Wissenschaftliche Untersuchungen zur Genese fruchtbarer, Schwarzerde-artiger Böden im Amazonasgebiet (Terra Preta) lassen auf eine anthropogene Entstehung schließen. Die stoffliche Zusammensetzung der Terra Preta wird auf die aerobe und anaerobe biochemische Umsetzung organischer Siedlungsabfälle zurückgeführt. Der hohe Anteil stabiler Kohlenstoffverbindungen kann der Zugabe von Holzkohlen zugeschrieben werden. Sie werden als wesentliche Ursache für den günstigen Humus-, Nährstoff- und Wasserhaushalt dieser Böden angeführt. Hieraus resultieren Bestrebungen in Deutschland und vielen anderen Ländern, Technologien zur Herstellung und Anwendung organischer Bodenhilfsstoffe (bzw. Bodenverbesserungsmittel) zu entwickeln und in die Praxis einzuführen. So sollen in ähnlicher Weise Böden mit stabilen organischen Verbindungen angereichert und in ihren Bodenfunktionen, insbesondere ihrer Fruchtbarkeit verbessert werden. Anhand zahlreicher Veröffentlichung sollten die Chancen (Stand der technischen Herstellung, Verwendungswege, Wirkung auf Boden und Pflanzen) und Risiken (Gehalte von Schadstoffen, negative Effekte auf Boden und Pflanze, ökonomische Risiken, Gesamtökobilanz) und die rechtlichen Regelungen dargelegt werden. Veröffentlicht in Texte | 04/2016.
Soils play a central role in climate mitigation. They are both as a carbon sink and a source of greenhouse gas emissions (GHG). This report outlines the mitigation potential for GHG emissions of climate friendly soil management options at global, EU and German level. It also discusses different types of climate-friendly soil management measures and key considerations for their implementation. Quelle: www.umweltbundesamt.de
Aufbauend auf den Erkenntnissen der Erforschung der Terra Preta do Indio im Amazonasgebiet sollten innovative Verfahren zur Anreicherung und langfristigen Speicherung von Kohlenstoff in Böden, für eine nachhaltige Landwirtschaft und einen nachhaltigen Gartenbau, gefördert werden. Pyrogener Kohlenstoff wurde als eine wichtige Komponente der Terra Preta do Indio beschrieben. Die positiven Eigenschaften dieser anthropogenen Schwarzerde führten zu einem wachsenden Interesse an der Verwendung von Holzkohle (Pflanzenkohle) zur Verbesserung von Böden und Komposten sowie verschiedenen, damit zusammenhängenden, Prozessen. Pflanzenkohle zeichnet sich, durch eine vielfältige Nutzung in einem integrierten, dezentralen und nachhaltigen Ansatz aus. In der vorliegenden Handlungsanleitung wird ausgehend von einer kurzen Einführung über den Stand der Forschung hinsichtlich der Terra Preta-Technologie aufgezeigt, wie aus pflanzlichen Reststoffen hochwertige Pflanzenkohlesubstrate hergestellt werden können. Dabei werden die Herstellung von Pflanzenkohle, die Kompostierung und die Milchsäure-Fermentation sowie die Anwendung von Pflanzenkohle und Pflanzenkohlesubstraten bei Topfpflanzen und im Freiland näher betrachtet. Des Weiteren wird auch die Verwertung von Fäkalien und Urin aus nachhaltigen Sanitärsysteme beschrieben. Die Handlungsanleitung schließt mit einem Kapitel zu den rechtlichen Belangen und der Güte- und Qualitätssicherung bei der Herstellung und Anwendung von Pflanzenkohlesubstraten. Die Erfahrungen aus dem TerraBoga-Projekt wurden in dieser Handlungsanleitung zusammengefasst und verallgemeinert. Ziel ist es, das Thema sowohl betrieblichen Einrichtungen wie z.B. Botanischen Gärten oder größeren Gärtnereien als auch interessierten Personen wie Kleingärtnern näher zu bringen. Quelle: Verlagsinformation
