Properties of thermochemically altered biomass and its effects in soil - [kumulative Dissertation]

Abstract

Das Interesse an thermochemisch carbonisierten Feststoffen zur Bodenverbesserung ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Als Vorbild dient die anthropogen entstandene Terra Preta de Índio in Amazonien, mit ihrem hohen Anteil an Pflanzenkohle. Neben Terra Preta existieren weltweit weitere anthropogene Böden, die als Modell für nachhaltige Landnutzung und langfristige Speicherung von Kohlenstoff im Boden dienen können. Die vorliegende Dissertation behandelt folgende aufeinander aufbauende Themen: i) Literaturstudie zur historischen Nutzung von Pflanzenkohle; ii) Untersuchung einer anthropogenen Schwarzerde in Norddeutschland bezüglich ökologischer Eigenschaften und Genese und möglichen Parallelen zur Terra Preta;iii) Charakterisierung und Bewertung von Pyrokohlen und Hydrokohlen und ihrer Eignung zur Bodenverbesserung und langfristigen Kohlenstoffspeicherung; iv) Untersuchung und Bewertung kurzfristiger Effekte komplexer Pflanzenkohle-Dünger unter Feldbedingungen.

In recent years, thermochemically altered or carbonized biosolids have become a major research subject as soil conditioner. Scientific interest has been triggered by investigations of ancient Anthropogenic Dark Earths in Amazonia (Brazil), also known as Terra Preta de Índio, containing large amounts of biochar. This thesis combines the following interrelated and cumulative subjects: i) review knowledge on the historical use of biochar in different climatic regions and epochs; ii) investigations of an ADE located in Northern Germany, in order to find parallels in formation and ecological properties to Terra Preta; iii) characterization and evaluation of modern carbonized biomass (biochars and hydrochars) regarding its use as soil amendment and for long-term C sequestration and iv) the application of complex biochar fertilizers under field conditions in order to evaluate its short-term effects on soil and plant biomass.