Biochar hjælper med at holde vand, sparer penge

De abstrakte fordele ved biochar til langtidsopbevaring af kulstof og nitrogen på amerikanske gårde er klare, og nu viser ny forskning fra Rice University en kortsigtet konkret bonus også for landmænd.

Det ville være penge. For at være præcis, penge ikke brugt på kunstvanding.

I de bedste scenarier for nogle regioner, omfattende brug af biochar kan spare landmændene for lidt mere end 50% af det vand, de nu bruger til at dyrke afgrøder. Det repræsenterer en betydelig øjeblikkelig besparelse i forbindelse med de etablerede miljøfordele ved biochar.

Open-access undersøgelsen vises i tidsskriftet GCB Bioenergi .

Biochar er dybest set trækul produceret gennem pyrolyse, høj temperatur nedbrydning af biomasse, herunder halm, træ, skaller, græs og andre materialer. Det har været genstand for omfattende undersøgelser hos Rice og andre steder, da landbrugsindustrien søger måder at øge produktiviteten, opsamler kulstof og bevarer jord.

Den nye model bygget af Rice -forskere udforsker en anden fordel, bruger mindre vand.

"Der er meget biochar -forskning, der hovedsageligt fokuserer på dets kulstoffordele, men der er ret lidt om, hvordan det kan hjælpe interessenter på et mere kommercielt plan, "sagde hovedforfatter og ris -alumna Jennifer Kroeger, nu stipendiat ved Science and Technology Policy Institute i Washington, DC "Det er stadig et voksende felt."

Undersøgelsen ledet af Rice biogeochemist Caroline Masiello og økonom Kenneth Medlock leverer formler til at hjælpe landmændene med at estimere besparelser i vandingsomkostninger fra øget vandholdningskapacitet (WHC) med biochar-ændring.

Forskerne brugte deres formler til at afsløre, at regioner i landet med sandjord ville have størst fordel, og dermed de mest potentielle kunstvandingsbesparelser, med ændring af biochar områder primært i sydøst, langt nord, nordøst og vestlige USA.

Undersøgelsen analyserer forholdet mellem biochar egenskaber, anvendelsesmængder og ændringer i WHC for forskellige jordarter beskrevet i 16 eksisterende undersøgelser for at bedømme deres evne til at begrænse kunstvanding.

Forskerne definerede WHC som den mængde vand, der er tilbage, efter at mættet jord har kunnet dræne i en bestemt periode, typisk 30 minutter. Lerjord har en højere WHC end sandjord, men sandbund kombineret med biochar åbner mere poreværdi for vand, gør dem mere effektive.

WHC bestemmes også af porerum i selve biocharpartiklerne, med de bedste resultater fra græsbevoksede råvarer, ifølge deres analyse.

I et omfattende undersøgt plot af sandjord, der drives af University of Nebraska-Lincolns Agricultural Water Management Network, Kroeger beregnede en specifik vandbesparelse på 37,9% for jord ændret med biochar. Hendes tal inkluderede gennemsnitlige nedbørsmængder og kunstvandingsniveauer for sommeren 2019.

Forskerne bemærkede, at laboratorieforsøg typisk pakker mere biochar i en jordprøve, end der ville blive brugt i marken, så landmændenes resultater kan variere. Men de håber, at deres formel vil være en værdig guide til dem, der ønsker at strukturere fremtidig forskning eller maksimere deres brug af biochar.

Mere omfattende data for lerjord, sammen med bedre karakterisering af en række biochar -typer, vil hjælpe forskerne med at bygge modeller til brug i andre dele af landet, de skrev.

"Denne undersøgelse henleder opmærksomheden på værdien af ​​biochar -ændringer især i sandjord, men det er vigtigt at bemærke, at grunden til, at vi kalder sandjord her, er på grund af mangel på data om finere tekstureret jord, "Sagde Masiello." Det er muligt, at der også er betydelige økonomiske fordele på andre jordtyper; dataene var bare ikke tilgængelige for at begrænse vores model under disse betingelser. "

"Naturbaserede løsninger vinder indpas hos føderale, statsligt og internationalt niveau, "Medlock tilføjede, bemærker den nyligt introducerede Growing Climate Solutions Act som et eksempel. "Ændring af biochar-jord kan forbedre jordens kulstofbinding og samtidig give betydelige co-fordele, såsom kvælstofrensning, forbedret vandophobning og højere landbrugsproduktivitet. Pakken med potentielle fordele øger tiltrækningskraften for kommercielle handlinger i landbrugssektoren samt understøttende politiske rammer. "