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.
Agegnehu, G., Bass, A. M., Nelson, P. N., Bird, M. I. 2016. Benefits of Biochar, Compost and Biochar-compost for Soil Quality, Maize Yield and Greenhouse Gas Emissions in a Tropical Agricultural Soil. Science of The Total Environment 543. 295–306.
Basso, A. S., Miguez, F. E., Laird, D., Horton, A. R., Westgate, M. 2013. Assessing Potential of Biochar for Increasing Water-Holding Capacity of Sandy Soils. GCB Bioenergy 5. (2) 132–143.
Chan, K. Y., Van Zwieten, L., Meszaros, I., Downie, A., Joseph, S. 2007. Agronomic Values of Greenwaste Biochar as a Soil Amendment. Australian Journal of Soil Research 45. (8) 629–634.
Davidson, E., Verchot, L., Cattanio, J., Ackerman, I., Carvalho, J. 2000. Effects of Soil Water Content on Soil Respiration in Forests and Cattle Pastures of Eastern Amazonia. Biogeochemistry 48. 53–69.
Downie, A., Crosky, A., Munroe, P. 2009. Physical Properties of Biochar. J. LEHMANN and STEPHEN J. [szerk.] Biochar for Environmental Management: Science and Technology. 13-29 Earthscan kiadó, London. — 448 oldal.
Dugan, E., A. Verhoef, S. Robinson, Sohi, S. 2010. Bio-Char from Sawdust, Maize Stover and Charcoal: Impact on Water Holding Capacities of Three Soils from Ghana. 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Change World, August 9–12.
Glaser, B., J. Lehmann, W. Zech, 2002. Ameliorating Physical and Chemical Properties of Highly Weathered Soils in the Tropics with Charcoal - A Review. Biology and Fertility of Soils 35. (4) 219–230.
Hardie, M., Clothier, B., Bound, S., Oliver, G., Close, D. 2014. Does Biochar Influence Soil Physical Properties and Soil Water Availability? Plant Soil 376, 347–361.
Herath, H. M. S. K., M. Camps-Arbestain, M. HEDLEY. 2013. Effect of Biochar on Soil Physical Properties in Two Contrasting Soils: An Alfisol and an Andisol. Geoderma 209-210. 188–197.
IPCC. 2013., Ciais, P., Sabine, C., Bala, G., Bopp, L., Brovkin, V., Canadell, J., Chhabra, A., Defries, R., Galloway, J., Heimann, M., Jones, C., Le Quéré, C., Myneni, R. B., Piao, S., Thornton, P. 2013. Carbon and Other Biogeochemical Cycles. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., Qin, D., Plattner, G.-K., Tignor, M., Allen, S. K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V., Midgley, P.M. [szerk]]. 6.5.2.1. fejezet 547. https://www.ipcc.ch/pdf/assessmentreport/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter06_FINA L.pdf
Jones, D. L., Murphy, D. V., Khalid, M., Ahmad, W., Edwards-Jones, G., Deluca, T. H. 2011. Short-term Biochar-induced Increase in Soil CO2 Release is Both Biotically and Abiotically Mediated. Soil Biology and Biochemistry 43. (8). 1723–1731.
Kása I. , Molnár S., Horel Á. 2016. A Hőmérséklet és a Bioszén Típusának, valamint Mennyiségének Hatása a Talaj Nettó Nitrifikációjára. Agrokémia és Talajtan 65. 297–311.
Kocsis T. , Biró B. 2015. Bioszén hatása a talaj-növény-mikróba rendszerre: előnyök és aggályok — Szemle. Agrokémia és Talajtan 64. 257–272.
Laird, D. A., Fleming, P., Davis, D. D., Horton, R., Wang, B., Karlen, D. L. 2010. Impact of Biochar Amendments on the Quality of a Typical Midwestern Agricultural Soil. Geoderma 158. (3-4). 443–449.
Lehmann, J., Gaunt, J., Rondon, M. 2006. Bio-Char Sequestration in Terrestrial Ecosystems - A Review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 11. (2) 403–427.
Lehmann, J., Czimczik, C., Laird, D., Sohi, S. 2009. Biochar for Environmental Management: Science and Technology Lehmann, J., Joseph, S. [szerk]. 11. fejezet: Stability of Biochar in Soil. 183. oldal.
Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi, J., Grossman, J., O’Neill, B., Skjemstad, J. O., Thies, J., Luizao, F. J., Petersen, J., Neves., E. G. 2006. Black Carbon Increases Cation Exchange Capacity in Soils. Soil Science Society of America Journal 70. (5) 1719–1730.
