Blijf op de hoogte

Gewoontedieren als we zijn laten we nogal eens kansen liggen. Internationaal is de toepassing van biochar al veel langer bekend maar in Nederland zijn we hier nog niet zo mee bezig. Terra Nostra heeft na een aantal jaren van testen onderzoeksresultaten verkregen die hoopvol zijn voor het gebruik van biochar. Misschien is er nog een gelikte promotie campagne nodig om dit product onder de aandacht te brengen. Biochar bied grote kansen maar er zal werk gemaakt moeten worden van lokale productie en verwerking van reststromen, dan is het echt duurzaam!

Wat is biochar

Biochar is de internationaal gebruikte naam voor een houtskoolachtige stof wat gemaakt wordt door organisch materiaal te verhitten. Het verhitten gebeurt door een zuurstofarm verhittingsproces waarbij het materiaal bij ‘lage’ temperatuur400O-800O Celsius wordt verhit, dit proces noemen we pyrolyse. Gevolg is dat het niet verbrand tot as maar de structuur krijgt zoals we het kennen van houtskool wat we ook op de barbecue gebruiken. Het verschil met houtskool, wat bij veel lagere temperaturen wordt gevormd in aanwezigheid van zuurstof, is dat bij biochar de structuur van het hout voor een groot deel behouden wordt tijdens het proces. Deze structuur geeft biochar veel voordelen voor de bodem en het bodemleven. Dat biochar positieve effecten heeft op de groei van planten wisten de bewoners van het Amazonegebied al heel lang. Al duizenden jaren geleden mengden de volkeren van deze gebieden verbrande houtresten door de bodem, ontstaan tijdens zuurstofarme verbranding, en ontstond terra-preta een zeer vruchtbare aarde. Tegenwoordig kunnen vele organische materialen gebruikt worden om biochar van te maken, van autobanden tot rioolslib. Enige verschil is dat we het verkregen materiaal als bodemverbeteraar willen gebruiken en niet als brandstof. Het biochar waar Terra Nostra onderzoek naar heeft gedaan heeft hout als basis in het pyrolyse proces.

 

Eigenschappen biochar

Het bijzondere aan biochar is dat het vooral stabiel is. Veel organische stoffen hebben als nadeel dat ze juist snel verteren, zeker als ze gemengd worden met de bodem. Als voorbeeld de compost die je gratis in de milieustraat kunt afhalen, zwart uiterlijk, ruikt vaak naar een slecht functionerende riolering en is binnen één jaar nagenoeg compleet verteerd. Beide eigenschappen vormen geen goede basis voor een stabiele organische stof waar onze bodem zo’n grote behoefte aan heeft. Biochar daarentegen is in het Amazonegebied na honderden jaren nog terug gevonden. Je kunt niet stellen dat het niet vergaat maar je kunt wel met grote zekerheid stellen dat het zeer stabiel is en voor ons niet waarneembaar verteerd. Afhankelijk van het pyrolyseproces is bekend dat na 100-600 jaar nog 50% van het materiaal resteert. Een ander voordeel is dat het een waanzinnige interne oppervlakte heeft. De structuur die door de pyrolyse is ontstaan zorgt voor een zeer groot oppervlakte, zo komt de interne oppervlakte van één theelepel biochar overeen met de oppervlakte van zo’n twee tennisvelden. Die interne oppervlakte is juist zo interessant omdat het hiermee het vocht- en nutriënten-bufferende vermogen enorm vergroot. De structuur zelf biedt weer een leefomgeving voor het bodemleven, zoals schimmels, bacteriën en andere organismen. Biochar is dus geen voedingsstof maar veel meer een voorraadschuur die de bodemvruchtbaarheid behoud én vergroot.

 

Onderzoeksresultaten van biochar

Je begint mogelijk bijna argwanend te worden om van mij zoveel product-positivisme te vernemen, je zou het bijna als commerciële prietpraat kunnen opvatten. Tijd om naar wat feiten te gaan. De wetenschappelijke onderzoeksafdeling van Terra Nostra heeft inmiddels vier jaar onderzoek gedaan naar de toepassing van biochar. Wetenschappelijk collega Wendy Batenburg heeft als eerste project gedurende twee jaar drie verschillende partijen getest. Deze partijen waren gebaseerd op bomenzand ‘Rotterdam’, een grof bomenzand met een korrelgrootte van >400 micron. Eén partij bestond uit het reguliere bomenzand ‘Rotterdam’ welke als referentie diende. Daarnaast zijn twee verschillende mengsels met biochar en verrijkt biochar met mycorrhiza-schimmels en verschillende natuurlijke minerale componenten getest. Als basis is per partij 10 x 1m³ in een big bag gedaan, hierin is per big bag een tweejarig kleinbladige linde (Tilia cordata) geplant. Totaal zijn dus 30 lindes in de proef betrokken, waarvan 10 lindes ter referentie. Bovengronds is het stressniveau en vitaliteit van de lindes gemeten met de chlorofylfluorescentie meter. Ook de mate van aantasting, scheutlengte en bladbezetting zijn gemeten. Ondergronds is de voedingswaarde (CEC waarde) van de bodem bepaald en zijn de wortels gemeten alsook de bezetting met mycorrhiza-schimmels.

