Maize yields. Pflanzenkohle für das N-Management im Weinbau? .u.a. Rebholz-Zuwachs. .Bodenkohlenstoff?? KLIMAWANDEL IM RHEINGAU

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Martina Dittmar
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1 .. KLIMWNDEL IM RHEINGU Pflanzenkohle für das N-Management im Weinbau? Neue Erkenntnisse aus Forschung und Entwicklung laudia Kammann, ndreas Haller und Otmar Löhnertz KLIMWNDEL: STEIGENDE O -KONZENTRTIONEN ERHÖHTES O : WIRKUNG UF REEN pub/data/cmb/images/indica tors/k-year-co- concentration.gif Unsere Kulturpflanzen sind hier entstanden: (bei ppm O, nicht bei ppm ).u.a. Rebholz-Zuwachs.odenkohlenstoff?? URSPRUNG DER IDEE PFLNZENKOHLE : NTHROPOGENE SHWRZERDEN IM MZONSGEIET (DE) Maize yields TERR PRET KEINE WUNDERERDE! vg 9- = 9.9 Mg/Ha SO-reiche öden sind resilienter! aktive Herstellung (Liberia, Ghana): fde vg 9- =. Mg/Ha Solomon et al., Frontiers in Ecology

.. PFLNZENKOHLE FÜR NÄHRSTOFF- MNGEMENT & KOMPOSTIERUNG (NIHT PUR VERWENDEN) mm <

Kontrolle, pure comp (± % w/w) Gewächshaus, Gefäßversuch (Quinoa) UNTERSHIED WIE TG UND

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ÜERRSHUNG : IOHR LIET NITRT! EINFLUSS PK-EIGENSHFTEN?

ypress 9 KT Grape - PFLNZENKOHLE, NITRT & ODENFUN Name: Regenwurm-Reproduktionstest

2 .. PFLNZENKOHLE FÜR NÄHRSTOFF- MNGEMENT & KOMPOSTIERUNG (NIHT PUR VERWENDEN) mm < particles < mm Faktoren. Kompost-ddition (± % w/w). N-Düngung ( vs kg N/ha). Kontrolle, pure comp (± % w/w) Gewächshaus, Gefäßversuch (Quinoa) UNTERSHIED WIE TG UND NHT: PFLNZENKOHLE PUR VS. KOMPOSTIERT total biomass (g dwt) b % control pure comp no compost iochar N-nitrate capture and release a % c % % plus compost no compost plus compost kg N ha - kg N ha - Kammann et al., Scientific Reports x 9% x % y X 9% X 9% Y Different letters = significant biochar effects within bar group; -way NOV, p<... ÜERRSHUNG : IOHR LIET NITRT! WIE GELNGT ES IN DIE KOHLE? Trocknen - efeuchten Schütteln > Still Organic > keine K + besser als Na + > steigender Produktionstemp + Restwasser > trockene PK (Kon-Tiki) mg NO - g - of biochar Grape ÜERRSHUNG : IOHR LIET NITRT! EINFLUSS PK-EIGENSHFTEN? Grape N adsorbed N extracted Grape Grape 9 Pine Pine Pine Pine 9 ypress ypress ypress ypress 9 KT Grape - PFLNZENKOHLE, NITRT & ODENFUN Name: Regenwurm-Reproduktionstest Richtlinie: ISO - (99) Spezies: Eisenia fetida Substrate: Kunsterde oder Feldböden, z.. LUF Dauer: Tage Parameter: Mortalität, iomasse, nzahl Juveniler Design: Limittest PFLNZENKOHLE, NITRT & ODENFUN Reproduktion: Regenwurm Kontrolle PK PK-Tee UNELSTET Kontrolle PK PK-Tee NITRTELSTET! Der Einsatz von iokohle zur Reduzierung des Nitrataustrages.. Der Einsatz von iokohle zur Reduzierung des Nitrataustrages..

.. PFLNZENKOHLE, NITRT & ODENFUN PFLNZENKOHLE, NITRT &

Kohlepartikeln - Extraktion Der Einsatz von iokohle zur

PFLNZENKOHLE-KOMPOSTE + EGRÜNUNGSMNGEMENT Vielen Dank!

biochar as organic root-zone fertilizer (Schmidt et al.

3 .. PFLNZENKOHLE, NITRT & ODENFUN PFLNZENKOHLE, NITRT & ODENFUN Nitrat-uswaschung ( Starkregen ) Nitrat aus Kohlepartikeln - Extraktion Der Einsatz von iokohle zur Reduzierung des Nitrataustrages.. Der Einsatz von iokohle zur Reduzierung des Nitrataustrages.. FZIT: PFLNZENKOHLE-KOMPOSTE + EGRÜNUNGSMNGEMENT FZIT: PFLNZENKOHLE-KOMPOSTE + EGRÜNUNGSMNGEMENT Vielen Dank! FRGEN? Humusaufbau: :N:P:S. Humusaufbau: :N:P:S. PURE IOHR: TOO EXPENSIVE TO RETURN INVESTMENTS Y YIELD INRESES THE DIFFERENE? NUTRIENTS PTURED IN IOHR Meta-study on crop yields: Jeffery et al. (and other meta-studies) VERSUS low amounts e.g. biochar as organic root-zone fertilizer (Schmidt et al. ; in review) Nitrate in/at biochar (g N kg - ) Kl h Kl h HO h HO h Field-aged : Yes. iochar N-nitrate capture and release.. Theory (Total N, N nalyzer): Repeated Extractions Nitrate: - (- mm) - (-. mm) - (.- mm) + (- mm) + (-. mm). g N kg - iochar. g N kg - iochar + (.- mm) Field site I untreated co-composted field-aged Kammann et al., Scientific Reports iochar N-nitrate capture and release..

