Biochar, hydrochar and uncarbonized feedstock application to permanent grassland—Effects on greenhouse gas emissions and plant growth

Schimmelpfennig, Sonja; Müller, Christoph; Grünhage, Ludger; Koch, Christian; Kammann, Claudia

doi:10.1016/j.agee.2014.03.027

Cited by 152 publications

(85 citation statements)

References 101 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Therefore, it is expected that the heterocyclic N of HTC char would behave in a similar way to the pyrolytic heterocyclic N. A comparison of the results of this study with literature reveals that the effects of HTC char application to agricultural soils on the emissions of N2O are unclear (Table 2). Increased (Kammann et al 2012) and reduced (Malghani et al 2013;Dicke et al 2014) emissions of N2O after fertilizer application compared with control treatments have been documented; however, cases of no difference between HTC and control treatments have been reported by Schimmelpfennig et al (2014), which accords with our results. Reasons for this could involve the production conditions of HTC, the feedstock, the incubation conditions, and the soil used.…”

Section: Nitrous Oxide Emissionssupporting

confidence: 78%

“…Hydrothermally carbonized char made of digestate and wheat straw reduced emissions of N2O (Dicke et al 2014), whereas emissions after adding HTC char made of hemp dust did not differ significantly from those of the control sample. Furthermore, Schimmelpfennig et al (2014) observed no difference between treatments with or without HTC char and concluded that this was caused by the moisture regimes compared with Kammann et al (2012). In different forest soils, Malghani et al (2013) observed both increased and decreased emissions of N2O, compared with the HTC charfree soil.…”

Section: Nitrous Oxide Emissionsmentioning

confidence: 91%

“…Higher HTC production temperatures seem to influence the emissions of N2O. At production temperatures of 230 °C, reduced emissions of N2O were reported (Malghani et al 2013;Dicke et al 2014), whereas lower production temperatures resulted in increased or unchanged emissions, compared with HTC char-free soils (Kammann et al 2012;Schimmelpfennig et al 2014). Not only the temperature, but also the feedstock used influences the emissions of N2O.…”

Section: Nitrous Oxide Emissionsmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Effect of Hydrothermally Carbonized Hemp Dust on the Soil Emissions of CO2 and N2O

Dicke

Lühr

Ellerbrock

et al. 2015

BioRes

View full text Add to dashboard Cite

The impact on carbon dioxide (CO2) and nitrous oxide (N2O) emissions when applying hydrothermally carbonized (HTC) char to soil was investigated in a laboratory experiment with two HTC chars made from hemp (Cannabis sativa L.) dust and incubated for 131 d. Two fractions of hemp dust were collected during fiber processing (from fractionation and suction) and were carbonized at 230 °C for 6 h in water. Non-treated and water-washed HTC chars were used in incubation experiments, doubling the carbon concentration of the soil. As a result of adding HTC char to soil, CO2 emissions increased significantly in all cases compared to the control treatment. Washing the HTC chars easily removed dissolvable carbon (C) compounds, which significantly decreased CO2 emissions. Nitrous oxide emissions, following the incorporation of HTC char, did not differ from those of the control sample; however, washed HTC char treatments tended to emit less N2O than the corresponding unwashed samples. Hydrothermally carbonized char obtained from the suction of dust may play a greater role as a soil conditioner than HTC char from dust by fractionation because dust from suction accumulates to a larger degree during hemp fiber processing.

show abstract

Section: Nitrous Oxide Emissionssupporting

confidence: 78%

Section: Nitrous Oxide Emissionsmentioning

confidence: 91%

Section: Nitrous Oxide Emissionsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Effect of Hydrothermally Carbonized Hemp Dust on the Soil Emissions of CO2 and N2O

Dicke

Lühr

Ellerbrock

et al. 2015

BioRes

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…A szakirodalom egy jelentős része pedig a bioszén hatásairól nyújt információt a talaj fizikai tulajdonságaira nézve, mint például pó-rusméret eloszlása, porozitása, aggregátumstabilitása, a talaj térfogattömege, valamint víztartó képessége (ZHANG et al, 2012;SCHIMMELPFENNIG et al, 2014;HERATH, 2013). Bioszén használatával a talaj tápanyagtartalma, vízgazdálkodása javulhat (NGUYEN et al, 2014;SCHIMMELPFENNIG et al, 2014;DOWNIE et al, 2009;CHAN et al, 2007;HARDIE et al, 2014) azáltal, hogy elősegíti az aggregá-tum-képződést, javítja az aggregátum-stabilitást, így módosítva a talaj pórusainak eloszlását (DOWNIE et al, 2009;JONES et al, 2011;HARDIE et al, 2014).…”

Section: Bevezetésunclassified

Komposzt illetve műtrágya bioszén kezeléssel mutatott együttes hatásának vizsgálata karbonátos homoktalaj nedvességtartalmára és talajlégzésére