De resultaten waren sterk wisselend, ten opzichte van de referentie lindes stak het verrijkte mengsel er duidelijk positief bovenuit. Betere groei en vanaf het eerste jaar minder stress en grotere vitaliteit van het blad. Daarnaast bleken de bomen in dit mengsel minder gevoelig voor de larven van de lindebladwesp, die op de andere soms tot wel heel sterke ontwikkeling was kunnen komen. Ondergronds waren de resultaten ook bemoedigend, de voedingswaarde van de bodem was na twee jaar bij dit mengsel met 11 procent afgenomen terwijl dit bij het referentiemengsel tot wel 40% afname was opgelopen. Ook de draagkracht van het verrijkte mengsel bleef behouden, hetgeen voor bomenzand een belangrijke voorwaarde is.

Als finaal destructief onderdeel van het onderzoek resteerde de metingen van de scheuten en wortels. Als je verderop de resultaten ziet kun je voorstellen hoe blij we met stagairs en onderzoekers in opleiding zijn. De 30 lindes zijn na 2 jaar gerooid waarbij per big bag de linde met nagenoeg alle wortels uit de bodem zijn gepulkt. Daarna werden de scheuten en wortels in 4 diameterklasses gesorteerd, kleiner dan 2 mm, 2-5 mm, 5-10 mm en groter dan 10 mm. Als resultaat zijn per boom en uiteindelijk per partij de gegevens getotaliseerd.

Het verrijkte biochar mengsel liet meer scheuten en een grotere scheutlengte met een lager stress niveau en betere vitaliteit zien. Indrukwekkend was de wortelontwikkeling in 1 m³ mengsel. Het referentie mengsel laat hierbij 706 meter wortel per linde zien. Het verrijkte mengsel laat 1028 meter (!) per linde zien. Voor het grootste deel (98%) zijn dit zeer fijne wortels met een diameter kleiner dan 2 mm.

Conclusies zijn:

  • Betere groei vanaf eerste jaar.
  • Minder stress en grotere blad vitaliteit.
  • Bomen zijn minder gevoelig voor ziekte en aantasting.
  • Efficiënt gebruik van nutriënten.
  • Betere wortelontwikkeling.
  • Positief effect op bodemleven.

 

Is biochar alleen maar halleluja?

Ik concentreer me in deze vooral op toepassing in de openbare ruimte, er is echter ook interesse om biochar toe te passen bij de teelt van gewassen. Zeker bij de teelt van gewassen maar ook in de openbare ruimte is het van belang om de volgende punten verder uit te zoeken:

  • Er dient voldoende zekerheid te zijn dat biochar bij grootschalig gebruik in de bodem geen nu nog onbekende neveneffecten heeft.
  • Er wordt in kritische beoordelingen gewezen op het risico van toxische verbindingen, dit is afhankelijk van gebruikt basismateriaal en methode van pyrolyse.
  • Opbrengstverhoging van gewas en vochtbufferende werking wordt niet overal gevonden.
  • Meta-analysen (grootschalig samengebrachte onderzoeken) geven een betrouwbaarder beeld dan individuele studies, globaal wijzen deze onderzoeken op een positief effect op de bodemkwaliteit.
  • Grootste effecten zijn gevonden op bodems met lage bodemvruchtbaarheid maar als een bodem slecht functioneert dan is het gebruik van enkel biochar niet de oplossing voor herstel.
  • Een bodem die goed functioneert en goed wordt beheerd heeft in principe geen biochar nodig. Het goed functioneren van de bodem is in de openbare ruimte helaas maar zelden sprake van.

Daarnaast, ik begin me bijna een echte onderzoeker te voelen, is een belangrijke conclusie van ons onderzoek samengevat: het is klaar voor toepassing en daar is meer veldonderzoek op nodig. Dit is bijna een commercieel statement waar nagenoeg ieder onderzoek mee eindigt.

