Laboratoriotutkimuksessa havaittiin, että riisin-olkibiohiilen yhdistäminen kalium-liukeneviin bakteereihin lisäsi vesiliukoista kaliumia happamassa pintamaassa 52,5 % ja saatavilla olevaa kaliumia 49,8 %.
Integroitu käsittely nosti myös maaperän pH:ta, lisäsi orgaanista ainesta ja vähensi kaliumin siirtymistä pohjamaahan. Nämä tulokset viittaavat siihen, että biologiset tuotteet ja hiili{1}}pohjaiset muutokset voivat auttaa pitämään ravinteet sadon juurivyöhykkeellä. Löydökset perustuvat kuitenkin inkubointikokeeseen, ja paperi on edelleen esipainos julkisen keskustelun ja vertaisarvioinnin alla.
Saba Babarin johtamat tutkijat julkaisivat nämä havainnot EGUspheressa, SOIL:n preprint-alustalla, joka on European Geosciences Unionin avoin{0}}käyttöpäiväkirja. Käsikirjoitus vastaanotettiin 1. kesäkuuta ja se aloitti julkisen keskustelun 17. heinäkuuta.
Yhdistelmäkäsittely toimii paremmin kuin pelkkä kaliumlannoite
Tutkijat laittoivat 850 grammaa hapanta maaperää pylväisiin, joissa oli 0–15 senttimetrin pintakerros ja 15–30 senttimetriä pohjamaakerros. Kaliumlannoitetta levitettiin vain pintakerrokseen mittaamaan retentiota lähellä pintaa ja liikettä alaspäin kastelun alla.
Viisi käsittelyä testattiin neljässä rinnakkaisnäytteessä: käsittelemätön kontrolli, pelkkä kaliumlannoite, kalium, jossa oli 1 % biohiiltä maaperän painosta, kalium bakteerisiirrosteella ja kalium sekä biohiilen että bakteerien kanssa.
Pelkkään kaliumlannoitteeseen verrattuna yhdistetty käsittely nosti pintamaan pH:ta 13,5 % ja maaperän orgaanista ainesta 53,9 %. Vesiliukoinen kalium nousi 52,5 % ja saatavilla oleva kalium 49,8 %.
Paperi ei viittaa siihen, että viljelijät voisivat vähentää potaskan käyttöä samalla prosentilla. Sen sijaan tulokset osoittavat, että yhdistetty käsittely muutti kaliumin vapautumista ja pidättymistä koemaassa.
Biohiili säilyttää kaliumin bakteerien vapauttaessa sitä
Maaperässä oleva kalium esiintyy useissa altaissa. Osa niistä liukenee maaveteen tai säilytetään vaihtopaikoilla, joissa kasvien juuret pääsevät käsiksi siihen, kun taas paljon suurempi osa voi jäädä mineraaleihin tai kiinnittyä sellaisiin muotoihin, jotka eivät ole välittömästi kasvien saatavilla.
Kaliumia{0}}liuottavat bakteerit vapauttavat orgaanisia happoja ja muita yhdisteitä, jotka mobilisoivat kaliumia mineraaleista. Tutkimus viittaa siihen, että biohiili tukee tätä prosessia säilyttämällä osan äskettäin liuenneesta ravintoaineesta.
Biohiilen huokoinen rakenne, pinta-ala ja kationin{0}vaihtokapasiteetti tarjoavat adsorptiopaikkoja kaliumioneille. Kokeessa nämä ominaisuudet rajoittivat liikettä alaspäin, kun bakteerit lisäsivät kaliumin liukoisuutta.
Tämä vuorovaikutus on erityisen tärkeä happamassa maaperässä, jolla voi olla rajoitettu kaliumadsorptiokyky. Tämän seurauksena liuennut kalium voi siirtyä pääjuurivyöhykkeen alapuolelle kastelun aikana.
Mahdolliset vaikutukset potaskan tehokkuuteen
Kalium on typen ja fosforin ohella yksi maatalouden kolmesta tärkeimmistä lannoitteiden ravintoaineista. Kaliumin pidättymisen parantaminen voisi hyödyttää alueita, jotka ovat riippuvaisia tuontikaliumista ja kastelujärjestelmistä, joilla ravinteiden häviäminen juurivyöhykkeen alapuolella vähentää tehokkuutta.
Löydökset viittaavat täydentävään ravintoaineiden{0}}hallintastrategiaan pikemminkin kuin kivennäispotaskan suoraan korvaamiseen. Biohiili toimittaa kaliumia vain, jos raaka-aine sisältää sitä, kun taas kalium-liukenevat bakteerit mobilisoivat pääasiassa maaperän tai mineraalimuutosten olemassa olevia varantoja.
Kaupallisesti kannattavassa ohjelmassa olisi otettava huomioon maaperän kaliumvarat, viljelykasvien poistomäärät, biohiilen koostumus, siirrostusaineen suorituskyky ja lannoitteiden levitysmäärät. Taloudellinen tilanne riippuu siitä, kompensoiko parantunut ravinteiden säilyttäminen biohiili- ja mikrobituotteiden tuotanto-, kuljetus- ja levityskustannuksia.
