Effect of biochar on soil fertility, organic matter management and its role in climate change mitigation  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
83956
Type PD
Principal investigator Gál, Anita
Title in Hungarian Bioszén hatása a talaj termékenységre, szervesanyag gazdálkodásra és szerepe a klímaváltozás mérséklésében
Title in English Effect of biochar on soil fertility, organic matter management and its role in climate change mitigation
Keywords in Hungarian bioszén, talaj szervesanyag, klímaváltozás mérséklése, talajtermékenység
Keywords in English biochar, soil organic matter, climate change mitigation, soil fertility
Discipline
Soil sciences, soil biology, soil chemistry, soil physics (Council of Complex Environmental Sciences)60 %
Plant stress biology (Council of Complex Environmental Sciences)40 %
Panel Complex agricultural sciences
Department or equivalent Department of Soil Science and Agrochemistry (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences)
Starting date 2010-10-01
Closing date 2013-09-30
Funding (in million HUF) 21.864
FTE (full time equivalent) 2.54
state closed project
Summary in Hungarian
A talaj kiemelkedő szerepet játszik a klímaváltozás mérséklésében és a talaj szervesanyag tartalma jelzője a talaj minőségének is. Javítja a talaj fizikai, kémiai, biológiai tulajdonságait, ezáltal termesztő közeg funkcióját. A mezőgazdasági talajok szervesanyag tartalma csökkent, talajvédő műveléssel és trágyázással főleg az aktív frakció mennyiségét tudjuk növelni. Bioszén talajba juttatásával azonban a stabil frakció mennyisége növelhető. A bioszén növényi maradványok pirolízisekor keletkezik zárt rendszerben, az előállítás melléktermékei is felhasználhatók. Aromás szerkezete révén stabil, a felszíni oxidáció során kialakuló csoportok pedig növelik tápelemtartó képességét. Szerepe a hulladékgazdálkodásban is fontos, hiszen a hulladékként kezelt szerves növényi maradványok komposztálását kiegészítve, ellenőrzött előállítás után értékes talajjavító anyagként visszajuttatható a termőföldbe. A kutatás célja annak vizsgálata, hogy a faszénelőállítás révén talajba jutott szénült maradványok milyen hatása mutatható ki, illetve talajba kevert különböző eredetű faszén minták hogyan hatnak a talaj kémiai, biológiai, fizikai tulajdonságaira, a szervesanyag minőségére. A kutatómunka információt szolgáltat majd a bioszén hatásáról a szervesanyag gazdálkodásra és talajtermékenységre. Kidolgozásra kerül egy a szervesanyag készlet változás nyomonkövetésére alkalmas költséghatékony és környezetbarát módszer is.
Summary
Soils play an outstanding role in mitigation of climate change and soil organic matter is an important indicator also of soil quality. It improves the physical, chemical and biological properties of the soil, thus its properties for agricultural production. Organic matter content of agricultural soils declined, and with conservation tillage or fertilization we can enhance the content of the labile fraction. Use of biochar in soils however will increase also the amount of the stabil fraction. Biochar results from incomplete combustion by controlled production in a closed system, the byproducts can be used as well. It is stable due to its aromatic structure, and oxidation on its surface increases its nutrient holding capacity. Biochar might be important also in waste management, since beside composting of green wastes, complementing it, after controlled production it can be put back into soil as valuable material for soil improvement. Purpose of the research is to determine how biochar application enhance the physical, biological and chemical properties of the soil and organic matter quality. A cost-effective, environmental friendly procedure will be developed for determination of organic matter content as well.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A pirolizált biomassza alapanyagú bioszén napjainkban egyre fontosabb kutatási téma talajtani, klímavédelmi és hulladékgazdálkodási szempontból egyaránt. A légköri széndioxid talajban történő raktározása révén a klímaváltozás mérsékelhető, valamint a technológia sikeres kiegészítője lehet a komposztálásnak, a nagy mennyiségben keletkező biológiailag lebomló hulladékok ártalmatlanításában és természetbe való visszaforgatásában értékes talajjavító anyagként. Talajokon történő hasznosítása számos előnnyel jár a fizikai, kémiai, biológiai tulajdonságok javítása révén. A talajba juttatva hosszú idő alatt táródik fel, pozitív hatása jelentős a talaj termékenységére, tápanyag gazdálkodására. Növeli a talajok szervesanyag tartalmát, szervesanyag készletét, kationcsere kapacitását, víztartó képességét, pH-ját. Kedvező felületi tulajdonságai miatt csökkenti a tápanyag kimosódást, és kedvezőbb életteret biztosít a termesztett növények és talajlakó élőlények számára. A talaj szervesanyag készletének minőségét a stabilabb, lassabban feltáródó alkotók révén javítja, így a szerves szén a talajban hosszabb ideig tárolható.
Results in English
Biochar produced of pirolized biomass is nowadays a research topic of growing interest because of its importance in soil science, climate protection and waste management as well. By the storage of atmospheric carbon-dioxide in the soil climate change can be mitigated, plus this technology can be successful in complementing composting in the disposal of the huge amount of biologically degradable waste by putting it back into soil as valuable material for soil improvement. Its use in soils has numerous advantages; it improves the physical, chemical and biological properties of the soil. Its utilization time in the soil is long; it has a positive effect on soil fertility and nutrient management. It increases in the soils the organic matter content, organic matter stock, cation exchange capacity, water retention and pH. Its favorable surface properties decreases nutrient leaching and provide better conditions for the produced crops and soil biota. It increases the quality of soil organic matter by increasing the amount of the more stabile, slower utilized fraction, thus organic carbon can be stored in the soil for a longer time.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=83956
Decision
Yes





