Biokull i småskala landbruk kan forbedre avlinger med klimafordeler på grunn av karbonlagring i jorda. Dette prosjektet tar sikte på å måle biokullets bidrag som klimatiltak, bedre matsikkerhet og lønnsomhet. Vi vil studere den overordnede miljøeffekten av biokull ved hjelp av livsløpsanalyser. En slik tilnærming tar hensyn til alle primære og sekundære miljøeffekter av ulike scenarier. Her er det viktig å bruke et systemperspektiv for å vurdere både direkte klimatiltak, men også utslipp og klimagasser og giftige forbindelser under biokullproduksjon.
Bruk av biokull vil være avhengig av lønnsomhet på gårdsnivå. Vi vil derfor evaluere inntektene ved biokullimplementering og virkningene på produktmengde og kvalitet. Det skal etableres verdikjeder rundt biokull i afrikansk landbruk.
De to viktigste effektene av biokull i Afrika sør for Sahara er vannretensjon og næringsstoffretensjon. Interaksjon mellom biokull og nitrogensyklusen vil bli studert for å evaluere nitrogenbrukseffektivitet. Vi vil også studere viktigheten av biokull-jord-vann-avling interaksjoner for forbedret toleranse av matsystemer mot tørke. Vi vil måle fuktnivået i jorda kontinuerlig gjennom flere vekstsesonger.
Vi samhandler med lokale jordbrukssamfunn i Kenya og Sør-Afrika og teste biokull i forsøk på gård. Tre workshops rundt "ParTriDes" som er Participatory Trial Design, har blitt gjennomført i Kenya og Sør-Afrika.
På to steder i Kenya (Kwale i den varme kystregionen, Embu i høylandet) og et sted i Sør-Afrika (Okhahlamba) har vi valgt det optimale stedet for feltforsøkene. For å velge riktig gård brukte vi en multicriteria decision analysis, hvor prosjektteamet skåret de mulige gårdene på 9 kriterier. Dette ga et nyttig og kvantitativt grunnlag for å velge riktig gård.
ParTriDes workshops er blitt organisert på alle tre stedene, med hhv. 56 (Kwale), 65 (Embu) og 25 (Okhahlamba) bønder. Her ble forsøkene planlagt i nøyaktig samarbeid med bøndene slik at de er best mulig tilpasset den lokale konteksten. Under workshops ble 200-500 kg biokull laget sammen med bøndene. Teknikken som ble fulgt var flame curtain kiln, en enkel, manuell og ren metode som består av et spesielt utformet utgravd hull i bakken. Med den kan det produseres 500 til 1000 kg biokull per dag uten behov for dyrt utstyr eller lang forberedelse. Bøndene fikk kursmateriale slik at de skulle kunne klare å lage biokull for egen gård etterpå. Deltakelse av kvinner under workshops var god (rundt 50%).
De viktigste funnene fra workshops var at den enkle manuelle teknikken passer godt for småskala bønder i lavinntektsland Kenya, men ikke i høymellominntektsland Sør-Afrika. I Sør-Afrika kom det klare ønsker fra bønder om mer avanserte pyrolyse-enheter for å fremstille biokull. Også var det mer dyrehold i Sør-Afrika enn i Kenya slik at det var stor interesse for kompost-biokull formuleringer. Vårt forslag er å regne gjennom cost-benefit for ulike biokullbaserte verdikjeder i den lokale sørafrikanske konteksten i det nåværende prosjektet, og bruke disse vurderingene som grunnlag for å søke tilleggsfinansiering for å sette opp slike mer avanserte enheter, f eks i en utlysning i Science for Africa (frist 15 januar 2023).
Under feltbesøkene ble det laget 4 forskjellige kortfilmer. Disse ble delt med bøndene og lagt ut på WhatsApp-grupper sammen med bøndene, YouTube, LinkedIn og NGIs sosiale mediekanaler. Filmenes temaer var i) valg av optimal gård, ii) produksjon av biokull, iii) effekter av biokull i jord, og iv) inkludering og forventninger til bøndene. Prosjektets mål og partnere ble også presentert på LinkedIn og i Whatsapp-innlegg.
Feltforsøkene ble satt opp på alle tre steder i Kenya og Sør-Afrika. I forsøkene undersøker vi effekt av 9 forskjellige behandlinger, bl a forskjellige biokulldoseringer med og uten mineralgjødsling og dyregjødsel. Kontinuerlig feltoppfølging består av måling av jordfuktighet med TDR-målere, samt måling av nitrogenbalansen. I tillegg vil jorda i de forskjellige forsøksplots bli prøvetatt før og etter forsøkene, sik at vi får innsikt i effekt av biokull på jordas karbonlagring og tilgjengelighet av næringsstoffer.
For Kwale bekrefter den første jordprøvetaking at riktig sted ble valgt mht jordkvalitet og homogenitet. De første avlingsresultatene fra Kwale indikerer at biokull har en beskjeden effekt.
Håpet er at prosjektets resultater kan brukes til å veilede myndigheter om hvordan biokull kan integreres i småskala landbruk.
Biochar integration in small-holder agriculture is a transformative adaptation of the food production system to achieve climate mitigation, climate resilience and sustainable intensification. This project aim to quantify the contribution of biochar to climate change resilience, improved food security and profitability and to address knowledge gaps regarding biochar use in small-holder agriculture contexts in sub Saharan Africa. We will study the biochar contribution to climate change mitigation using a life-cycle analysis approach. Here, it is important to use a system perspective to assess both direct climate mitigation but also to consider trade-offs. Adoption of biochar will be dependent on profitability at farm level. We will therefore evaluate the cost-benefit of biochar integration and the impacts of produce quantity and quality on food value chains. Interaction between biochar and the nitrogen cycle will be studied to evaluate nitrogen use efficiency and the sustainability of nitrogen supply in the cropping system. We will also study the importance of biochar-soil-water-crop interaction for improved climate and (drought) resilience. We will use a range of state-of-the-art methodology from our respective disciplines. The consortium consist of a trans-disciplinary team of researchers from Sweden, Norway, Kenya and South Africa with a broad competence in system analysis, agronomy, soil science, agricultural economy, food technology and microbiology. We will interact with local farming communities in Kenya and South Africa and test biochar integration in on-farm trials but also utilize data from our on-going research in other countries. Our results can be utilized to guide policy development on how biochar can be integrated in small-holder farming systems, and how bottlenecks that prevents the integration can be identified and addressed. Increased use of biochar can contribute to Agenda2030, SDG1: No Poverty, SDG 2: Zero Hunger and SDG13: Climate Action.
