Thomas Middelanis, Student an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, hat von März bis Juli 2019 in Mollesnejta eine 1000m2 große Versuchsparzelle angelegt und über die Ergebnisse seine Bachelorarbeit geschrieben. Für seinen Versuch hat er 30 Pflanzlöcher für Obst- und Gewürzbäume gegraben und drei verschiedene Pflanzsubstrate angewendet: zwei Substrate mit jeweils unterschiedlichem Kohleanteil und eine Kontrollgruppe ohne Kohleanwendung. Im Versuch konnte eine deutliche Verbesserung der Bodeneigenschaften bei Kohleanwendung nachgewiesen werden. Vor allem für die teilweise stark degradierten Böden in den semiariden Tälern sind die Ergebnisse dieser Arbeit sehr bedeutend!
Herzliche Gratulation an Thomas für seine gelungene Arbeit und ein großes Dankeschön für seinen Einsatz hier in Mollesnejta!
Zusammenfassung der Arbeit:
Die Landwirtschaft der semiariden Täler Boliviens steht angesichts der derzeitigen Bodenbeschaffenheit und den prognostizierten klimatischen Veränderungen vor großen Herausforderungen, welche die Anpassung des Umgangs mit Wasser und Boden sowie der landwirtschaftlichen Praxis im Allgemeinen einfordern. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde untersucht, inwiefern die Einbringung von Pflanzenkohle die Bodenqualität verbessern und Degradationsprozessen vorbeugen kann. Die Pflanzenkohle wurde kurz vor Versuchsbeginn in einem Kon Tiki-Ofen hergestellt (ca. 700 °C; < 1 Stunde Pyrolysedauer). Als Indikatoren für eine bodenverbessernde Wirkung dieser Maßnahme wurden die Feuchtigkeit, der Gesamtstickstoffgehalt sowie Streuumsatzraten neben grundlegenden Bodenparametern untersucht. Die Datenaufnahmen fanden zwischen März und Juli 2019 in einer dafür angelegten Versuchsparzelle im Forschungsbetrieb Mollesnejta in Cochabamba, Bolivien statt. Die Pflanzenkohlezugaben bewirkten in Gruppen von je 10 Versuchssubstraten sowohl bei Dosierungen von 25,8 als auch 51,6 kg Pflanzenkohle pro m3 messbare Verbesserungen der Bodeneigenschaften: Der pHWert, die elektrische Leitfähigkeit, die potentielle Kationenaustauschkapazität, der Bodenwassergehalt sowie die Gesamtstickstoffkonzentration konnten durch die Einbringung von Pflanzenkohle erhöht werden. Der Effekt auf die letztgenannten Parameter war signifikant (p < 0,05), im Falle der Bodenfeuchtigkeit sogar höchstsignifikant (p < 0,001). Die Messung der Streuabbauraten ergab keine eindeutigen Ergebnisse. Die sonst positiven Einflüsse von PK auf Bodenphysik und -chemie lassen sich mit den besonderen strukturellen Eigenschaften, allen voran der hohen Porosität sowie der Oberflächenchemie, von Pflanzenkohle erklären.
Abstract
The agriculture of the semiarid valleys in the Bolivian Andes faces grave challenges concerning actual soil conditions and climate alterations in the future. These oblige adjustments in the use of the basic resources water and soil plus adaptations of the agricultural practice in general. This bachelor-thesis examines whether the incorporation of biochar into soils is able to meliorate the local soil quality and prevent degradation processes. The biochar was produces in a Kon Tiki-oven just before the start of investigation (approximately 700 °C; < 1 hour duration of pyrolysis). Soil humidity, total nitrogen content, litter decomposition and basic soil parameters were chosen as indicators to measure the possible effects of the proposed treatment. The measurements took place between March and July of 2019 in an agroforestry parcel, which was implemented for the scientific purpose of this study. The study site is located in the research centre Mollesnejta in Cochabamba, Bolivia. The biochar treatments were divided into two groups of each 10 replications. Group 1 had a dosage of 25,8 kg biochar per m3, while the amendment of group 2 was the double, 51,6 kg/m3. In comparison to the control group both showed positive effects due to the biochar amendments on soil conditions: Biochar increased soil pH, electrical conductivity, potential cation exchange capacity, soil moisture and total nitrogen content. The effect on the lastmentioned parameter was significant (p < 0,05) and in the case of the biochar effect on soil water content highly significant (p < 0,001). The measurement of the litter decomposition rates showed no clear results. Apart from that, the results showed clearly positive effects of biochar on soil physical and chemical conditions. They were discussed and mainly explained by the structural properties of biochar, such as its high porosity and particular surface chemistry.
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