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Auswirkung auf das Pflanzenwachstum und die Anzahl der Mikroorganismen, unter Laborbedingungen, durch die Einbringung oberflächenaktivierter Biokohle aus einer Holz-Vergasungsanlage in Böden mit unterschiedlichen Kohlegehalten

Effect on plant growth and number of microorganisms under laboratory conditions by incorporating surface-activated biochar from a wood gasification plant in soils with different carbon contents

  • In Anbetracht einer immer größer werdenden Diskussion über den Klimaschutz und einer anvisierten Energiewende finden umweltschonende Energietechniken immer mehr an Aufmerksamkeit in der Gesellschaft. Die Kombination von Stromerzeugung und gleichzeitiger Wärmeproduktion macht die Biomassevergasung zu einem interessanten Untersuchungsobjekt. Die anfallenden Biokohlestäube versprechen in Zukunft von großem Nutzen zu sein, um zum Beispiel Kohlenstoff in der Erde abzuspeichern. Die sogenannten ”Terra Preta“ Böden steigerten merklich das Interesse am Einsatz von Kohle in der Landwirtschaft, um in Böden verbessernde Eigenschaften zu erzielen. In dieser Masterarbeit wird die Auswirkung der Biokohle einer Schwebefestbettvergaseranlage auf das Pflanzenwachstum, die verfügbaren Nährstoffe und auf die Anzahl der Mikroorganismen untersucht. Hierfür wurden zwei verschiedene Versuchspflanzen herangezogen. Es wurde auf Hafer und Rübse zurückgegriffen. Der Versuch fand unter Laborbedingungen in einem Wachstumsschrank statt. Es wurden Böden mit unterschiedlichen Kohlegehalten hergestellt (0 %, 2,5 % 5 %, 12,5 %). Des Weiteren wurde auf zwei verschiedene Arten eine oberflächenaktivierte Kohle hergestellt. Einmal erfolgte dies durch Ko-Kompostierung der Biokohle in Grünschnitt und das zweite Mal durch die Beladungmit künstlichem Dünger. Die chemische Aktivierung erfolgte über einen Rührversuch. Dabei wurde die Kohle über einen längeren Zeitraum mit dem künstlichen Dünger in einem Gefäß gerührt. Die Versuchsdauer erstreckte sich jeweils über einen Zeitraum von ca. 3 Wochen. Am Ende der Versuche wurden die Pflanzen geerntet. Anschließend wurde ihre Wuchshöhe und deren Durchmesser erfasst und statistisch ausgewertet. Die Nährstoffe im Boden wurden mittels Macherey Nagel Schnelltest ermittelt. Hierfür wurden Proben sowohl am Anfang als auch am Ende des Experiments genommen und anschließend aufbereitet und ebenfalls statistisch ausgewertet. Es konnte durch den Zusatz von Kohle einen signifikant höherer Mittelwert des Pflanzenwachstums erzielt werden. Und auch bei den Nährstoffen konnten Unterschiede zum Referenzboden nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu konnte bei den Mikroorganismen statistisch kein Unterschied festgestellt werden. Leider traten während des Versuches vermehrt Probleme auf, die aber entsprechend in der Arbeit adressiert und dokumentiert werden. Aus diesem Grund muss darauf verwiesen werden, dass einige Ergebnisse nicht verwertbar waren.
  • Climate change and environmentally friendly energy technologies gather a lot of attention nowadays. The combination of producing electricity and heat makes the biomass gasification process for further investigations desirable. An unplanned by-product is biochar. The obtained coal promises to be useful for storing carbon in the soil. The so-called ”Terra Preta“ soil marked the beginning of an increasing interest for the use of biochar in agriculture. The incorporation should enhance the soil-improving properties. In this master thesis, we analyse the effect of biochar as a soil amendment, on plant growth, the available nutrients and the number of microorganisms. For this purpose,two different test plants (oat and turnip rape) were used. The experiment took place under laboratory conditions in a growing chamber. The tests based on soils with different carbon contents (0 %, 2.5 %, 5 %, 12.5 %). Furthermore, there were two different types of surface-activated coal produced. The first one was done by co-composting the biochar in green waste and the second one by loading it with artificial fertilizer. The chemical activation took place with the help of a stirring test. The coal was stirred in a vessel over a long period of time with an artificial fertilizer.The general test duration took place over a period of 3 weeks. At the end of the experiment, the plants were harvested. During the procedure, they were measured in height and their diameter was recorded and statistically evaluated. The nutrients in the soil were determined using the Macherey and Nagel rapid test. For this purpose, samples were taken both at the beginning and at the end of the experiment. The samples were evaluated with the help of statistical methods.

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Metadaten
Author:Nathalie Unterkofler
DOI:https://doi.org/10.25924/opus-3155
Advisor:Matyas Scheibler
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Year of publication:2019
Publishing Institution:FH Vorarlberg
Granting Institution:FH Vorarlberg
Release Date:2019/11/18
Tag:Biokohle; Boden; Holzvergasung; Pflanzen; Versuch
Number og pages:173
DDC classes:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften, Biologie
Open Access?:ja
Course of Studies:Energietechnik und Energiewirtschaft
Licence (German):License LogoUrhG - The Austrian Copyright Act applies - Es gilt das österr. Urheberrechtsgesetz