Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Biokol är ett material med hög kolhalt som framställs genom en reaktion som kallas pyrolys. Pyrolys är en upphettning av biologiskt material under förhållandevis låga temperaturer och begränsad tillgång till syre. Biokolet som bildas innehåller en hög andel kol och har en stor specifik yta. Materialet som används vid biokolstillverkning kan vara ved, spannmål, grönmassa eller annat organiskt material. Att använda sig av avfall från spannmålshantering och djurhållning är ett sätt att både bli av med restprodukten men också att få värme genom pyrolysreaktionen samt biokol som en biprodukt. Biokolet har historiskt sett använts för att tillföras jorden för att förbättra dess bördighet men har även andra användningsområden. Man har på senare år diskuterat möjligheten att med hjälp av biokolsprocessen varaktigt binda koldioxid från atmosfären till marken och på så sätt minska dess miljöpåverkan. Eftersom biokol är mycket stabilt bevaras det under lång tid i jorden på så sätt fungerar det som en kolsänka. När det gäller biokolets användning i jordbruket är det känt för att öka jordens vattenhållande förmåga och bidra till markens näringshållande förmåga vilket kan bidra positivt till växtodlingen. Biokol har också vissa pH-höjande effekter på marken.

I denna uppsats redovisas resultat från två försök med syftet att undersöka biokolets effekter på skördenivån. Försöken har behandlingar med biokol med eller utan mineralgödsel och/eller stallgödsel. Ejlertslundsförsöket utanför Simrishamn är ett långliggande försök på sandjord. Tre av skördeåren då det odlades korn har analyserats. Försöket består av sex led varav tre av dem fått olika mängd biokol men samma mängd kväve. Därtill finns ett led som endast fått biokol, ett obehandlat led och ett som fått N27 och gödsel, den så kallade gårdens gödsling. Sammanfattningsvis gick det att se en effekt på skörden i led som fått både mineralgödsel och biokol. I några fall har biokol bidragit till skördeökningen. Det syns däremot ingen effekt i det led som bara tillförts biokol vilket tyder på att en kombination av de båda krävs för att det ska påverka skörden. Ett försök på Sandby gård i Skåne testades effekten av olika givor kväve, fosfor, kalium och biokol under skördeåren 2014 och 2015. Inga statistiskt signifikanta skördeökningar kunde påvisas vid tillförsel av biokol. Den skördehöjande effekten kunde främst härledas till tillförsel av kväve i mineralgödselform. I båda försöken fanns en tendens till skördesänkning i led som endast fått biokol under första skördeåret efter utförd biokolsbehandling. I både fallen försvinner effekten under nästkommande år. Detta kan bero på en immobilisering av kväve i ett tidigt skede efter tillsats av biokol. Sammanfattningsvis så går det att säga att i dessa försök har inte biokol i sig någon gödslande effekt, men att det i samband med kvävegödsling kan ge ett bättre kväveutnyttjande och en högre skörd. Mer forskning som pekar åt samma håll krävs för att motivera lantbrukare till att använda sig av biokol i lantbruket. Det krävs också en större produktion av biokol för att kunna få ner priset då det behövs stora kvantiteter för att göra skillnad i jordbruket

Biochar is a material with high content of carbon that is produced in a reaction called pyrolysis, which is combustion of biologic material at a low combustion temperature with restricted access to oxygen. The biochar produced is high in carbon and has a large specific surface area. The material used in biochar production can be wood, grain, green forage or other organic matter. Waste material from grain production and cattle management can be used in pyrolysis with the advantage that you get rid of the waste product and at the same time you produce heat and biochar. Historically, biochar has been used as a soil amendment to enhance soil fertility but there are other possible applications. Recently there has been a discussion concerning the possibility to immobilize carbon dioxide from the atmosphere by biochar addition to the soil. Biochar is chemically very stable and it is recalcitrant in the soil and can therefore store carbon in the soil for a long time. Biochar is also known to enhance the water and nutrient holding capacity of the soil and in such a way make nutrients more available for plants. Biochar have also been shown to have positive effects on soil pH in acidic soils.

In this thesis results from two experiments on the addition of biochar with or without addition of inorganic fertilizer and/or manure of biochar are reported. The experiment at Ejlertslund outside Simrishamn is a long-term field trial on sandy soils. Data from three years’ cultivation with barley has been analyzed. The trial consists of six treatments and in three of them the same amount of nitrogen has been added together with different amount of biochar. In addition to this there is one treatment with just biochar, one untreated and one treatment with both liquid manure and N27. In summary, there was a significant effect on the yield where both nitrogen and biochar were added. However, there´s no evidence that biochar influences yield on its own which shows that nutrients are needed in combination with the biochar to enhance yield. In the experiment at Sandby gård in Skåne, Sweden, the effect of addition of biochar, nitrogen, phosphorus and potassium on yield was tested in 2014 and 2015. There were no significant increases in yield as a result of the addition of biochar. Significant positive effects on yield occurred as a result of the addition of nitrogen and biochar. In both field trials a small yield reduction occurred the first year in treatments containing only biochar. In both cases this effect disappears the year after. This could depend on immobilization of nitrogen in an early stage after addition of biochar.

To sum up, biochar on its own had no fertilizing effect. Together with nitrogen fertilizer it does give a better nitrogen efficiency and a higher yield. More studies with positive results are important to motivate farmers to use biochar. A larger production is needed to be able to offer a better price since a great quantity is needed to make a difference in agriculture.