Biokol kan förändra förutsättningarna för både koldioxidlagring och gräsmattans prestanda - och Danmark visar vägen.
Danmark utforskar aktivt innovativa sätt att minska sitt koldioxidavtryck. En av landets största utmaningar ligger inom jordbruket, som står för cirka 22% av de totala utsläppen av växthusgaser - varav 19% härrör från boskapsuppfödning. De lösningar som håller på att utvecklas kan få långtgående fördelar för det globala hållbarhetsarbetet.
En lovande metod är pyrolys, en termisk process som i avsaknad av syre omvandlar organiskt material till biokol, gas och olja. Även om det inte är realistiskt att pyrolysera all biomassa från jordbruket tyder studier på att en storskalig användning skulle kunna halvera jordbrukets koldioxidavtryck. Nu undersöker danska forskare och industripartners hur biokol kan vara till nytta inte bara för jordbruket utan även för skötseln av gräsmattor.
Vi på E. Marker A/S ser fram emot att undersöka hur man kan återanvända biomassa samtidigt som man uppnår långsiktig koldioxidlagring och om biokol är lämpligt för marknaden för gräsmattor.
Forskningen bedrivs i nära samarbete med Closing Loops, en plattform som är inriktad på hållbar återanvändning av biomassa och som stöds av EU.
Det danska pilotprojektet belyser den synergistiska kraften hos vetenskap, jordbruk och industri för att ta itu med en av våra mest brådskande globala utmaningar: hållbar markförvaltning och begränsning av klimatförändringarna.
Denna potential utforskas i ett pågående projekt som stöds av EU i ett samarbete mellan olika danska företag som arbetar tillsammans i programmet Closing Loops. Pilotanläggningen - en försöksgård för nötkreatur med cirka 700 djur - producerar cirka 10.000 ton biomassaavfall varje år, inklusive gödsel, gräsmassa, halm och stubb.
Biomassan utsätts först för aerob fermentering i en specialdesignad komposteringsreaktor - en stor behållare som ger kontinuerlig luftning och blandning. Gaser som frigörs under komposteringen fångas upp i ett slutet biofiltreringssystem. Mer än 90% av utsläppen absorberas i vatten och ammoniak avlägsnas, vilket ger minimal miljöpåverkan. Processen avlägsnar också 70-80% av biomassans fuktinnehåll.
Därefter torkas materialet ytterligare med hjälp av infraröd (IR) förtorkning och förs sedan in i en pyrolysreaktor. Här omvandlas biomassan till biokol, tillsammans med biprodukter som syntesgas och pyrolysolja, i frånvaro av syre. Biokolet är sedan redo för användning inom jordbruk och på gräsmattor.
Förbättrad struktur och luftning
Förbättrad vattenretention och dräneringsbalans
Större kapacitet att hålla kvar näringsämnen
Minskad urlakning av näringsämnen
Bättre mikrobiell aktivitet och rothälsa
Modererat pH-värde i marken och bindning av skadliga föreningar
Dessa egenskaper kan göra biokol till ett kraftfullt biostimulerande medel för gräsmattor, vilket bidrar till friskare rotzoner, högre gräskvalitet och minskad avrinning av gödningsmedel.
Deshoux et al (2023): Biokol kan öka den mikrobiella biomassan och mångfalden i marken, men resultaten varierar beroende på typ av biokol, mark och skötselmetoder.
Montgomery et al (2024): Ingen skillnad i etablering av tallsvingel under idealiska förhållanden, men fördelarna med biokol kan vara större under torka eller näringsbegränsningar.
XiaoXiao Li et al (2018): Tillsats av 10 % biokol från risskal till sandbaserade rotzoner förbättrade porositeten, vattenretentionen, frögroningen och den tidiga tillväxten av Agrostis stolonifera.
E.Marker A/S, ägare av varumärket TourTurf®, är en aktiv bidragsgivare till detta projekt. E.Marker A/S är involverade i att fastställa produktspecifikationer, genomföra preliminära prestandatester och bedöma biokolets inverkan på jordbearbetning och gräsets tillväxt.