Biokohle und vor allem Biokohlesubstrate bieten vielseitige Möglichkeiten Böden zu verbessern, bei denen Störungen der Bodenfunktionen vorliegen. In der vorliegenden Handlungsanleitung wird exemplarisch der Einsatz auf schadstoffbelasteten Flächen, in der Rekultivierung von Bergbaufolgelandschaften und der Wiederbepflanzung von Windbruchflächen vorgestellt. Über die Verbesserung der Böden hinaus bietet der Einsatz von Biokohle eine praktikable Option, Kohlenstoff in Böden nachhaltig zu speichern und Treibhausgas-Emissionen zu verringern. Quelle: Verlagsinformation
Das Projekt "Gross N transformations and N2O fluxes in biochar-amended soils" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. Recently, the application of biochar to soils has been discussed as a win-win-win strategy to improve soil fertility, sequester carbon, reduce greenhouse gas (GHG) emissions, and to enable CO2-negative energy production from renewable feedstock. First results suggest that biochar application affects the N transformations in the soil - The interactions between biochar and soil N transformations are still poorly understood. The aim of this project is to quantify the simultaneously occurring gross N transformations and sources of N2O fluxes in soils after biochar application. The methodology developed by C. Müller and established at the Department of Plant Ecology (15N labeling-tracing-modeling) (2-5) will be used to investigate the effect of biochar on soil N dynamics. Three 15N-tracing studies will be conducted to evaluate the short-term, intermediate and longer-term effects of biochar on N dynamics: (1) a study using 15N-labelled biochars (adapt technique for biochar); (2) a study examining intermediateterm effects in a biochar-hydrochar field study that started in April 2011 at the Dept. of Plant Ecology, and (3) a study in an European field experiment where fully randomized biochar plots were installed in 2009. The study is designed in such a way that Bachelor- and Master studies will address certain aspects in support of the main study. A process-based understanding of the soil N dynamics is key to evaluate if biochar may be a suitable global-change mitigation tool.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bau-Fritz GmbH & Co. KG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896 durchgeführt. Dämmstoffe sind von hoher Bedeutung für die Bauwirtschaft und bieten hinsichtlich möglicher CO2-Emissionseinsparungen noch Entwicklungspotenzial. Das Projektziel ist es, eine Schüttdämmung auf Basis lignocellulosehaltiger Materialien für die Baubranche in den industriellen Maßstab zu überführen. Die Strukturstabilisierung soll dabei über ein alkalisch aktiviertes Biokohlenkomposit erzielt werden. Die Innovation des Vorhabens besteht in der erstmaligen Skalierung eines alkalisch aktivierten Bindersystems auf Basis von Biokohlen in Kombination mit Lignocellulose-Materialien für den Einsatz als Dämmstoff. Das vorgesehene Verfahren ermöglicht eine vollständige Rezyklierbarkeit des resultierenden Dämmsystems und soll niedrige Herstellungskosten sowie deutlich verminderte CO2-Emissionen ermöglichen. Außerdem können durch die mineralischen Komponenten der Dämmung zusätzlich auch brandhemmende Eigenschaften realisiert werden. Eine verbesserte Dämmwirkung soll ebenfalls erzielt werden. Mit dem Projekt soll die Integration der Negativ-CO2-Emissionstechnologie 'Biokohle' in einen ökologisch nachhaltigen Dämmstoff in einem größeren Maßstab erprobt werden.