 

List of publications

  
Nyilas T., Rétháti G., Gál A., Hetényi M.: Organic matter characterization by Rock-Eval pyrolysis in traditional sites producing charcoal, Applied Geochemistry, kézirat, várható IF = 2,304, 2014
Gál A., Rétháti G., Simon B.: Faszénnel dúsított talajok széntároló képessége, Agrokémia és Talajtan, kézirat, 2014
Gál A., Simon B., Rétháti G.: Növényi növekedés és tápanyagfelvétel vizsgálata faszén-talaj rendszerben, Agrokémia és Talajtan, kézirat, 2014
Gál A., Simon B., Hegymegi P., Michéli E.: A talaj szervesanyag harmonizált európai monitoringjának hazai tesztelése, Agrokémia és Talajtan, kézirat, 2014
M. Hetényi, T.Nyilas, N. Czirbus, J. Fekete, Cs. Sajgó, A. Gál: Geochemical characterization of organic matter in three subtypes of Rendzina (lithomorphic) soil, European Journal of Soil Science, kézirat, várható IF = 2.651, 2014
Rétháti G., Czinkota I., Nyilas T., Simon B., Gál A.: Különböző korú faszenes talajminták Zn szorpciós viselkedése, Agrokémia és Talajtan, kézirat, 2014
Creamer, R. E., Schulte, R. P. O., Stone, D., Gal, A., Krogh, P. H., Lo Papa, G., Murray, P. J., Pérès, G., Foerster, B., Rutgers, M., Sousa, J.P., Winding, A.: Measuring basal soil respiration across Europe: do incubation temperature and incubation period matter?, Ecological Indicators 01/2014; 36:409-418., 2014
Rex A. Omonode, Doug R. Smith, Anita Gál and Tony J. Vyn: Soil Nitrous Oxide Emissions in Corn following Three Decades of Tillage and Rotation Treatments, Soil Science Society of America Journal, 75: 1: 152-163, 2011
Szécsy O., Gál A., Dombos M..: Humuszminőség vizsgálata eróziós területeken, Talajvédelem, Különszám, pp. 481-490, 2012
A. Gál, G. Rétháti, B. Simon: Effect of differently aged charcoal on soil fertility, Növénytermelés, Vol.62., Supplement, pp. 265-268., 2013
G. Rétháti, G. Zságer, B. Simon, Gy. Füleky, A. Gál: Zn sorption behaviour of soils containing charcoal with different age, International Conference Biochars, Composts, and Digestates. Production, Characterization, Regulation, Marketing, Uses and Environmental Impact. Bari, Olaszország, 2013
Rétháti G., Czinkota I., Tolner L., Füleky Gy., Gál A.: Zn megkötődés változása talaj-bioszén rendszerben, Második Környezetkémiai Szimpózium, Dobogókő, 2013
Anita Gál, Barbara Simon, Gabriella Rétháti, Tamás Szegi: Effect of charcoal from differently aged char production sites on soil carbon and fertility, Proceedings of the 2012 Eurosoil Conference, Bari, Italy, 2012
Simon B., Gál A., Marosfalvi Zs., Hegymegi P., Szeder B. és Michéli E: Az ENVASSO Projekt által kidolgozott módszertan tesztelése az erózió okozta talaj biodiverzitás csökkenés mérésére, Agrokémia és Talajtan, 60, 1, 245-258, 2011
Simon B., Marosfalvi Zs., Szeder B., Gál A.: Földigiliszta egyedszám és fajösszetétel vizsgálata különböző talajhasználatnál., Talajvédelem. Különszám. 253-259, 2011
Simon, B., Marosfalvi, Zs., Szeder, B., Riesz L., Gál, A.: Abundance and species composition of earthworms under different soil use., Proceedings of the 2012 Eurosoil Conference, Bari, Italy, 2012
Gál A, Simon B: Testing of soil biological indicators for detection of soil degradation processes, Soil science colloquium, Hohenheim University, Stuttgart, Germany, 2011
Gál A: Nachhaltiger Klimaschutz durch Böden, Internationale Sommer-Universität der Umweltwissenschaften, Erneubare Energien und Klimaschutz. Dessau-Roβlau, Deutschland, 2011
Gál A: A hazai talajok szervesanyag tartalma., „Klímaváltozás és tápanyagellátás hatása a talaj-növény rendszer szénforgalmában, tartamkísérletben” c. konferencia. „ Magyarország-Románia Határon Átnyúló Együttműködési, 2011
A. Gál: Umweltschutz in Ungarn, Alumni Summer School, Justus-Liebig Universitaet, Németország, Giessen, 2013



Back »