Kategorie: Publikationen

Die Salzlandwirtschaft ist eine mögliche Lösung für die Produktion von Nahrungsmitteln auf salzbelasteten Böden mit Salzwasser zur Bewässerung. Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen der Anwendung verschiedener Arten und Mengen von Biochar auf salzhaltige Böden unter Bewässerung mit salzhaltigem Wasser auf Indikatoren für Bodenqualität, Wachstumsparameter und Ertrag von Rucola (Garten-Senfrauke) zu untersuchen. Vier Arten von Biochar wurden in den Töpfen in Mengen von 1 %, 3 % und 5 % (w/w) auf den Boden in den Töpfen ausgebracht: Bananenblatt-Biochar (BLB), Reisstroh-Biochar (RSB), Sorghumstiel-Biochar (SSB) und Holzspäne-Biochar (WCB). Dieser Topfversuch wurde mit Rucola unter Bewässerung mit Salzwasser (6,2 dS m^{− 1}) kultiviert. Die Kationenaustauschkapazität, der insgesamt verfügbare Stickstoff und das verfügbare Kalium stiegen im Vergleich zur Kontrollbehandlung (unveränderter Boden) signifikant an. Im Vergleich zur Kontrollbehandlung verbesserte sich die frische Biomasse der Rucolapflanze signifikant um 57-146 %. Der höchste Wert an frischer Biomasse, Stickstoffaufnahme und Phosphoraufnahme der Rucolapflanzen wurde bei 3% SSB-Anwendungen beobachtet.

Zitat:

Elsaman, N.K. et al.: Comparative effects of different types and doses of biochar on soil quality indicators and arugula growth under saline conditions. Scientific Reports  15, Article number: 10046 (2025) 

Foto: pixabay.com Filmbetrachter

Wer unter einem Mangel an aktuellen Fachbüchern zum Thema Biochar leidet, dem kann geholfen werden: unsere Bücher-Liste enthält 23 Titel, welche 2024 oder 2025 herausgekommen sind oder noch 2025 herauskommen werden.

In dieser Sammlung sind Taschenbücher, gebundene Ausgaben und E-Books enthalten. Thematisch reichen die Inhalte vom Do-it-yourself-Führer für den Gartenbau über landwirtschaftliche Anwendungen für Bodenverbesserung und Klimawandel-Adaption, umwelttechnologische Anwendungen, Bodensanierung, industrielle Anwendungen wie der Einsatz in Baustoffen (Beton) bis zu den wissenschaftlichen Grundlagen der Biochar-Produktion, ‑Anwendung und ‑Wirkung.

Der Umfang der Bücher reicht vom schmalen Bändchen für die Praxis bis zum an die 1000 Seiten umfassenden Lehrbuch. Gemeinsam ist den 23 Büchern die englische Sprache. Wer deutschsprachige Biochar-Literatur aus 2024 sucht, sei auf die Biokohle-Broschüre des Fachbeirates für Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz im BML verwiesen:

https://info.bml.gv.at/service/publikationen/landwirtschaft/biokohle-potential-und-grenzen-der-anwendung-in-der-land-und-forstwirtschaft.html

Für den Aufbau Ihrer Biochar-Bibliothek stehen Ihnen die Buchhandlung Ihres Vertrauens und Online Plattformen (Amazon etc.) zur Verfügung. Die große Auswahl an Titeln, die nur 2024 oder 2025 veröffentlicht worden sind, lässt erahnen, um wieviel mehr Literatur es aus den Jahren zuvor gibt. Der Vollständigkeit halber soll auch auf die reichen Online-Quellen zu Biochar auf den Homepages der deutschen, schweizerischen, italienischen und österreichischen Fachverbände, des UKBRC sowie auf die  informativen Plattformen von EBI, IBI, USBI und ANZBIG hingewiesen werden (Links finden Sie unter https://oebika.com/links/) . 

Biochar, welche bei 800 °C aus Abfallholz pyrolysiert wurde, hatte für die Unterstützung von mikrobiologischen Synthesewegen zur Herstellung aromatischer Aminosäuren aus Ammonium-Stickstoff optimale Eigenschaften. Insbesondere die hohe Elektronen-Akzeptor-Kapazität einer solchen Biochar förderte die Produktion von jenen Aminosäuren, welche sich als pflanzliche Biostimulantien eignen. Das Upcycling von Ammoniak (NH₃) aus Abfällen zu Aminosäuren und abgeleiteten pflanzlichen Biostimulantien stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Förderung einer nachhaltigen Landwirtschaft und zur Abschwächung der durch bioaktive Stickstoff-Emissionen verursachten Klimaveränderungen dar.

