Characteristics of biochars from crop residues: Potential for carbon sequestration and soil amendment

Windeatt, Jayne Helen; Ross, Andrew B.; Williams, Paul T.; Forster, Piers M.; Nahil, Mohamad A.; Singh, Surjit

doi:10.1016/j.jenvman.2014.08.003

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“…3 (a)), which may have been due to the higher ash content of RH, PM, and WS ( Fig. 3 (c)) (Windeatt et al 2014). Moreover, the biochar yields decreased sharply as the pyrolysis temperature increased from 400°C to 800°C for all feedstocks (Fig.…”

Section: Biochar Productionmentioning

confidence: 89%

Biochar Amendment of Soils According to their Physicochemical Properties

Kameyama

Iwata

Miyamoto

2017

JARQ

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In this work, we reviewed the following: 1) the influences of feedstocks and pyrolysis temperature on the physicochemical properties of biochar as a soil amendment material in Japan; and 2) the effects of biochar application on the physicochemical properties of two Japanese soils. We analyzed the physicochemical properties of biochar produced from waste woodchips (Japanese cedar and Japanese cypress), waste moso bamboo chips, rice husk, sugarcane bagasse, poultry manure, and domestic wastewater sludge at pyrolysis temperatures of 400°C, 600°C, and 800°C. Biochar produced from both wood-based biomass and sugarcane bagasse are suitable as a soil amendment material for enhancing water retention in soil. Biochar produced from wood-based biomass at a low pyrolysis temperature (400°C) is suitable for enhancing the cation exchange capacity, whereas biochar produced from wood-based biomass at a high pyrolysis temperature (800°C) can enhance nitrate adsorption. Poultry manure-derived biochar can improve the soil pH and supply phosphate. Based on two case studies using sand dune soil and calcareous soil, we demonstrated that soils can be effectively improved by considering specific soil properties that require improvement/remediation, and by applying a suitable biochar to enhance these properties.

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Section: Biochar Productionmentioning

confidence: 89%

Biochar Amendment of Soils According to their Physicochemical Properties

Kameyama

Iwata

Miyamoto

2017

JARQ

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“…Additionally, it (Jensen 2013a(Jensen , 2013b represents an alternative means by which to contain water and atmospheric pollution ascribed to large volumes of crop and animal wastes (Jeffery et al, 2015b). As a soil amendment (Lehmann et al, 2011Windeatt et al, 2014), BC has received increased interest due to its role in enhancing nutrient-and water-use efficiencies (Van Zwieten et al, 2010;Singh et al, 2010;Barrow, 2012). Finally, it has been found to immobilise and remove soil and water contaminants (Novak et al, 2016).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The positive effects of amending the soil with BC include increased crop productivity and soil fertility (Liu et al, 2013(Liu et al, , 2014Windeatt et al, 2014;Biederman and Harpole, 2013;Jeffery et al, 2011Jeffery et al, , 2015b mainly through improved quality, C storage, infiltration, and water holding capacity of soil (Mukherjee and Lal, 2013;Mukherjee et al, 2014). Compared to other amendments, BC is thought to be C-negative because it is derived from atmospheric CO2 captured by plants, which is then diverted to the soil in a very stable form where it can remain for several years (Lehmann and Joseph, 2015;Smith, 2016).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Crop response to soils amended with biochar: expected benefits and unintended risks

et al. 2017

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Biochar (BC) from biomass waste pyrolysis has been widely studied due to its ability to increase carbon sequestration, reduce greenhouse gas emissions, and enhance both crop growth and soil quality. This review summarises the current knowledge of BC production, characterisation, and types, with a focus on its positive effects on crop yield and soil properties vs the unintended risks associated with these effects. Biochar-amended soils enhance crop growth and yield via several mechanisms: expanded plant nutrient and water availability through increased use efficiencies, improved soil quality, and suppression of soil and plant diseases. Yield response to BC has been shown to be more evident in acidic and sandy soils than in alkaline and fine-textured soils. Biochar composition and properties vary considerably with feedstock and pyrolysis conditions so much that its concentrations of toxic compounds and heavy metals can negatively impact crop and soil health. Consequently, more small-scale and greenhouse-sited studies are in process to investigate the role of BC/soil/crop types on crop growth, and the mechanisms by which they influence crop yield. Similarly, a need exists for long-term, field-scale studies on the effects (beneficial and harmful) of BC amendment on soil health and crop yields, so that production guidelines and quality standards may be developed for BCs derived from a range of feedstocks.