.. DOES IT LSO HPPEN IN SOILS? YES IT DOES. ut standard methods likely underestimate nitrate in -amended soils Fig. a, Haider et al.

METHODS g sandy soil (mixture) WH %, daily adjustment + barley seedlings/jar Jar sampling days,,,, N concentrations and N: Kl-extr.; plants; particles; N O fluxes Day = N appl.

N DYNMIS SOIL arley biomass (g dwt)... N N.... N/ N Verhältnis.. Komp. N! Pur nix NH + -conc. (mg N kg - ) pure comp NO - -conc. (mg N kg - ).. Kammann et al., in revision (Sci. Rep.

4 .. DOES IT LSO HPPEN IN SOILS? YES IT DOES. ut standard methods likely underestimate nitrate in -amended soils Fig. a, Haider et al. Repeated M Kl extractions ( h) st extraction: % of total IS NITRTE JUST SORED OR EXHNGED? N EOME FILLED? N O? METHODS g sandy soil (mixture) WH %, daily adjustment + barley seedlings/jar Jar sampling days,,,, N concentrations and N: Kl-extr.; plants; particles; N O fluxes Day = N appl. NH NO OR: NH NO TRETMENTS, pure and comp (± % w/w) iochar N-nitrate capture and release.. 9 iochar N-nitrate capture and release.. RLEY IOMSS GROWTH OMP DOES IT WHEN NMIN IS NERLY GONE! N DYNMIS SOIL arley biomass (g dwt)... N N.... N/ N Verhältnis.. Komp. N! Pur nix NH + -conc. (mg N kg - ) pure comp NO - -conc. (mg N kg - ).. Kammann et al., in revision (Sci. Rep.) trl pure comp Day of Experiment iochar N-nitrate capture and release.. iochar N-nitrate capture and release.. N DYNMIS IOMSS N DYNMIS IOHR PRTILES Total N N in in plant plant biomass (µmol N jar - ) (µmol N jar - ) (c) NH N labeled (in NH NO ) (d) NO N labeled (in NH NO ) pure pure comp comp () pure comp particle enrichment ( N atom% excess) NH - N % of total N jar - NH - N pure particles comp particles NO - N pure % N comp % N particle enrichment ( N atom% excess) NO - N iochar N-nitrate capture and release.. iochar N-nitrate capture and release..

.. N O EMISSIONS STILL REDUD WITH OMP SUMMRY, OPEN QUESTIONS, PROSPETS N O emissions (µg N kg - h - ) N O sum (µg N kg - ) pure comp iochar captures and exchanges NO -.

an we design slow-release nitrate fertilizers, is there a balance between N leaching protection and plant N availability?

heck: repeated nitrate extractions! iochar N-nitrate capture and release NPK + comp H.-P. Schmidt -org F + comp Lets find economic benefits!

NO - N (f) NO - N, ** *, iochar N-nitrate capture and release - N in particles (µmol N jar ) Total N in particles (µmol N jar - ) N in particles (µmol N jar - ).

5 .. N O EMISSIONS STILL REDUD WITH OMP SUMMRY, OPEN QUESTIONS, PROSPETS N O emissions (µg N kg - h - ) N O sum (µg N kg - ) pure comp iochar captures and exchanges NO -. even better with age / organics contact Plants profited from biochar-nitrate feeding N O emissions were still reduced hidden N (nitrate): part of Terra preta story? an we design slow-release nitrate fertilizers, is there a balance between N leaching protection and plant N availability? Is nitrate capture part ot a) the Nepal-success story and b) a N O emission reduction mechanism? iochar N-nitrate capture and release.. iochar N-nitrate capture and release.. TKE HOME, THNKS & QUESTIONS? heck: repeated nitrate extractions! iochar N-nitrate capture and release NPK + comp H.-P. Schmidt -org F + comp Lets find economic benefits!.. SUMMRY, OPEN QUESTIONS, PROSPETS Total N in plant biomass (µmol N jar - ) Total N in plant biomass Total N in plant biomass (µmol N jar - ) (µmol N jar - ) pure comp (c) NH - N (d) NH - N * ** (e) NO - N (f) NO - N, ** *, iochar N-nitrate capture and release - N in particles (µmol N jar ) Total N in particles (µmol N jar - ) N in particles (µmol N jar - ) NH SUMMRY, OPEN NO QUESTIONS, PROSPETS atom% N excess in ammonium N min -conc. (mg N kg - ) atom% N excess in nitrate pure comp (c) (e) NH labeled NH labeled (d) NO labeled (f) NO labeled NO -conc. (mg N kg - soil-mix) atom% N excess in nitrate atom% N excess in ammonium N atom% excess (NH enriched) N O emissions (µg N kg - h - ) GHG EMISSIONS ND N IN N O (c) N O sum (µg N kg - ) pure comp H fluxes (ng H kg - h - ) N atom% excess (NO enriched) (d) H flux sum (µg H kg - ) iochar N-nitrate capture and release.. 9 iochar N-nitrate capture and release..

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