Liu, J., Schulz, H., Brandl, S., Miehtke, H., Huwe, B., Glaser, B. 2012. Shortterm Effect of Biochar and Compost on Soil Fertility and Water Status of a Dystric Cambisol in NE Germany under Field Conditions. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 175. (5) 698–707.
Marchetti, C. 1977. On geo-engineering and CO2 problem. Climatic Change. 1. 59–68.
Mohan, D., Pittman, C. U., Steele, P. H. 2006. Pyrolysis of Wood/Biomass for Bio-oil: A Critical Review. Energy Fuels 20. 848–889.
Mukherjee, A., Lal., R. 2013. Biochar Impacts on Soil Physical Properties and Greenhouse Gas Emissions. Agronomy 3. (2) 313–339.
Nguyen, B. T., Koide, R. T., Dell, C., Skinner, H., Adler, P. R., Nord, A. 2014. Turnover of Soil Carbon following Addition of Switchgrass-derived Biochar to Four Soils. Soil Science Society of America Journal 78. (2) 531–537.
Novak, J.M., Busscher, W.J., Watts, D.W., Amonette, J.E., Ippolito, J. A., Lima, I. M., Gaskin, J., Das, K. C., Steiner, C., Ahmedna, M., Rehrah, D., Schomberg, H. 2012. Biochars Impact on Soil-Moisture Storage in an Ultisol and Two Aridisols. Soil Science. 177. (5)310–320.
Post, W. M., Kwon, K. C. 2000. Soil Carbon Sequestration and Land-Use Change: Processes and Potential. Global Change Biology 6. (3) 317–327.
Rasmussen, P. E., Goulding, K. W. T., Brown, J. R., Grace, P. R., Janzen, H. H., Ko, M. 1998. Long-Term Agroecosystem Experiments: Assessing Agricultural Sustainability and Global Change. Science. 282. 893–896.
R Core Team 2012. A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0.
Schimmelpfennig, S., Müller, C., Grünhage, L., Koch, C., Kammann, C. 2014. Biochar, Hydrochar and Uncarbonized Feedstock Application to Permanent grassland — Effects on Greenhouse Gas Emissions and Plant Growth. Agriculture, Ecosystems & Environment 191. 39–52.
Schlesinger, W. H., Lichter, J. 2001. Limited Carbon Storage in Soil and Litter of Experimental Forest Plots under Increased Atmospheric CO2. Nature 411. (6836) 466–469.
Schulz, H., Glaser, B. 2012. Effects of Biochar Compared to Organic and Inorganic Fertilizers on Soil Quality and Plant Growth in a Greenhouse Experiment. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 175. 410–422.
Solaiman, M. Z., Blackwell, P. Abbott, L. K., Storer, P. 2010. Direct and Residual Effect of Biochar Application on Mycorrhizal Root Colonisation, Growth and Nutrition of Wheat. Australian Journal of Soil Research 48. 546–554.
Sui, Y., Gao, J., Liu, C., Zhang, W., Lan, Y., Li, S., Meng, J., Xu, Z.. Tang, L. 2016. Interactive Effects of Straw-derived Biochar and N Fertilization on Soil C Storage and Rice Productivity in Rice Paddies of Northeast China. Science of The Total Environment 544. 203–210.
Tang, X. L., Zhou, G. Y., Liu, S. G., Zhang, D. Q., Liu, S. Z., Li, J., Zhou, C. Y. 2006. Dependence of Soil Respiration on Soil Temperature and Soil Moisture in Successional Forests in Southern China. Journal of Integrative Plant Biology 48. (6) 654–663.
Tryon, A. E. H. 1948. Effect of Charcoal on Certain Physical, Chemical, and Biological Properties of Forest Soils. Ecological Society of America, Division of Forestry 18. (1) 81–115.
Woolf, D., Amonette, J. E., Street-Perrott, A., Lehmann, J., Joseph, S. 2010. Sustainable Biochar to Mitigate Global Climate Change. Nature Communications 1. (5) 1–9.
YU, O-Y., Raichle, B., Sink, S. 2013. Impact of Biochar on the Water Holding Capacity of Loamy Sand Soil. International Journal of Energy and Environmental Engineering 4. (1) 44.
Zhang, A., Liu, Y., Pan, G., Hussain, Q., Li, L., Zheng, J., Zhang, X. 2012. Effect of Biochar Amendment on Maize Yield and Greenhouse Gas Emissions from a Soil Organic Carbon Poor Calcareous Loamy Soil from Central China Plain. Plant and Soil 351. (1-2) 263–275.