Das Projekt "Spatial variability of the effects of biochar on soybean-rhizobium symbiosis and plant growth on sandy soil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landnutzungssysteme und Landschaftsökologie durchgeführt. Limiting of water and nutrient retention capacity of soils in sandified regions are critical factors for crop growth. Biochar can increase water retention capacity and available water capacity of sandy soils. It does not only improve soil structure, but also contribute with additional cation and increased cation exchange capacity. On the other hand, the nitrogen availability in soil can get lower due to the high carbon/nitrogen ratio of the biochar and the resulting nitrogen immobilization. The nitrogen addition from fertilizer or legumes, through its nitrogen fixation ability, is necessary to fully utilize the benefit of biochar. But fertilizer application will cause more nitrogen leaching from soil to environment. Thus, the project aims to promote soybean-rhizobium symbiosis on sandy soil to remedy shortage of nitrogen. Soybean rhizobium symbiosis has high nitrogen fixation ability. The amount of nitrogen fixed by rhizobium soybean can be up to 450 kg nitrogen ha-1. Sandy field heterogeneity is also proved to be a problem to influence plant growth. A transect study is designed to separate treatment effect from field variability. In consequence, the main objectives of the project are: (I) to investigate the potential of soybean growth and biological nitrogen fixation on sandy soil with biochar application, (II) to improve the water and nutrient retention capacity in sandy soils, (III) to examine the spatial soil property and water variation in field
Das Projekt "Verbrennbarkeit von HTC-Kohle aus Klärschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. BioCAP-CCS-PIK quantifiziert die globalen Potenziale und Auswirkungen von prospektiv großräumiger Landbewirtschaftung mit Biomasse-Plantagen, um durch Negativ-Emissionen die Erderwärmung auf 1,5° zu begrenzen (im Rahmen von Mitigation) bzw. eine temporäre Überschreitung zu kompensieren (bei temporärer Überschreitung des 1,5°-Ziels oder zum Ausgleich noch fortbestehender Emissionen). Die Nutzung von Biomasse zur Erzeugung von Energie plus Pflanzenkohle (Biochar) bietet im Gegensatz zur reinen energetischen Nutzung die Möglichkeit, Kohlenstoff-Sequestrierung mit Wertschöpfung zu verbinden. In umfassenden, direkt für den IPCC-Bericht aufbereiteten modellbasierten Analysen wird schwerpunktmäßig das globale C-Potenzial für Pflanzenkohle-CCS über Biomasse-Plantagen unter dezidierter Berücksichtigung von Konkurrenzen um Land und Wasser mit Welternährungs- und Ökosystemschutzzielen untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Chemie, Bereich Chemisch-Physikalische Verfahren (ITC-CPV) durchgeführt. Definierte Carbonisierungsprodukte aus Pyrolyse und HTC werden als Technik zur Verbesserung landwirtschaftlicher Böden erprobt. Durch den Vergleich ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften sollen Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen Biokohlevariante und ihrem Beitrag zum Nährstoffhaushalt, Pflanzenertrag und Ökologie möglich werden. Der Einsatz von Gärresten, zum einen als Verkohlungssubstrat, zum anderen als Nährstoffkomponente, ermöglicht die Beurteilung von Synergien im Biomasse-Biokohle-Nutzungspfad. Anhand pyrolytischer Varianten wird die These der speziellen Wirkung von Biokohle hochporiger Ausgangssubstrate geprüft. Der Nutzen aus dem Aufwand für Bioaktivierung soll für den landwirtschaftlichen Anwenderrahmen bewertet werden. Aus der Erfolgsbilanz der Biokohlevarianten und der Erprobung in praxisnaher Feldanwendung sollen Mindeststandards für Biokohlen, z.B. hinsichtlich des Inkohlungsgrades, und Anwenderoptionen für die Landwirtschaft wie auch Biokohleproduktion abgeleitet werden. Lieferung von unterschiedlich kolonisierten HTC-Kohlen und pyrogener Biokohle aus 2 verschiedene Ausgangmaterialien (AVA-CO2 bzw. Swisschar). 2. Charakterisierung der Kohlen (KIT-ITC-CPV), 3. Bodenbeimischung der Kohlen im Freiland- und Gefäßversuch (LTZ) 4. Probenahme und Bodenanalysen hierzu (LTZ) 5. Chemische Analysen der Böden und wäßrigen Proben (KIT-ITC-CPV) 6. Emissionsmessung der Böden. 7. Ökologische und ökonomische Betrachtung (KIT-DFIU)
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