Biokull og nitrogenbinding

Det har kommet flere rapporter om at biokullbasert gjødsel (BCF) både kan øke avlinger og utnyttelsesgraden av nitrogengjødsel i landbruket. Dette skal skyldes at slik gjødsel er langsomtvirkende og at N bindes midlertidig til biokullet. En grundig gjennomgang av publiserte studier viser at mekanismene bak dette er uklare, noe som hindrer videre utvikling av denne typen gjødsel.

Biokull_atj
Foto: Anette Tjomsland Spilling

Den nye artikkelen "Enhancing plant N uptake with biochar-based fertilizers: limitation of sorption and prospects" publisert i Plant and Soil gjennomgår egenskapene ved biokull som gjør at det kan binde og frigjøre ulike former for nitrogen, og behandlingsmetoder for biokull som har blitt brukt for å øke denne effekten. Konklusjonen er at dagens biokullgjødsel som oftest ikke har tilstrekkelig bindingskapasitet til å lage produkter med høyt nitrogeninnhold. Det er likevel flere muligheter for å ta ut tilleggseffekter av biokull i nye gjødseltyper.
 

Bindingsevnen kan for eksempel økes ved at man blander inn leirmineraler eller andre svært porøse materialer i biokullgjødselen. Man kan også øke biokullets overflateladninger ved såkalt aktivering og siden bruke dette til å absorbere ammoniakk.

En tredje mulighet en spesiell form for fysisk lading der biokullet blandes med smeltet urea. På tross av dette kan biokull likevel ta opp mindre mengder nitrogen i jord og bidra til redusert utvasking, og det rokker ikke ved alle de andre positive effektene biokull har på jord, planter og miljø. Og i de tilfeller der man har sett at gjødsel med selv ganske små mengder biokull har gitt positive effekter på plantevekst ser det ut som dette kan skyldes at biokull i blanding med næringsstoffer fungerer som en biostimulant. 

 

Rasse_2.png
BCun, BCac og BCen er biokull som er henholdsvis ubehandlet, aktivert og forbedret. Oransje firkanter representerer ulike prosesser i biokullproduksjon.
KONTAKTPERSON
Biokull

Publikasjoner

Til dokument

Sammendrag

Background Biochar-based fertilizer products (BCF) have been reported to increase both crop yield and N-use efficiency. Such positive effects are often assumed to result from the slow-release of N adsorbed on BCF structures. However, a careful review of the literature suggests that actual mechanisms remain uncertain, which hampers the development of efficient BCF products. Scope Here, we aim at reviewing BCF mechanisms responsible for enhanced N uptake by plants, and evaluate the potential for further improvement. We review the capacity of biochar structures to adsorb and release N forms, the biochar properties supporting this effect, and the methods that have been proposed to enhance this effect. Conclusions Current biochar products show insufficient sorption capacity for the retention of N forms to support the production of slow-release BCFs of high enough N concentration. Substantial slow-release effects appear to require conventional coating technology. Sorption capacity can be improved through activation and additives, but currently not to the extent needed for concentrated BCFs. Positive effects of commercial BCFs containing small amount of biochar appear to result from pyrolysis-derived biostimulants. Our review highlights three prospects for improving N retention: 1) sorption of NH3 gas on specifically activated biochar, 2) synergies between biochar and clay porosities, which might provide economical sorption enhancement, and 3) physical loading of solid N forms within biochar. Beyond proof of concept, quantitative nutrient studies are needed to ascertain that potential future BCFs deliver expected effects on both slow-release and N use efficiency.