Biokul: Kulstoflagring og jordforbedringsmiddel

Biokul kan være en gamechanger for både kulstoflagring og græsplænens ydeevne - og Danmark viser vejen.

Danmark udforsker aktivt innovative måder at reducere sit CO²-fodaftryk på. En af landets største udfordringer ligger i landbruget, som bidrager med omkring 22 % af den samlede udledning af drivhusgasser - hvoraf 19 % tilskrives kvægbrug. De løsninger, der udvikles, kan have vidtrækkende fordele for den globale bæredygtighedsindsats.

En lovende tilgang er brugen af pyrolyse, en termisk proces, der i fravær af ilt omdanner organisk materiale til biochar, gas og olie. Selv om det ikke er realistisk at pyrolysere al landbrugsbiomasse, tyder undersøgelser på, at anvendelse i stor skala kan halvere landbrugets CO²-fodaftryk. Nu undersøger danske forskere og industripartnere, hvordan biokul kan gavne ikke bare landbruget, men også græsplænen.

Hos E. Marker A/S er vi begejstrede for at undersøge, hvordan man kan genbruge biomasse og samtidig opnå langsigtet kulstoflagring, og om biokul er egnet til markedet for græs.

Denne forskning udføres i tæt samarbejde med Closing Loops, en platform dedikeret til bæredygtig genanvendelse af biomasse og støttet af EU.

Det danske pilotprojekt fremhæver synergien mellem videnskab, landbrug og industri for at tackle en af vores mest presserende globale udfordringer: bæredygtig arealforvaltning og afbødning af klimaforandringer.

Pilotprojektet om at lukke kredsløb

Dette potentiale udforskes i et igangværende projekt støttet af EU i et samarbejde mellem forskellige danske virksomheder, der arbejder sammen i programmet Closing Loops. Pilotanlægget - en eksperimentel kvægfarm med ca. 700 dyr - producerer ca. 10.000 tons biomasseaffald om året, herunder gødning, græspulp, halm og stubbe.

Biomassen udsættes først for aerob fermentering i en specialdesignet komposteringsreaktor - en stor beholder, der giver kontinuerlig beluftning og blanding. Gasser, der frigives under komposteringen, opfanges i et lukket biofiltreringssystem. Mere end 90 % af emissionerne absorberes i vand og fjernes fra ammoniak, hvilket sikrer minimal miljøpåvirkning. Denne proces fjerner også 70-80% af biomassens fugtindhold.

Herefter tørres materialet yderligere ved hjælp af infrarød (IR) fortørring og føres derefter ind i en pyrolysereaktor. Her omdannes biomassen i fravær af ilt til biochar sammen med biprodukter som syngas og pyrolyseolie. Biokullet er derefter klar til anvendelse i landbruget og på græsarealer.

Hvad er biokul?

Biokul er et kulstofrigt, stabilt materiale, der fremstilles ved at opvarme organisk biomasse ved høje temperaturer under iltfattige forhold. Dets porøse struktur giver et ideelt levested for gavnlige jordmikrober som bakterier og mykorrhizasvampe.

De vigtigste fordele for græsjorden er bl.a:

• Forbedret struktur og beluftning

• Forbedret vandtilbageholdelse og dræningsbalance

• Større kapacitet til at holde på næringsstoffer

• Reduceret udvaskning af næringsstoffer

• Bedre mikrobiel aktivitet og rodsundhed

• Modereret pH-værdi i jorden og binding af skadelige forbindelser

Disse egenskaber kan gøre biokul til et stærkt biostimulerende middel til græs, der understøtter sundere rodzoner, højere græskvalitet og reduceret afstrømning af gødning.

Hvad siger forskningen?

Flere undersøgelser giver indsigt i biochars potentiale for græsarealer:

Deshoux et al (2023): Biokul kan øge jordens mikrobielle biomasse og mangfoldighed, men resultaterne varierer afhængigt af biokultype, jordbund og forvaltningspraksis.

Montgomery et al. (2024): Ingen forskel i etablering af strandsvingel under ideelle forhold, men fordelene ved biokul kan være større under tørke eller næringsstofbegrænsninger.

XiaoXiao Li et al. (2018): Tilsætning af 10 % biochar af risskaller til sandbaserede rodzoner forbedrede porøsitet, vandbinding, frøspiring og tidlig vækst af Agrostis stolonifera.

Det kan man tage med sig: Biochars fordele er mest synlige under stressforhold, hvilket gør det særligt relevant for sandjord, tørkeudsatte områder og vedligeholdelse med lavt input.

