Biochar kan de gewasopbrengst op arme gronden verhogen en de effecten van klimaatverandering helpen stoppen, zo blijkt uit onderzoek. Dus waarom gebruiken we het niet meer? Een product gemaakt van stedelijk, land- en bosbouwafval heeft als bijkomend voordeel dat het de ecologische voetafdruk van de moderne landbouw vermindert, zo blijkt uit een internationaal onderzoek waarbij UNSW betrokken is.
Gasthoogleraar aan de School of Materials Science and Engineering van UNSW Science, Stephen Joseph, zegt dat de gepubliceerde studie sterk bewijs levert dat biochar kan bijdragen aan de beperking van de klimaatverandering.
"Het kan koolstof uit de atmosfeer naar de bodem halen en het honderden tot duizenden jaren opslaan", zegt de hoofdauteur.
"Deze studie toonde ook aan dat biochar helpt bij het opbouwen van organische koolstof in de bodem tot 20 procent (gemiddeld 3.8 procent) en de uitstoot van stikstofoxide uit de bodem met 12 tot 50 procent kan verminderen, wat de voordelen van klimaatverandering vergroot"
De bevindingen worden ondersteund door het recente speciale rapport van het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering over klimaatverandering en land, waarin werd geschat dat er een belangrijk potentieel voor het verminderen van de klimaatverandering beschikbaar was.
"Het intergouvernementele panel ontdekte dat het tegen 300 wereldwijd tussen de 660 miljoen en 2050 miljoen ton koolstofdioxide per jaar zou kunnen verminderen", zegt prof. Joseph.
“Vergelijk dat met de uitstoot van Australië vorig jaar – naar schatting 499 miljoen ton koolstofdioxide – en je kunt zien dat biochar veel uitstoot kan absorberen. We hebben alleen een wil nodig om het te ontwikkelen en te gebruiken.”
Stabiele houtskool
Biochar is het product van het verwarmen van biomassaresiduen zoals houtsnippers, dierlijke mest, slib, compost en groenafval, in een zuurstofarme omgeving - een proces dat pyrolyse wordt genoemd.
Het resultaat is stabiele houtskool die de uitstoot van broeikasgassen kan verminderen en tegelijkertijd de bodemvruchtbaarheid verhoogt.
De GCB Bio-energie studie beoordeelde ongeveer 300 artikelen, waaronder 33 meta-analyses die veel van de 14,000 van zijn onderzoeken onderzochten die in de afgelopen 20 jaar zijn gepubliceerd.
"Het ontdekte dat de gemiddelde gewasopbrengst steeg van 10 naar 42 procent, de concentraties van zware metalen in plantenweefsel met 17 tot 39 procent waren verminderd en dat de beschikbaarheid van fosfor voor planten ook toenam", zegt prof. Joseph.
"Biochar helpt planten weerstand te bieden aan omgevingsstress, zoals ziekten, en helpt planten giftige metalen, waterstress en organische verbindingen zoals het herbicide atrazine te verdragen."
Voordelen voor planten
De studie beschrijft voor het eerst hoe biochar de wortelzone van een plant verbetert.
In de eerste drie weken, als het reageert met de grond, kan het de ontkieming van zaden en de groei van zaailingen stimuleren.
Gedurende de volgende zes maanden worden er reactieve oppervlakken op de deeltjes gecreëerd, waardoor de toevoer van voedingsstoffen naar planten wordt verbeterd.
Na drie tot zes maanden begint biochar in de bodem te 'verouderen' en vormt het microaggregaten die organische stof beschermen tegen afbraak.
Prof. Joseph zegt dat uit de studie bleek dat de grootste reacties op biochar waren in zure en zandige bodems waar biochar samen met kunstmest was aangebracht.
"We vonden de positieve effecten ervan die dosisafhankelijk waren en ook afhankelijk van het afstemmen van de eigenschappen van de biochar op bodembeperkingen en voedingsbehoeften van planten", zegt prof. Joseph.
"Planten, met name in voedselarme, zure bodems die veel voorkomen in de tropen en vochtige subtropen, zoals de noordkust van NSW en Queensland, kunnen aanzienlijk profiteren van biochar.
"Zandbodems in West-Australië, Victoria en Zuid-Australië, met name in droge gebieden die steeds meer worden getroffen door droogte als gevolg van klimaatverandering, zouden ook enorm profiteren."
Prof. Joseph AM is een expert in het produceren van gemanipuleerde stabiele biochar uit landbouw-, stads- en bosbouwresiduen.
Hij heeft onderzoek gedaan naar de voordelen van biochar bij het bevorderen van gezonde bodems en het aanpakken van klimaatverandering sinds hij er in de jaren zeventig door inheemse Australiërs mee werd geïntroduceerd.
Hij zegt dat biochar al honderden jaren door inheemse volkeren in Australië, Latijns-Amerika (vooral in het Amazonegebied) en Afrika wordt gebruikt voor de productie van gewassen en voor het behoud van gezonde bodems.
Biochar is ook opgenomen in de 17e eeuw als voedingssupplement voor dieren.
Maar hoewel Australische onderzoekers biochar sinds 2005 hebben bestudeerd, is het relatief langzaam op gang gekomen als een commercieel product, waarbij Australië ongeveer 5000 ton per jaar produceert.
"Dit is gedeeltelijk te wijten aan het kleine aantal grootschalige demonstratieprogramma's dat is gefinancierd, evenals het gebrek aan kennis van boeren en overheidsadviseurs over biochar, hindernissen in de regelgeving en een gebrek aan durfkapitaal en jonge ondernemers om te financieren en biochar-bedrijven bouwen”, zegt prof. Joseph.
Ter vergelijking: de VS produceert ongeveer 50,000 ton per jaar, terwijl China meer dan 500,000 ton per jaar produceert.
Moet economisch haalbaar zijn
Prof. Joseph, die een Orde van Australië heeft ontvangen voor zijn werk op het gebied van hernieuwbare energie en biochar, zegt dat om een wijdverbreide acceptatie van biochar mogelijk te maken, het gemakkelijk moet worden geïntegreerd met landbouwactiviteiten en moet worden aangetoond dat het economisch levensvatbaar is.
"We hebben de wetenschap gedaan, maar we hebben niet genoeg middelen om mensen op te leiden en te trainen, om demonstraties op te zetten zodat boeren de voordelen kunnen zien van het gebruik van biochar, om deze nieuwe industrie te ontwikkelen", zegt hij.
Dit verandert echter langzaam omdat grote bedrijven COXNUMX-reductiecertificaten (CORC's) kopen om hun uitstoot te compenseren, wat het profiel van biochar in Australië een boost geeft.
Biochar heeft potentieel in een reeks toepassingen.
Prof. Joseph was co-auteur van een recente studie in International Materials Reviews waarin de minder bekende toepassingen van biochar, zoals een bouwmateriaal, worden beschreven om toxines in de bodem te verminderen, micro-organismen te laten groeien, in diervoeder en bodemsanering.
UNSW heeft een samenwerkingsbeurs met een bedrijf en een universiteit in Noorwegen om een op biochar gebaseerde antimicrobiële coating te ontwikkelen om ziekteverwekkers in water te doden en te gebruiken bij luchtfiltratie systemen, hij zegt.