Biohiilen avulla on mahdollista kasvattaa satoja sekä vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja typen huuhtoutumista
Artikkelin otsikko: Potential of biochar to reduce greenhouse gas emissions and increase nitrogen use efficiency in boreal arable soils
Tekijät: Kalu Subin, Kulmala Liisa, Zrim Jure, Peltokangas Kenneth, Tammeorg Priit, Rasa Kimmo, Kitzler Barbara, Pihlatie Mari & Karhu Kristiina
Julkaisu: Frontiers in Environmental Science
Vuosi: 2022
Biohiilen hyötyjä maanviljelylle ja ympäristölle tutkittiin Etelä-Suomessa
Biohiilen käyttö maatalousmailla voi tarjota hyötyjä sekä viljelylle että ympäristölle – esimerkiksi lisätä maaperän hiilensidontaa, satoa ja maan tuottavuutta, sekä vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja typen huuhtoutumista. Vaikutusten kestosta ei kuitenkaan tiedetä vielä tarpeeksi. Lisäksi edellä mainittuja biohiilen vaikutuksia on havaittu lähinnä (sub-)trooppisissa maissa, jotka ovat happamia ja joissa on vähän orgaanista hiiltä. Pohjoisissa oloissa maaperässä on tyypillisesti enemmän orgaanista hiiltä ja lisäksi tapahtuu maaperän jäätymistä ja sulamista.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin biohiilen käytön pitkäaikaisia vaikutuksia kasvihuonekaasupäästöihin, lannoitetypen käyttötehokkuuteen ja typen huuhtoutumiseen boreaalisen ilmastovyöhykkeen peltomailla. Tutkimus toteutettiin neljällä pellolla Etelä-Suomessa (Jokioisilla, Qvidjan tilalla Paraisilla ja kahdella pellolla Helsingin Viikissä), joissa biohiiltä oli levitetty 2–8 vuotta ennen mittauksia.
Mittaukset tehtiin vuonna 2018. Kaikilta pelloilta mitattiin kasvihuonekaasupäästöt (hiilidioksidi, metaani ja typpioksiduuli), sadon tuotto, maaperän mineraalinen typpi ja mikrobien biomassa. Lisäksi Qvidjassa mitattiin kasvien typpipitoisuuksia ja typen huuhtoutumista..
Biohiilen avulla voi pienentää typpioksiduulin päästöhuippuja ja typen huuhtoutumista
Typpioksiduulin tai metaanin päästöihin biohiilellä ei ollut merkittäviä vaikutuksia useimmilla pelloilla, mutta Qvidjassa biohiili alensi typpioksiduulipäästöjä huippupäästökausina. Biohiilen taipumus vähentää typpioksiduulin päästöjä näytti olevan suurempi maaperissä, joissa oli enemmän silttiä ja vähemmän alkuperäistä hiiltä. Biohiilet vaikuttavat siis olevan tehokkaita vähentämään typpioksiduulipäästöjä pääasiassa päästöjen huippupisteissä. Tällaiset päästöjen huippupisteet esiintyvät yleensä sateiden jälkeen. Kasvihuonekaasujen mittaukset suoritettiin kuitenkin erittäin kuivana kasvukautena, mikä on saattanut aliarvioida biohiilen todelliset mahdollisuudet typpioksiduulin päästöjen vähentämisessä.
Qvidjassa erityisesti kuusen biohiili vähensi merkittävästi nitraattitypen huuhtoutumista, paransi typen käyttötehokkuutta ja kasvien typen ottoa sekä kasvatti satoja. Kuusen biohiilellä on erinomainen kyky pidättää nitraattityppeä, mikä saattaa johtua sen suuresta ominaispinta-alasta. Kuusen biohiilen avulla on mahdollista vähentää typpihävikkiä pelloilta. Tuloksen perusteella saattaisi myös olla mahdollista vähentää typpilannoituksen määrää alle suositeltujen tasojen ja silti saavuttaa kestävä sato, mutta asia vaatisi lisätutkimuksia.
Mahdollisuus suurempiin satoihin suhteellisesti vähemmillä kasvihuonekaasupäästöillä
Biohiili lisäsi hiilidioksidipäästöjä Qvidjassa ja Viikissä toisella pellolla (Viikki-2). Viikki-2-pellolla biohiili lisäsi satotuottoa 65 % ja vähensi satotuottoon suhteutettuja kasvihuonekaasupäästöjä 43 %. Puupohjaisilla biohiilillä on mahdollista parantaa viljelykasvien tuotantoa jopa pitkällä aikavälillä ilman metaani- tai typpioksiduulipäästöjen lisääntymistä.
Biohiili voi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja typen huuhtoutumista sekä parantaa typen käyttötehokkuutta ja kasvattaa satoja boreaalisissa olosuhteissa pitkällä aikavälillä. Vaikutukset ovat kuitenkin riippuvaisia maaperän ominaisuuksista ja biohiilen tyypistä. Biohiili tarjoaa potentiaalisen työkalun kestävän maatalouden edistämiseen.