Advanced Biochar Fertilizers for Multiple Ecological Benefits in Soil Conditioning

Dagens jord- og skogbrukspraksis er utfordrende for miljøet og fører til negative bivirkninger som grunnvannforurensning, overgjødsling av nitrogen og degradering av jordsmonnet. Samtidig er effektivt jord- og skogbruk avgjørende for å møte behovene til en voksende verdensbefolkning. Det er også ønskelig at urban beplantning er miljøvennlig og bærekraftig. Prosjektet ABC4Soil tar sikte på å utvikle en ny generasjon av biobasert og effektivt gjødsel ved hjelp av en termokjemisk pyrolyseprosess med minimal negativ miljøpåvirkning ved bruk av bare lokalt tilgjengelige biprodukter. Biprodukter fra jord- og skogsbruk kan bli omdannet til biokarbon, som har høyt karboninnhold og en porøs struktur. Biokarbonet vil så bli dynket i flytende organisk avfall (f.eks. kveggjødsel) og bli gjennomtrukket med næringsstoffer og derved bli omgjort til gjødsel. Prosjektet har jobbet med å utvikle en oppskrift for biobasert gjødsel med høyest potensial. Effektiviteten ble testet under realistiske forhold ved å bruke den til å dyrke årlige matavlinger på mindre gårder. I tillegg ble biokarbonet også brukt som underlag for dyrking av trær i byer, der de urbane omgivelsene gir utfordrende vekstforhold. Prosjektet gjennomføres i samarbeid mellom Tyske og Norske universiteter, samt Sintef Energi. Prosjektet identifisert potensialer for biomasse i både Tyskland og Norge. Flere relevante biomasse biprodukter ble valgt og pyrolysert i forskjellige reaktorer. Det produserte materialet ble blandet med gjødsel. På grunn av biokullets porøse struktur lagres næringsstoffene i materialet og slippes ut langsommere og mer kontrollert til omgivelsene, noe som gjør det veldig effektivt og unngår problemer med tradisjonelle oppdrettsmetoder, som for eksempel utvasking av nitrater i grunnvannet. I løpet av prosjektet er det gjennomført en serie drivhusforsøk i stor skala for å bestemme den beste anvendelsen av biokull, samt for å bekrefte og kvantifisere den positive effekten av forskjellige biokullråvarer på plantevekst. Prosjektet har også støttet byen Trondheim i å plante sine første urbane trær med biokull og gjennomført en storstilt test på en av Trøndelags jordbruksskoler, og dermed aktivt involvert studenter og undervisere i biokullplantingsmetoder. Med støtte fra prosjektet ble Nordic Biochar Network initiert og grunnlagt i slutten av 2019, og tilbyr en åpen plattform for forskere, produsenter, brukere og beslutningstakere fra de nordiske landene for å spre kunnskap om biokull/biochar.

In addition to the direct results generated in the project and published in scientific literature, the following activities are a direct result of the project: - Open access database for farmers, which can be used to estimate the carbon storage potential using locally available residues. The database will remain accessable beyond the project duration - Nordic Biochar Network, established as an independent association, will continues to work with the dissemination of biochar-related research activities and results - A handbook of biochar production is in preparation and will be published in 2023 - A local architect from Trondheim has adapted the use of biochar as one of their standard additives for planting urban trees - An agricultural high school has established themselves as a interested and motivated research partner through their participation in the project

This project aims to produce a new generation of potent organic fertilizers, based on the recycling of farm and forest residues. Surplus materials such as wood waste, straw, or digestate are subjected to a pyrolysis process and transformed into biochar, a porous solid with a high carbon content. In a subsequent impregnation process, the chars are upgraded by immobilization of nutrients in the porous structure. This is done by soaking the chars with liquid organic residues (e.g. animal manure, other nutrient rich biogenic liquids). These so called advanced biochar (ABC) based fertilizers will be used as a soil amendment in growing annual food crops and trees in forests and urban settings. There will be a special focus on the use of biochar-based fertilizers for planting trees in cities, where urban surrounding pose a challenging growing environment. The practical tests will be performed in collaboration with the city of Trondheim and a follow-up of the success beyond the duration of the project will be possible.