I en inledande fas för att undersöka biokolets potential som biostimulerande medel för gräsmattor inleddes ett tillväxtrumsförsök för att bedöma och jämföra tillväxt och rotutveckling hos gräsmattor som behandlats med biokol och flera produktkombinationer, inklusive andra TourTurf® jordförbättringsmedel i olika doser, med en obehandlad kontroll. Tidiga utvärderingar fokuserar på skotttillväxt, rotutveckling och näringsretention.
Rajgräs används som modellväxt. Rågräs eller Lolium perenne används ofta för fairways och gräsmattor. För krukförsöken används en krukväxtblandning av sand och jord. Halvvägs genom försöket kommer det att utvärderas om ett standardgödselmedel för gräsmattor kommer att appliceras för att efterlikna ett normalt program.
I försöket testas 18 olika behandlingar med fem replikat vardera, spårning:
Groningshastighet
Planthöjd och fuktnivåer (två gånger i veckan)
Rotmassa och växtbiomassa vid skörd
Prestanda under simulerad torkstress
Målet är att kvantifiera hur biokol kan förbättra tillväxt, rotning, näringsretention och motståndskraft mot torka i professionella gräsmattor.
Biokol är fortfarande i ett tidigt skede av forskningen om gräsmattor, men tecknen är lovande. Genom att kombinera koldioxidlagring med potentiella förbättringar av markhälsan erbjuder det en sällsynt win-win för både miljön och gräsmatteförvaltarna.
I takt med att det danska pilotprojektet fortskrider kommer vi att dela med oss av resultat och praktisk vägledning om hur biokol kan integreras i underhållsprogram för gräsmattor.
Deshoux et al (2023) genomförde den första metaanalysen någonsin med fokus på hur biokoltillsatser påverkar mikrobiell biomassa och mångfald i marken under en rad olika experimentella förhållanden. Studien fann att: "Vi visade att en stor panel av variabler som motsvarar biokolets egenskaper, markegenskaper, jordbruksmetoder eller experimentella förhållanden kan påverka biokolets effekter på markens mikrobiella egenskaper." (Deshoux M, Sadet-Bourgeteau S, Gentil S, Prévost-Bouré NC. Effekter av biokol på mikrobiella samhällen i marken: En metaanalys. Vetenskapen om den totala miljön. 2023 Dec;902:166079. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166079)
Montgomery et al (2024) kunde inte hitta några skillnader i etableringstakten för rörsvingel efter applicering av biokol jämfört med obehandlade jordar. Författarna konstaterar: "De positiva effekterna av biokol, såsom ökad vatten- och näringshållande förmåga, är mer framträdande när vatten och näringsämnen är begränsade. Grässkötare kanske vill använda biokol och kompostprodukter för att minska de negativa effekterna av nödvändiga bevattningsminskningar när gräset har mognat." (Montgomery, J.; Crohn, D.; Schiavon, M.; Silva Filho, J.B.; Leinauer, B.; McGiffen, M.E., Jr. Effekter av biokol och kompost på etableringshastigheten för gräsmattor. Agronomy 2024, 14, 960. https://doi.org/10.3390/agronomy14050960) Skillnaderna kan vara mer uppenbara under stressförhållanden, vilket är fallet med många biostimulanter.
XiaoXiao Li et al (2018) undersökte hur man kan förbättra egenskaperna hos sandbaserade rotzoner för gräsmattor med biokol från risskal för tillväxt av Agrostis stolonifera. De fann att "total porositet och kapillär porositet, vattenretention och mättad hydraulisk konduktivitet ökade signifikant i proportion till biokol från risskal. Sandbaserad rotzon ändrad med 10% av rishusk biokol främjade frögroning och tillväxt av unga plantor med signifikant högre tillväxthastighet, bladuppkomsthastighet, skott- och rotbiomassa och torvtäckning än 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.)