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Einfluss von HTC-Biokohle auf chemische und physikalische Bodeneigenschaften und Pflanzenwachstum

Printausgabe
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E-Book
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Einfluss von HTC-Biokohle auf chemische und physikalische Bodeneigenschaften und Pflanzenwachstum (Band 33)

Ana Gajić (Autor)

Vorschau

Leseprobe, PDF (770 KB)
Inhaltsverzeichnis, PDF (25 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 9783954042357
ISBN-13 (E-Book) 9783736942356
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 112
Umschlagkaschierung glänzend
Auflage 1. Aufl.
Buchreihe Aus dem Institut für Zuckerrübenforschung Göttingen
Band 33
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Göttingen
Erscheinungsdatum 11.10.2012
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Pflanzenproduktion
Schlagwörter Allgemeine Grundlagen der Agrarwissenschaften
Beschreibung

Durch Hydrothermale Carbonisierung (HTC) von Bioabfällen erzeugte HTC-Biokohlen (C-Gehalt 50–55 %) bieten – bei Einarbeitung in den Boden – ein Potenzial zur Erhaltung der Fruchtbarkeit. Ziel dieser Studie war es, die Effekte verschiedener HTC-Biokohlen (Ausgangsmaterial: Rübenschnitzel (RS), Biertreber (BT); Prozessführung: Temperatur 180–250 °C, Dauer 4–12 h) in praxisüblichen Mengen (Feld 10 bzw. Mikrokosmos 30 t ha–1) auf ackerbaulich bedeutsame Kenngrößen (CO2-Freisetzung; Gesamtporenvolumen (GPV); Wasserhaltekapazität (WHK); Aggregatstabilität (AS); pH-Wert; elektrische Leitfähigkeit (EC); Kationenaustauschkapazität (KAK); N-Versorgung; Pflanzenwachstum) zu quantifizieren.

Die HTC-Biokohle förderte die CO2-Freisetzung aus dem Boden, die im Zeitverlauf exponentiell sank. Eine hohe Temperatur sowie eine lange Dauer der HTC führten zu einer deutlich abbaustabileren HTC-Biokohle, wobei kein Effekt des Ausgangsmaterials auftrat. Die errechnete mittlere Verweilzeit der HTC-Biokohle im Boden (5–8 Jahre) lag zwischen der von Weizenstroh und Fertigkompost.

Ein Einfluss von HTC-Biokohle in einer Menge von 10 t ha–1 auf Bodeneigenschaften wurde nicht festgestellt. Ab 30 t ha–1 zeigte sich, dass HTC-Biokohle das GPV des Bodens vergrößerte, was zur Erhöhung der WHK um 3 Vol.–% führte. Bei kurzer Dauer der HTC bzw. RS als Ausgangsmaterial zeigte der behandelte Boden eine höhere WHK. HTC-Biokohle steigerte die AS des Bodens. Als mögliche Folge mikrobieller Stoffumsetzungen stieg der pH-Wert im Boden trotz eines niedrigen Ausgangswertes (pH 4–5) an, die EC sank. HTC-Biokohle aus RS erhöhte die KAK des Bodens um 40 %, was zu einer verbesserten Nährstoffpufferung beitragen könnte.

Unmittelbar nach der HTC-Biokohle-Anwendung wurden Zuckerrüben bei unterschiedlichen Ngaben angebaut. Der Feldaufgang wurde nicht beeinflusst, jedoch bei niedriger N-Gabe und insbesondere bei HTC-Biokohle aus RS (C/N 38) wurde ein stark vermindertes Jugendwachstum festgestellt. Eine hohe N-Gabe kompensierte dies vollständig. HTC-Biokohle aus BT (C/N 16) steigerte den N-Gehalt im Boden (Nmin) sowie in den Pflanzen signifikant. Grund für das schwache Jugendwachstum war demnach verminderte N-Verfügbarkeit, vermutlich als Folge mikrobieller NImmobilisierung. Zur Endernte war der Ertrag nur dann vermindert, wenn HTC-Biokohle aus RS und kein N appliziert wurde.

Um aus der möglichen N-Immobilisierung ökologische Vorteile zu ziehen, sollte HTC-Biokohle terminlich und standortbezogen optimiert angewendet werden. Die Effekte der unterschiedlichen Prozessführung bei der HTC weisen auf Optimierungsmöglichkeiten hin. Bei entsprechender Herstellung kann die Anwendung von HTC-Biokohle den Gehalt an organischer Substanz im Boden erhöhen und weitere Bodeneigenschaften nachhaltig verbessern. Weitere systematische Untersuchungen, vor allem langfristiger Effekte unter Feldbedingungen, sind nötig.