 

Toepassing van biochar in de praktijk

De toepassing van biochar wil ik ook hier beperken tot groeiplaatsen in de openbare ruimte. Het wordt namelijk ook doorgemengd bij voer voor koeien en heeft daar positieve effecten op de emissies van de dieren, dus de toepassing is ongelofelijk breed. Maar je kent vast ook wel Norit, dan weet je wat het doet als je net Couscous hebt zitten eten. De schrale bodems die in onze stedelijke omgeving aanwezig zijn of groeiplaatsen die middels bomenzand zijn ingericht hebben een laag organisch stof gehalte. Dit gehalte loopt in de loop van de jaren alleen maar terug omdat we in onze stad niet voorzien in een cyclische omloop van organisch materiaal toevoegen zoals dit in een bos gebeurt middels vallend blad, afgestorven takken en dode bomen. Omdat biochar zo stabiel is en nauwelijks verteerd heeft het mengen met bomenzand voor de toepassing bij bomen een bewezen positief effect, let wel onze onderzoeksresultaten laten wel zien dat biochar alléén niet voldoende is en toevoegingen, géén kunstmest, hieraan bijdragen. Daarnaast kan biochar gebruikt worden om door de gehele groeiplaats te mengen bij aanplant van bomen. In Zweden is dit inmiddels bij duizenden bomen toegepast, regelmatig ook in combinatie met het gebruik van een stenen skelet waarop verharding wordt gelegd, dit wordt de Stockholm methode genoemd. Hierbij worden zelfs mengverhoudingen van 50% biochar en 50% bodem gebruikt en in sommige gevallen nog wel meer. Deze toepassing lijkt een positieve tegenhanger van de boomgranulaten te zijn die we in Nederland gebruiken waarbij door het steenskelet klei wordt gemengd. Voor beide geldt natuurlijk dat de uitvoering van het werk het resultaat bepaald maar bij de huidige boomgranulaten zie ik maar zelden goede resultaten, helaas. We hebben inmiddels een aantal projecten met toevoeging van biochar geadviseerd die ook ten uitvoering zijn gebracht. Het betreft hier doormengen met bomenzand, productnaam Lifechar wat gebruikt is bij nieuwe aanplant en bij de kale wortelverplanting van vier 80 jarige iepen. Het tweede deel van het onderzoek betreft vooral het monitoren van de projecten waar biochar is toegepast. Conclusies zijn dat nieuwe aanplant goed groeit maar vooral de resultaten van de verplante iep in Den Haag zijn verbluffend, al in jaar 1 was de hergroei enorm en geen enkele sprake van een verminderde bladbezetting. Daarnaast is biochar verwerkt middels de Stockholm methode bij nieuwe aanplant en bij bestaande bomen. Niet alle bomen reageren nog even sterk op het gebruik van biochar bij de aanplant. De projecten dienen langjarig gevolgd te worden om er harde uitspraken aan te verbinden maar de voorlopige resultaten van individuele projecten zijn veelbelovend.

 

Productie van biochar

Ons misschien wel bijna failliete economisch systeem wordt gestuurd door vraag en aanbod. Voor nu is de vraag naar biochar nog laag en dat betekent dat de productie geen algemeen goed is in Nederland en biochar deels van buiten Europa afkomstig is. Na de eerste succesvolle testen met commercieel aangekochte biochar heeft Zweden inmiddels een eigen installatie waarbij reststromen worden gebruikt voor de eigen behoefte aan biochar. Biochar is echter geen kwestie van hout zwart blakeren en verkopen, hierbij dient de temperatuur en zuurstofgehalte bewaakt te worden om uiteindelijk ook het gewenste product te krijgen. Certificering van het eindproduct door de International Biochar Initiative is mogelijk en aan te bevelen om zo borging van de kwaliteit te verkrijgen. Met name te sterk afwijkende temperaturen maken het biochar voor bomen onbruikbaar en dan hebben we het nog over houtskool voor de BBQ. Het inkopen van biochar buiten Europa waarbij mogelijk ongecontroleerde kap van bomen heeft plaatsgevonden om biochar te kunnen produceren dient dan ook vermeden te worden. Het gebruik van reststromen die nu naar de biomassa centrales gaan zouden hier een meer dan geschikte vervanger voor zijn.

 

CO2 doelen

We hebben een grote behoefte om koolstof, CO2 vast te leggen om aan CO2 doelen te voldoen. Als organisch materiaal zoals hout wordt verhit middels pyrolyse, is het koolstof in het resulterende biochar veel lastiger af te breken, dan het oorspronkelijke koolstof van het onbehandelde hout. Een mooi voorbeeld van de kennis van verduurzaming van hout middels verbranden zijn de houten gebinten in de vele honderden jaren oude vakwerkhuizen in Duitsland. Organisch materiaal breekt in de bodem binnen enkele jaren, hooguit decennia af. Als biochar in de bodem wordt gebruikt wordt het gedurende eeuwen zo niet millennia vastgehouden. Daarnaast is het mogelijk om de vrijkomende energie bij de productie te gebruiken voor andere doeleinden. Naast de voordelen die het voor de ontwikkeling van de boom in de stedelijke omgeving kan hebben kan biochar bijdragen om klimaatverandering tegen te gaan. Durf jij een project te realiseren laat het ons weten!

Wil je een bericht ontvangen als een nieuwe blog is geplaatst? Meld je hier aan.

Aanmelden mailinglijst
Deze website maakt voor een optimale werking gebruik van cookies. OK Toestaan Weigeren Lees voor meer informatie onze privacyverklaring privacy Cookie instellingen