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“…La razón de este hecho podría ser que el alto contenido en ceniza obstaculiza la formación de estructuras aromaticas que contribuyen a aumentar el contenido en CF (Windeatt et al, 2014).…”

Section: Resultados Y Discusiónunclassified

“…Como se comentó en el capítulo 3 de esta tesis, los biochars con altos contenidos en ceniza suelen presentar bajos contenidos en carbono fijo (CF), esta tendencia puede observarse claramente en las muestras BI y BIII. Ademas, es el biochar BI la muestra con mayor contenido en CF lo cual podría ser consecuencia del alto contenido en lignina de la materia prima usada para su producción (Windeatt et al, 2014).…”

Section: Evaluación De Las Emisiones De Co 2 Y El Efecto Priming -Estunclassified

Evaluacion del uso de residuos organicos para la produccion de biochar y su aplicacion como enmienda organica

Parra¹

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En primer lugar, quiero dedicar este trabajo a mi madre, a mi padre y a mis hermanos por su apoyo incondicional, su amor y sus consejos, y porque, a pesar de la distancia, siempre estan conmigo. Ademas, agradezco el soporte económico que me brindaron y por el cual pude desarrollar esta investigación.Agradezco a mis directores de tesis por sus enseñanzas y orientación, así como a todos los docentes, investigadores y doctorandos pertenecientes a la Universidad Politécnica de Madrid y a otras instituciones con quienes tuve la oportunidad de compartir experiencias académicas, establecer lazos de amistad, y quienes de forma directa o indirecta me ayudaron y guiaron durante todo este proceso.También quiero agradecer a mi familia mas cercana, tía, primos, primas, amigos y amigas, por su amor, apoyo, por hacerme sonreír y transmitirme energía y fortaleza para seguir adelante; en especial a mi abuelo porque con su luz y sabiduría me ayudó a convertirme en la mujer que soy ahora. A ti abuelito te agradezco y te dedico este trabajo, siempre te llevaré en mi corazón. "De los miedos nacen los corajes; y de las dudas las certezas.Los suenos anuncian otra realidad posible y los delirios otra razon. Al fin y al cabo, somos lo que hacemos para cambiar lo que somos." Eduardo Galeano 7 RESUMEN RESUMENEn la actualidad el uso de biochar ha despertado gran interés por sus supuestos aportes en la lucha contra el calentamiento global, la mejora de la calidad de los suelos y el aumento de la productividad de cultivos. Esta tesis se ha centrado en el estudio de los efectos de este material carbonoso en los suelos y en evaluar la viabilidad de gestión de diversos residuos organicos mediante procesos de pirólisis o gasificación.Con este propósito, se estudió la influencia de distintas materias primas y procesos de producción sobre las propiedades de los biochars y los impactos asociados a su uso como enmienda organica. La tesis esta estructurada en cinco capítulos.El objetivo del capítulo tres fue estudiar la influencia de la materia prima (residuos ganaderos) y de la temperatura de pirólisis sobre las propiedades de los biochars, para ello se hizo una caracterización de todos los materiales. Los resultados indican que las propiedades agronómicas de los biochars son muy variables según la biomasa empleada y las condiciones de producción. Sin embargo, en todos los casos se observó una reducción de las fracciones móviles de metales traza en los biochars.En el cuarto capítulo se determinó la influencia del biochar sobre las propiedades biológicas del suelo, con este fin, se desarrollaron dos estudios en los que se evaluaron los efectos del biochar sobre la respiración del suelo y las actividades enzimaticas. Los resultados indican que tras el proceso de pirólisis la biomasa alcanza mayor estabilidad, por lo tanto, la mineralización del carbono es menor cuando se usa biochar como enmienda organica. Sin embargo, los biochars producidos a altas temperaturas tienen un impacto negativo sobre los microorganismos del suelo.El objetivo del capítulo c...

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Characteristics of biochars from crop residues: Potential for carbon sequestration and soil amendment

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Biochar Amendment of Soils According to their Physicochemical Properties

Biochar Amendment of Soils According to their Physicochemical Properties

Crop response to soils amended with biochar: expected benefits and unintended risks

Evaluacion del uso de residuos organicos para la produccion de biochar y su aplicacion como enmienda organica

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