E. Marker A/S' bidrag til projektet

E.Marker A/S, ejer af mærket TourTurf^®, er en aktiv bidragyder til dette projekt. E.Marker A/S er involveret i at fastsætte produktspecifikationer, udføre indledende præstationsforsøg og vurdere biochars indvirkning på jordforbedring og græsvækst.

Forsøg i vækstrum

I en indledende fase for at undersøge potentialet for biokul som biostimulerende middel til græs blev der startet et vækstrumsforsøg for at vurdere og sammenligne vækst og rodudvikling af græs behandlet med biokul og flere produktkombinationer, herunder andre TourTurf^®-jordforbedringsmidler i forskellige mængder, med en ubehandlet kontrol. De første evalueringer fokuserer på skudvækst, rodudvikling og fastholdelse af næringsstoffer.

Ruggræs bruges som modelplante. Ruggræs eller Lolium perenne bruges almindeligvis til fairways og baner. Til potteforsøgene bruges en potteblanding med sand og jord. Halvvejs gennem forsøget vil det blive vurderet, om der skal anvendes en standardgødning til græs for at efterligne et normalt program.

Forsøget tester 18 forskellige behandlinger med fem gentagelser hver:

• Spirehastighed

• Plantehøjde og fugtighedsniveauer (to gange om ugen)

• Rodmasse og plantebiomasse ved høst

• Præstationer under simuleret tørkestress

Målet er at kvantificere, hvordan biokul kan forbedre vækst, rodfæstelse, næringsstoftilbageholdelse og modstandsdygtighed over for tørke i professionelle græsplæner.

Se fremad

Biokul er stadig i de tidlige stadier af græsforskningen, men tegnene er lovende. Ved at kombinere kulstoflagring med potentielle forbedringer af jordens sundhed giver det en sjælden win-win for både miljøet og plæneforvalterne.

Efterhånden som dette danske pilotprojekt skrider frem, vil vi dele resultater og praktisk vejledning i, hvordan biokul kan integreres i vedligeholdelsesprogrammer for græs.

Information fra tilgængelig forskning:

Deshoux et al. (2023) gennemførte den første metaanalyse nogensinde med fokus på, hvordan biochar-ændringer påvirker jordens mikrobielle biomasse og diversitet på tværs af en lang række eksperimentelle forhold. Det fandt de ud af i undersøgelsen: "Vi demonstrerede, at et stort panel af variabler, der svarer til biochar-egenskaber, jordegenskaber, landbrugspraksis eller forsøgsbetingelser, kan påvirke effekten af biochar på jordens mikrobielle egenskaber." (Deshoux M, Sadet-Bourgeteau S, Gentil S, Prévost-Bouré NC. Effekter af biokul på jordens mikrobielle samfund: En meta-analyse. Videnskaben om det samlede miljø. 2023 Dec;902:166079. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166079)

Montgomery et al. (2024) kunne ikke finde nogen forskel i etablering af strandsvingel ved tilførsel af biokul sammenlignet med ubehandlet jord. Forfatterne bemærker: "De gavnlige virkninger af biokul, som f.eks. øget vand- og næringsstofkapacitet, er mere fremtrædende, når vand og næringsstoffer er begrænsede. Græsplæneforvaltere kan ønske at bruge biokul og kompostprodukter til at reducere de negative virkninger af nødvendige vandingsreduktioner, når græsplænen er modnet." (Montgomery, J.; Crohn, D.; Schiavon, M.; Silva Filho, J.B.; Leinauer, B.; McGiffen, M.E., Jr. Effekter af biokul og kompost på etableringshastigheder for plænegræs. Agronomy 2024, 14, 960. https://doi.org/10.3390/agronomy14050960) Forskellene kan være mere tydelige under stress, som det er tilfældet med mange biostimulanter.

XiaoXiao Li et al. (2018) undersøgte, hvordan man kan forbedre egenskaberne ved sandbaserede græsrodzoner med biochar fra risskaller for at fremme væksten af Agrostis stolonifera. De fandt ud af, at "den samlede porøsitet og kapillærporøsitet, vandretention og mættet hydraulisk ledningsevne blev øget betydeligt i forhold til biochar af risskaller. Sandbaseret rodzone tilsat 10 % biochar af risskaller fremmede frøspiring og vækst af unge kimplanter med en markant højere væksthastighed, bladfremspiring, skud- og rodbiomasse og græsdækning end kontrollen." (XiaoXiao Li, XuBing Chen, Marta Weber-Siwirska, JunJun Cao, ZhaoLong Wang, Effects of rice-husk biochar on sand-based rootzone amendment and creeping bentgrass growth, Urban Forestry & Urban Greening, Volume 35, 2018, Pages 165-173, ISSN 1618-8667 , https://doi.org/10.1016/j.ufug.2018.09.001.)