Biokul viser fordele som gyllelagunedække

Gødning er en realitet i opdræt af husdyr. Gødning kan være en nyttig gødning, tilbageføring af værdsat nitrogen, fosfor, og kalium til jorden til plantevækst. Men gødning har problemer. Lugt stødende, gasemissioner, afstrømning af næringsstoffer, og mulig vandforurening er blot nogle få.

Timing er også et problem. Husdyr producerer gødning 24/7 - også når det er upraktisk eller uklogt at flytte den til marken. Levering af gødning til marken skal times til næringsstofbehov, jordfugtighedsniveauer, og temperatur. Hvordan kan landmænd håndtere dette tidsspørgsmål, samt andre gødningsproblemer?

I byer, kloakker og vandbehandlingsanlæg håndterer menneskeligt affald. På gårde, gødningslaguner kan holde gyllen, indtil tiden er moden. Dette løser timing- og leveringsproblemet - men hvad med lugt- og gasudledninger?

Ud over besværet med lugt, gylle kan frigive gasser forbundet med luftforurening og klimaændringer. Metan, nitrogenoxid, ammoniak, og hydrogensulfid er eksempler. Forsker Brian Dougherty og kolleger undersøgte metoder til at reducere disse negative effekter, mens de potentielt tilføjede nogle positive:biokul-dæksler.

Biokul er plantestof, såsom halm, træaffald, eller majsstilke, der er blevet opvarmet til høje temperaturer i et miljø med lav til ingen ilt. Resultatet er en sort, kulstofrigt materiale, der ligner trækul.

Dougherty siger, at biokul er som en svamp. "Biochar giver en struktur med masser af tom porerum" siger han. "Den ydre overflade kan virke lille, men den indre overflade er absolut massiv. Nogle få ounce biokul kan have et indre overfladeareal på størrelse med en fodboldbane. Der er et stort potentiale der for at holde på vand og næringsstoffer."

Ud over dens skjulte lagerkapacitet, overfladen af ​​biokullet har en tendens til at have en kemisk ladning. Dette giver biochar evnen til at tiltrække og holde på nitrogen, fosfor, og kaliumioner, metaller, og andre forbindelser. Biokul kan også flyde (nogle typer mere end andre). Den egenskab betyder, at den kan fange gasser ved vandoverfladen.

Opvokset på en mejerigård, Dougherty er ikke fremmed for udfordringerne med gødningsopbevaring. "Da jeg indså egenskaberne ved biokul, Jeg troede, det havde et godt potentiale for et lagunedæksel, " han siger.

Doughertys forskning undersøgte to flydende mejerigødning med forskellige næringsstofniveauer. Den undersøgte også to typer biokul, lavet ved forskellige temperaturer. Biochar er noget ustadigt, fremviser forskellige egenskaber, når de skabes ved forskellige temperaturer. Han inkluderede også gødningspande med et halmdæksel til sammenligning, og au naturlig uden dækning som hans kontrol.

Forskningen viste, at biokulerne optog flest næringsstoffer fra den mere koncentrerede gødning med et højere næringsindhold. "Biokullet vil optage, hvad det kan, så hvis der er flere tilgængelige næringsstoffer, er potentialet for næringsstofoptagelse større, " siger Dougherty. Nitrogen, fosfor, og kalium er næringsstoffer med den største økonomiske værdi på en gård, men at anvende dem i overkant af, hvad afgrøden kan optage, kan føre til næringsstoftab til vandskellet.

Dougherty målte også ammoniakken i toppen af ​​hver spand. Ammoniak og sulfater er hovedkilden til gylles lugt. Den køligere fremstillede biokul klarede sig bedst her, reducerer ammoniak med 72-80%. Den svævede også bedre. Men fordi den svævede bedre og havde en tendens til at afvise vand, det var mindre effektivt til at tiltrække og binde sig til næringsstofferne end det varmere fremstillede biokul.

Biokul er i øjeblikket dyrere at købe end halm, men Dougherty er uforfærdet. Biokul kunne have et godt økonomisk udbytte:overskydende gård- og skovbrugsrester kunne bruges til at skabe biokul på stedet. Denne proces genererer energi, der kan bruges til at opvarme vand og varme bygninger i de koldere måneder. Der er også potentiale for at producere elektricitet, brændstoffer, og andre biprodukter ved hjælp af mere sofistikeret udstyr. Efter brug i lagunen, biokullet kunne spredes på marker efter behov. Ethvert overskud kan sælges som et højværdigødningsprodukt.

Og biokul har store miljømæssige fordele. "Alt hvad du kan gøre for at forhindre gasser i at undslippe lagunen er en god ting, "Dougherty siger. "Biochar anvendt på jord - især jord af dårligere kvalitet - er meget nyttigt. Fremstilling af biochar kan også hjælpe med at reducere atmosfæriske kuldioxidniveauer. En del af den kuldioxid, der blev optaget under plantevæksten, ender som en meget stabil form for kulstof i jorden. Det overordnede billede har flere fordele."

Doughertys forskning undgik ikke det åbenlyse. Vil biokul eller halm bedst forbedre mejeriluften? Siden den menneskelige næse ved, Dougherty rekrutterede et panel af dommere. Vejret greb ind, imidlertid, med frostgrader og regn, der påvirker lugtintensiteten i løbet af de 12 ugers forsøg. På trods af disse udfordringer, tre forskellige biochar viste sig at reducere lugt fra flydende mejerigødning, hvorimod et stråbetræk ikke var effektivt.

"At bestemme den bedste afvejning af biokulegenskaber vil være et vigtigt næste skridt, " siger Dougherty. "Mere forskning kunne finde den rigtige biokulproduktionstemperatur, partikelstørrelse, pH, og flydeegenskaber. Potentialet er der." Denne del af forskningen skal stadig opsnuses.