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Wasserverfügbarkeit für Pflanzen in Böden mit und ohne Biochar - Einfluss von Porengröße und Herstellungsverfahren auf die Verbesserung eines sandigen Nutzbodens.

Natascha Brecht (2012)  

Diplomarbeit vom 27.08.2012

(Kooperation mit der Technischen Universität Kaiserslautern, Prof. Dr. Burkhard Büdel)

 

Wasserverfügbarkeit für Pflanzen in Böden mit und ohne Biochar - Einfluss von Porengröße und Herstellungsverfahren auf die Verbesserung eines sandigen Nutzbodens.


Abstract

The objective of the presented study is the water availability with application of various biochars of different production process or pore size and their effects on barley (Hordeum vulgare) growth and performance. It is based on observations of a sandy top soil from Groß Gerau (Germany), but is applicable over the special field within the faculty and exterior. Anthropogenic climate change is no longer in discussion but a fact. Target arrangements against the high greenhouse gas concentrations in the atmosphere are essentially required. Carbon sequestration as possible by amending soils with biochar is a promising approach. An additional appeal could be the enhanced soil fertility as a directly profitable factor. Since the interactions among applied biochar, soil and plant are not fully understood, those are turned attention to with water as the main factor. Biochars thereby differ in their production method; splitting in hydrochars of hydrothermal carbonization and biochars of dry pyrolysis. Further influences come from production temperature and feedstock. In prior studies as well as in the plant experiment a low-temperature dry pyrolysis biochar turned out to be most efficient; not only water holding capacity and water use efficiency but also plant performance could be enhanced, thereby increasing crops.

Kurzfassung

Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit sind Wasserverfügbarkeiten nach Applikation verschiedener Pflanzenkohlen unterschiedlicher Herstellungsweise und Porengröße und deren Auswirkungen auf Wachstum und Aktivität von Gerste (Hordeum vulgare). Sie basiert auf Beobachtungen an einem sandigen Oberboden aus Groß Gerau (Deutschland), ist aber auch ohne weiteres über den Fachbereich hinaus innerhalb und außerhalb der Fakultät nutzbar. Der anthropogene Klimawandel ist längst keine Debatte mehr, sondern eine Tatsache. Gezielte Maßnahmen gegen die hohen Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre sind unbedingt erforderlich. Eine Kohlenstoffsequestrierung, wie sie durch Pflanzenkohleeinbringung in den Boden möglich wird, ist hier ein Erfolg versprechender Ansatz. Einen zusätzlichen Anreiz bietet die Boden verbessernde Wirkung als sofort profitabler Faktor. Da die Wechselwirkungen zwischen applizierten Pflanzenkohlen, Boden und Pflanze noch nicht völlig verstanden sind, wurden diese mit Hauptaugenmerk auf den Faktor Wasser untersucht. Hierbei gibt es Unterschiede im Herstellungsverfahren der Pflanzenkohlen, die sich in aus hydrothermaler Karbonisierung hergestellte Hydrochars und aus trockener Pyrolyse hergestellte Biochars aufspalten. Weiteren Einfluss nehmen Herstellungstemperatur und Ausgangsmaterial. Sowohl in den durchgeführten Vorversuchen, als auch im Pflanzversuch stellte sich eine niedertemperat in trockener Pyrolyse hergestellte Pflanzenkohle als am effizientesten dar; nicht nur die Wasserhaltekapazität und die Wassernutzungseffizienz, sondern auch die pflanzliche Aktivität wurde gesteigert, verbunden mit einer Erhöhung des Ertrages.