Zitat:

Tang, Y. et al.: Waste Nitrogen Upcycling to Amino Acids during AnaerobicFermentation on Biochar: An Active Strategy for Regulating Metabolic Reducing Power. Environ. Sci. Technol. 2024, 58, 20060−20072.

In dieser Übersichtsarbeit werden Faktoren, die die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Biochar beeinflussen, und deren Optimierungsmethoden sowie der Einfluss der Biochar-Zugabe auf verschiedene Zementkomposite und deren potenzielle Anwendungen analysiert. Darüber hinaus werden die jüngsten Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens zur Vorhersage der Eigenschaften von Verbundwerkstoffen und der umweltökonomischen Auswirkungen von Materialien überprüft. Die Fortschritte und Herausforderungen bei BC-Zement-Verbundwerkstoffen werden erörtert und mögliche Explorationsrichtungen aufgezeigt. Es wird angeregt, die lokalen Bedingungen für passende Kommerzialisierungspfade zu erforschen und Modelle des maschinellen Lernens zur Leistungsvorhersage und Lebenszyklusanalyse zu entwickeln, um so die breite Anwendung von Biochar in der Industrie und im Bauwesen zu fördern.

Zitat:

Ye, P., Guo, B., Qin, H. et al. The state-of-the-art review on biochar as green additives in cementitious composites: performance, applications, machine learning predictions, and environmental and economic implications. Biochar 7, 21 (2025). https://doi.org/10.1007/s42773-024-00423-1

Der Artikel beschreibt die Entwicklung und in-vitro-Testung eines Pflanzenkohle-basierenden Präparates durch die Pyrolyse eines Gemisches aus Weizenstroh, Aluminiumsilikaten, Eisensulfat und Zinkoxid bei 600 °C mit nachfolgender Aktivierung durch Essigsäure, Propionsäure und Kaliumnitrat.

Das Präparat wies eine große Oberfläche und hohe Konzentrationen an freien Radikalen und sauerstoffhaltigen Bindungen auf. Eine Beimischung von 6,0 % (Trockenmasse) zu einem Grasheu-Substrat reduzierten die kumulierten Gas- und Methanproduktionen nach 48 Stunden um 12,7 % bzw. 29,3 %.

Zitat:

Tahery, S., Parra, M.C., Munroe, P. et al. Developing an activated biochar-mineral supplement for reducing methane formation in anaerobic fermentation. Biochar 7, 26 (2025). https://doi.org/10.1007/s42773-024-00403-5

Foto: pixabay.com Christina9999

Dieser Marktbericht stammt zwar aus den USA zum Stand 11/2023, versucht aber einen globalen Überblick zu geben. Die globale Biochar-Marktgröße wurde für 2023 mit USD 542 Mio. und für 2024 mit USD 615 Mio. geschätzt. Für die weitere Marktentwicklung werden bis 2030 jährliche Zunahmen von ca. 14 % für realistisch gehalten. Nordamerika wird als marktdominierend mit 58 % Marktanteil am Umsatz (market revenue share) und 80 % der großen und mittelgroßen Produzenten angesehen. Der landwirtschaftliche Einsatz von Biochar dominiert mit einem Anteil von 77 %. Unter den Technologiesegmenten wird Pyrolyse mit 65 % als am wichtigsten angesehen, mit kleineren Anteilen für Vergaser- und hydrothermale Karbonisierungstechnologien.

Sudipta, R. et al. (eds.), 2023, Springer Nature Singapore

ISBN 978-981-19-2490-3

Dieses Buch behandelt systematisch die Grundlagen und Anwendungen von modifizierter Pflanzenkohle. Die 19 Kapitel sind in 3 Abschnitte unterteilt, die einen ganzheitlichen Überblick für Forschende aus allen verwandten Bereichen bieten. In den Abschnitten 1 und 2 wird der Pyrolyseprozess vorgestellt, einschließlich der Vorteile und Grenzen der physikalischen, chemischen und biologischen Modifikationsverfahren und der Charakterisierung von modifizierter Pflanzenkohle. Abschnitt 3 beleuchtet das breite Anwendungsspektrum von modifizierter Pflanzenkohle in Brennstoffzellen und Batterien, die Sanierung organischer und anorganischer Schadstoffe aus Boden und Wasser sowie die Bodendüngung. Aufgrund seines Umfangs spricht das Buch eine breite Leserschaft in verschiedenen Bereichen des Chemieingenieurwesens, der Materialwissenschaften und der Umweltwissenschaften an.

