UNL研究甜菜焦是否能改善土壤

UNL研究甜菜焦是否能改善土壤

内布拉斯加-林肯大学(UNL)的科学家们已经开始了一项为期数年的研究,研究高碳碳焦(一种甜菜加工留下的细粉状煤尘)是否能改善农田的状况。

西部糖业合作社每年在其位于斯科茨布拉夫的制糖厂生产35000吨炭化副产品。西部糖业公司在内布拉斯加州、怀俄明州、科罗拉多州和蒙大拿州还有其他的甜菜工厂。

来自UNL Panhandle研究和推广中心和UNL农业与自然资源研究所林肯校区的研究人员正在开始一项为期三年的研究,他们将在Scottsbluff附近的研究地块上应用高碳碳。木炭将以不同的速率(每英亩0到25吨)施用,并融入土壤中,然后作物将以四年轮作的方式种植,包括甜菜、玉米和干食用豆类。

该研究团队将测量作物产量以及土壤物理特性(入渗、结壳、持水量、密度、颜色)和化学特性(碳、pH值、盐度和土壤养分水平)的变化。

潜在的土壤质量效益包括增加有机质和土壤碳。土壤中较高的碳浓度会减少结皮、土壤表面快速干燥和压实,改善土壤结构、水分入渗、持水能力和微生物活性。据潘汉德尔中心退休的土壤专家加里·赫盖特说,几十年的农作物生产已经耗尽了内布拉斯加州西部许多农田的有机质和土壤碳。赫尔格特是这项研究的顾问。

赫格特说,这是美国为数不多、可能也是唯一一个研究生物炭影响的大型大田项目。

自2007年《能源独立与安全法案》(EISA)规定新的可再生燃料标准限制乙醇的增长以来,对乙醇的生物燃料替代品的研究一直在增加。新的可再生燃料标准限制了玉米乙醇的生产,但要求增加温室气体排放量更大的其他生物燃料。赫尔格特说,这导致了对其他生物燃料来源的预期,如灌溉草等纤维素材料将变得越来越重要。

一种可能的乙醇替代品是第二代生物燃料,它是通过热解产生的,通过加热纤维素物质来产生一种类似油脂的物质。生物炭是热解的残留物。Hergert说,由于缺乏联邦资金和国会支持第二代生物燃料的后续行动,其他地方对其农业影响的研究一直是在小规模的温室大小的地块上进行的。

到目前为止,美国还没有商业规模的热解工厂。几乎没有任何研究是在田野上进行的。但在该地区的甜菜制糖厂附近,有大量与生物炭非常相似的木炭。在Panhandle研究和推广中心有一些现场地块。现在,在西方糖业合作研究委员会(Western Sugar Cooperative Research Committee)的资助下,有了一个多年的项目,看看木炭的应用是否会对土壤有益。

撒甜菜焦糖
图1。查尔被分散到内布拉斯加州大学潘汉德尔研究推广中心以北几英里的米切尔农业实验室的研究地块上。fine power是用高尔夫球场的散布器散布的细粉尘甜菜焦
图2。在将木炭撒到田地之前,要对其进行筛选,去除较大的颗粒,留下较细的粉末。

甜菜炭-从处理机到田间

将西部糖业公司生产的木炭运到研究场地需要几个步骤。承包商保罗·里德(Paul Reed)把木炭拖走,筛成不同的颗粒大小。Reed使用较大的颗粒作为路面集料;更细的颗粒被送往UNL公司,用于位于斯科茨布拉夫北部的米切尔农业实验室的试验田。研究负责人、退休的UNL土壤科学家加里·赫尔格特(Gary Hergert)说,找到一种使用木炭的工具是一项挑战。粪肥撒播机不起作用,但撒沙机起作用了,只要首先筛掉煤焦,去除较大的卵石。

赫尔格特说,这种木炭目前作为道路材料的商业用途,未来可能用于改善土壤特性和作物生产,这可能表明未来对这种副产品的需求。

UNL农学与园艺系土壤管理副教授Humberto Blanco是主要研究员。林肯的Blanco一直在收集土壤样本,测量土壤的物理性质。

除了Hergert,其他项目成员还包括Panhandle中心的几位教职员工:研究技术人员Rex Nielsen和Les Kampbell;旱地种植系统专家科迪·克里奇;综合杂草管理专家Nevin Lawrence;以及副主任吉姆·希尔德。来自西部糖业的史蒂夫·戈德比和大卫·瑞切特也参与了这个项目。

除了米切尔的灌溉地块,在克里奇的监督下,焦碳也被应用在高地农业实验室的旱地研究地块上。

该项目是第一年,预计将持续到2018年。

“如果它起飞,需求将远远大于供应。”

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一片玉米地。