En laboratorieundersøkelse fant at kombinasjon av ris-halmbiokull med kalium-oppløseliggjørende bakterier økte vann-oppløselig kalium i sur matjord med 52,5 % og tilgjengelig kalium med 49,8 %.
Den integrerte behandlingen økte også jordens pH, økte organisk materiale og reduserte kaliumbevegelsen inn i undergrunnen. Disse resultatene tyder på at biologiske produkter og karbon-baserte endringer kan bidra til å beholde næringsstoffer i avlingsrotsonen. Funnene er imidlertid basert på et inkubasjonseksperiment, og papiret er fortsatt et forhåndstrykk under offentlig diskusjon og fagfellevurdering.
Forskere ledet av Saba Babar publiserte disse funnene på EGUsphere, preprint-plattformen for SOIL, et tidsskrift med åpen{0}}tilgang til European Geosciences Union. Manuskriptet ble mottatt 1. juni og gikk i offentlig diskusjon 17. juli.
Kombinert behandling utkonkurrerer kaliumgjødsel alene
Forskerne plasserte 850 gram sur jord i søyler med et 0–15 centimeter matjordlag og et 15–30 centimeter jordlag. Kaliumgjødsel ble kun påført det øverste laget for å måle retensjon nær overflaten og bevegelse nedover under vanning.
Fem behandlinger ble testet i fire replikater: en ubehandlet kontroll, kaliumgjødsel alene, kalium med 1 % biokull etter jordvekt, kalium med et bakteriepodestoff og kalium med både biokull og bakterier.
Sammenlignet med kaliumgjødsel alene, økte den kombinerte behandlingen matjords pH med 13,5 % og organisk materiale i jorda med 53,9 %. Vann-oppløselig kalium økte med 52,5 %, og tilgjengelig kalium økte med 49,8 %.
Papiret antyder ikke at dyrkere kan redusere kaliumpåføringen med samme prosentandel. I stedet viser resultatene at den kombinerte behandlingen endret frigjøring og retensjon av kalium i forsøksjorda.
Biokull beholder kalium når bakterier frigjør det
Kalium i jord forekommer i flere bassenger. Noen er oppløst i jordvann eller holdt på utvekslingssteder der planterøtter kan få tilgang til det, mens en mye større andel kan være fanget i mineraler eller fiksert i former som ikke er umiddelbart tilgjengelige for avlinger.
Kalium-oppløseliggjørende bakterier frigjør organiske syrer og andre forbindelser som mobiliserer kalium fra mineraler. Studien antyder at biokull støtter denne prosessen ved å beholde noe av det nylig solubiliserte næringsstoffet.
Biokulls porøse struktur, overflateareal og kation-utvekslingskapasitet gir adsorpsjonssteder for kaliumioner. I eksperimentet begrenset disse egenskapene nedadgående bevegelse ettersom bakterier økte kaliumløseligheten.
Denne interaksjonen er spesielt viktig i sur jord, som kan ha begrenset kaliumadsorpsjonskapasitet. Som et resultat kan oppløst kalium bevege seg under hovedrotsonen under vanning.
Potensielle implikasjoner for kaliumeffektivitet
Kalium er en av landbrukets tre viktigste gjødselnæringsstoffer, sammen med nitrogen og fosfor. Forbedring av kaliumretensjon kan være til fordel for regioner som er avhengige av importert kaliumklorid og vanningssystemer der næringstap under rotsonen reduserer effektiviteten.
Funnene tyder på en komplementær{0}}næringsstrategi snarere enn en direkte erstatning for mineralkali. Biokull leverer kun kalium hvis råstoffet inneholder det, mens kalium-oppløselige bakterier hovedsakelig mobiliserer eksisterende reserver i jord eller mineraler.
Et kommersielt levedyktig program vil måtte vurdere jordas kaliumreserver, avlingsfjerningsgrad, biokullsammensetning, inokulasjonsytelse og gjødselpåføringshastigheter. Den økonomiske saken avhenger av om forbedret oppbevaring av næringsstoffer oppveier kostnadene ved å produsere, transportere og bruke biokull og mikrobielle produkter.
