, langfristige Senkung für atmosphärisches Kohlendioxid in terrestrischen Ökosystemen zu schaffen. Die Studie zeigt: Abgesehen von den positiven Effekten bei der Reduzierung der Emissionen und der Erhöhung der Sequestrierung von Treibhausgasen, wird die Produktion von Pflanzenkohle und ihre Anwendung auf den Boden durch eine verbesserte Bodenfruchtbarkeit und eine erhöhte Pflanzenproduktion unmittelbare Vorteile bringen.

Author:
J. Lehmann, J. Gaunt, M. Rondon
Published:
2006
Paper:
Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change
Pages
403-427
Link/Pdf:
https://link.springer.com/article/10.1007/s11027-005-9006-5
Author: Brodowski et al. (2005)   Paper: Geoderma

Morphologische und chemische Eigenschaften von Schwarzkohlenstoff in physikalischen Bodenfraktionen, die durch Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersive Röntgenspektroskopie ermittelt wurden

Böden enthalten erhebliche Mengen an Pflanzenkohle aus der Verbrennung von Biomasse und fossilen Brennstoffen. Die Herkunft, Morphologie und Chemie dieser ist bisher jedoch unklar geblieben. Daher untersucht die Studie Pflanzenkohle in Partikelgrößen- und Dichteanteilen des Oberflächenbodens eines haplischen Chernozems mit einem Rasterelektronenmikroskop, das an ein energiedispersives Röntgenspektrometer gekoppelt ist, um die morphologischen und chemischen Eigenschaften von Pflanzenkohle als Funktion seiner Herkunft und seines Verbleibs in Böden zu untersuchen.

Author:
S. Brodowski, W. Amelung, L. Haumaier, C. Abetz, W. Zech
Published:
2005
Paper:
Geoderma
Pages
116-129
Link/Pdf:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706104003301
Author: unbekannt (2003)   Paper: wave GmbH

Studie zum Phosphorrecycling aus kommunalem Abwasser in Baden- Württemberg – Möglichkeiten und Grenzen

In der Vergangenheit wurde ein Großteil der bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlämme landwirtschaftlich als „Dünger“ verwertet und somit die darin enthaltenen Nährstoffe (wie Stickstoff und Phosphor) in den Nährstoffkreislauf zurückgeführt. Da der Anteil dieses Verwertungsweges gegenüber der thermischen Behandlung des anfallenden Klärschlammes kontinuierlich zurückgeht und zudem aktuell eine intensive Diskussion über die Vor- und Nachteile der landwirtschaftlichen Klärschlammnutzung geführt wird, kommt hierbei insbesondere dem Umgang mit Phosphor - als einem nicht substituierbarem Nährstoff - erhöhte Aufmerksamkeit zu.

Author: Schmidt & Noack (2000)   Paper: AGU 100

Schwarzer Kohlenstoff in Böden und Sedimenten: Analyse, Verteilung, Auswirkungen und aktuelle Herausforderungen

Dieser Bericht hebt die Allgegenwart von Pflanzenkohle hervor, der durch die unvollständige Verbrennung von Pflanzenmaterial und fossilen Brennstoffen in Torf, Böden sowie lakustrischen und marinen Sedimenten entsteht. Die Studie untersucht verschiedene Definitionen und analytische Ansätze und versucht, eine gemeinsame Sprache zu finden.

Author:
M. W. I. Schmidt, A. G. Noack
Published:
2000
Paper:
AGU 100
Pages
777-793
Link/Pdf:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/1999GB001208

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