Dencső¹,

Tóth²,

Gelybó³

et al. 2017

Agrokem

View full text Add to dashboard Cite

A talajok tulajdonságainak javítása céljából végzett bioszénnel történő kezelések hatása a különböző fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságú talajok esetében még nem teljesen ismert. Kísérleteinket homoktalajon végeztük az MTA ATK TAKI Őrbottyánban lévő kísérleti telepén, ahol kukoricát vetettek. Hét kezelést vizsgáltunk, négy ismétlésben. Három esetben a talaj különböző dózisban bioszenet és konstans dózisú műtrágyát tartalmazott (0,1 m/m%; 0,5 m/m%; 1 m/m%; jelölésük BC0,1M; BC0,5M; BC1,0M), három esetben pedig a fent említett bioszén dózisokat egységesen 10 t/ha komposzttal egészítettük ki (BC0,1K; BC0,5K; BC1,0K). Ezek mellett pedig kialakítottunk egy bioszén és komposzt mentes abszolút kontroll (K) kezelést is. Kutatásunk során talajszondákkal monitoroztuk a talajnedvességtartalmának alakulását, valamint statikus kamrás mintavételi eljárással a talajlégzést is mértük a kezelésekben. A talajnedvesség éves átlagát nézve 1% bioszénnel és komposzttal kezelt parcella esetében a talaj nedvességtartalma nem szignifikáns mértékben növekedett a bioszén és komposzt mentes abszolút kontroll környezethez képest. Csapadékesemények alkalmával az 1% bioszenet és komposztot tartalmazó parcellában nőtt meg legjobban a talajnedvesség, illetve hasonlóan alakult a nedvességtartalom a 0,5% bioszénnel kezelt műtrágyás parcellában is. Csapadékesemények után az összes bioszenet és műtrágyát, illetve bioszenet és komposztot tartalmazó parcellában gyorsabban száradt ki a talaj a kontrollhoz képest. A csapadékban szegényebb, szárazabb időszak alkalmával egyedül az 1% bioszenet és komposztot tartalmazó kezelés talajnedvessége volt magasabb a kontrollhoz képest, a 0,5% bioszénnel és műtrágyával kezelt, komposzt mentes esetben a nedvesség hasonlóan alakult a kontrollhoz viszonyítva, az összes többi esetben jóval az alatt maradtak az értékek. Összességében megállapítható, hogy a komposztot tartalmazó talajok érzékenyebben reagáltak a csapadékra, a legjobb vízgazdálkodást az 1% bioszén és komposzt kezelés esetében értük el. Önmagában a bioszén nagy mennyiségű (1,0 m/m%) adagolása nem volt egyértelműen talajnedvesség-növelő hatású. A bioszén szén-dioxid forgalomra történő hatását a talajlégzés mérésével vizsgáltuk. A bioszénnel, valamint műtrágyával kezelt és a kontroll kezelések között csak néhány esetben volt különbség. A komposzttal kevert bioszén kezelések alkalmával hasonló eredményre jutottunk, mint a műtrágyával kevert bioszén esetében. Eredményeink alapján arra következtethetünk, hogy a talajlégzés nem függött a bioszén dózisától. A bioszén talajlégzésre gyakorolt hatása közvetett módon, a talajnedvesség befolyásolásán keresztül valósul meg, mivel bioszenet alkalmazva bizonyos esetekben a talajnedvesség emelkedett a kontrollhoz képest, ekkor a talajlégzés ugyancsak magasabb lett, amely jelenség a komposzttal kezelt esetekben jól megfigyelhető volt.

show abstract

“…Because biochar is not always applied purely but also mixed with manures, minerals fertilizers and compost [18][19][20][21], another wealth of data becomes available from trails that, however, also contribute to the complexity to explain the observed effects.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Biochar for Soil Improvement: Evaluation of Biochar from Gasification and Slow Pyrolysis

2015

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:The growing need for food, energy and materials demands a resource efficient approach as the world's population keeps increasing. Biochar is a valuable product that can be produced in combination with bio-energy in a cascading approach to make best use of available resources. In addition, there are resources that have not been used up to now, such as, e.g., many agro-residues that can become available. Most agro-residues are not suitable for high temperature energy conversion processes due to high alkali-content, which results in slagging and fouling in conventional energy generation systems. Using agro-residues in thermal processes, therefore, logically moves to lower temperatures in order to avoid operational problems. This provides an ideal situation for the combined energy and biochar production. In this work a slow pyrolysis process (an auger reactor) at 400 °C and 600 °C is used as well as two fluidized bed systems for low-temperature (600 °C-750 °C) gasification for the combined energy and biochar generation. Comparison of the two different processes focuses here on the biochar quality parameters (physical, chemical and surface properties), although energy generation and biochar quality are not independent parameters. A large number of feedstock were investigated on general char characteristics and in more detail the paper focuses on two main input streams (woody residues, greenhouse waste) in order to deduct relationships between char parameters for the same feedstock. It is clear that the process technology influences the main biochar properties such as elemental-and ash composition, specific surface area, pH, in addition to mass yield quality of the gas produced. Slow pyrolysis biochars have smaller specific surface areas (SA) and higher PAH than the gasification samples (although below international norms) but higher yields. Higher process OPEN ACCESSAgriculture 2015, 5 1077 temperatures and different gaseous conditions in gasification resulted in lower biochar yields but larger TSA, higher pH and ash contents and very low tar content (16-PAH). From the feedstock data looked at in more detail, a few trends could be deducted in the attempt to learn how to steer the biochar characteristics for specific uses.

show abstract

Biochar, hydrochar and uncarbonized feedstock application to permanent grassland—Effects on greenhouse gas emissions and plant growth

Cited by 152 publications

References 101 publications

Effect of Hydrothermally Carbonized Hemp Dust on the Soil Emissions of CO2 and N2O

Effect of Hydrothermally Carbonized Hemp Dust on the Soil Emissions of CO2 and N2O

Komposzt illetve műtrágya bioszén kezeléssel mutatott együttes hatásának vizsgálata karbonátos homoktalaj nedvességtartalmára és talajlégzésére

Biochar for Soil Improvement: Evaluation of Biochar from Gasification and Slow Pyrolysis

Contact Info

Product

Resources

About