Dänemark, eines der führenden europäischen Länder in Bezug auf den Klimaschutz, hat ein umfassendes Pyrolyse-Arbeitsprogramm und eine Strategie veröffentlicht, die darauf abzielen, die weit verbreitete Einführung von Biochar (Biokohle) in der Landwirtschaft zu beschleunigen.

In Anerkennung des erheblichen Einflusses, den Biochar im Kampf gegen die Klimakrise haben könnte, beabsichtigt Dänemark, Biochar als ergänzenden Ansatz zu seinen anderen Maßnahmen zu nutzen, die auf das Ziel hinarbeiten, bis 2045 Netto-Null zu erreichen und bis 2050 eine kohlenstoffnegative Wirtschaft zu werden.

Mit dieser neuen, ausgefeilten Strategie hofft die dänische Regierung, Richtlinien festzulegen, die die größten Hindernisse beseitigen, die der Skalierung der Nutzung von Pflanzenkohle im Land im Wege stehen.

Die neu veröffentlichte Strategie für Pflanzenkohle folgt auf eine Ankündigung der dänischen Regierung Anfang des Jahres, in der sich die Regierung des Landes zu einer Investition von 1,35 Milliarden (1,4 Milliarden US-Dollar) verpflichtete, um die Einführung von Pflanzenkohle in der Landwirtschaft zu fördern, in der Hoffnung, bis 2030 etwa 1,8 Millionen Tonnen Kohlendioxid zu reduzieren.

WissenschaftlerInnen haben in einer neuen Studie gezeigt, dass Röhrchen mit Biochar (Pflanzenkohle) bis zu 92,6 % von Mikroplastik herausfiltern konnten.

Im Labor stellten die ForscherInnen mit Pflanzenkohle gefüllte Säulen her und experimentierten mit zwei Arten: Biochar aus Zuckerrohr und aus Kiefernholz. Frühere Forschungen deuten darauf hin, dass elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Biochar und anderen Substanzen eine Rolle dabei spielen, Mikropartikel auf ihrer Oberfläche zu sorbieren.

Bei der genauen Beobachtung der fluoreszierenden Partikel, während sie Wasserproben durch diese Säulen strömten, stellten die Forscher fest, dass Biochar in der Lage war, erstaunliche 86 bis 92 % der Partikel von jeder Säule zu entfernen.

Von den beiden Arten von Biochar war Kiefernholz-Biochar besser als Zuckerrohr-Biochar darin, den Kunststoff einzufangen. Die Forscher vermuten, dass dies auf die größere, rauere und porösere Beschaffenheit der Kiefernholz-Biochar zurückzuführen sein könnte.

Wenn sich die Ergebnisse im Freiland replizieren lassen, würde dies eine Möglichkeit eröffnen, die meisten Plastikschadstoffe zu stoppen, die von Ackerland abfließen, bevor sie in Böden, Bäche und schließlich ins Meer gelangen.

Foto: https://www.flickr.com/photos/oregonstateuniversity/21282786668

Standardization, certification, and development of biochar-based fertilizer for sustainable agriculture: An overview

Divyangkumar et al., 2024

https://doi.org/10.1016/j.epm.2024.10.001

Die wachsende Weltbevölkerung und schrumpfende Ackerflächen stellen die Landwirtschaft vor Herausforderungen. Herkömmliche Düngemittel steigern die Produktivität, bringen aber auch ökologische und wirtschaftliche Bedenken mit sich. Langzeitdünger (slow-release-fertilizer) sind ein Versuch, eine nachhaltige Landwirtschaft zu unterstützen, indem Kosten und Umweltbelastungen gesenkt werden. Pflanzenkohle (Biochar), ein beliebter Bodenverbesserer, gewinnt für den Einsatz in Langzeitdüngern an Aufmerksamkeit. Dieser Bericht untersucht das Potenzial von Pflanzenkohle bei der Schaffung einer kohlenstoffneutralen Umwelt und gibt einen Überblick über SRF-Einstufungen, Biochar-Anwendungsstandards und globale SRF-Standards. Die Übersichtsarbeit schlägt auch mehrere Techniken vor, um die Wirksamkeit von Pflanzenkohle als Düngemittel zu verbessern, darunter Verkapselung, in-situ-Pyrolyse, Imprägnierung, Co-Pyrolyse und Granulation. Insgesamt wird die Verwendung von Langzeitdüngern auf Pflanzenkohlebasis als wirksamer und umweltfreundlicher Ansatz zur Förderung einer nachhaltigen Landwirtschaft angesehen, da sie umweltbewusste Technologien für ein verbessertes Pflanzenwachstum und eine verbesserte Qualität bietet.