Chứng minh thực nghiệm cho việc lưu giữ carbon bằng cách sử dụng biochar để tránh phát thải CO₂ từ nguyên liệu gốc và bảo vệ chất hữu cơ tự nhiên trong đất

Cần thêm nhiều nghiên cứu để so sánh quá trình phân hủy của biochar với nguyên liệu đầu vào ban đầu và xác định cách mà các phụ gia này ảnh hưởng đến chu trình của chất hữu cơ tự nhiên (NOM) trong các loại đất khác nhau nhằm cải thiện hiểu biết của chúng ta về tiềm năng lưu giữ carbon (C) ròng. Một thí nghiệm ủ kéo dài 510 ngày đã được thực hiện (i) để điều tra sự phát thải CO₂ từ các loại đất được bổ sung bằng fresher corn stover (CS) hoặc biochar được sản xuất từ CS tươi tại nhiệt độ 350 (CS‐350) hoặc 550 °C (CS‐550), và (ii) để đánh giá hiệu ứng kích thích của các phụ gia này đối với sự phân hủy của NOM. Hai loại đất đã được nghiên cứu: Alfisol và Andisol, với tỷ lệ carbon hữu cơ lần lượt là 4% và 10%. Ngoại trừ các mẫu chứng (không có bổ sung C), tất cả các điều trị đều nhận được 7.18 t C ha⁻¹. Chúng tôi đã đo lưu lượng C trong các khoảng thời gian ngắn và dấu hiệu đồng vị của nó để phân biệt giữa C phát thải từ các phụ gia C₄ và _C không chiếm ưu thế C₃ trong NOM. Tỷ lệ phát thải sau đó đã được tổng hợp cho toàn bộ thời gian để bao gồm tổng phát thải. Tổng lượng CO₂-C phát thải từ C gốc trong CS, CS-350 và CS-550 cao hơn ở Andisol (78%, 13% và 14%) so với Alfisol (66%, 8% và 7%). Đối với cả hai loại đất, (i) không có sự khác biệt có ý nghĩa (P > 0.05) nào được quan sát thấy trong tỷ lệ phát thải CO₂ giữa các mẫu chứng và các điều trị biochar; và (ii) tổng lượng CO₂ phát thải từ phụ gia không than cháy cao hơn một cách có ý nghĩa (P < 0.05) so với các điều trị còn lại. Tại Alfisol, một hiệu ứng kích thích positve có ý nghĩa (P < 0.05) đối với sự phân hủy NOM được quan sát thấy khi bổ sung vào bằng CS tươi, trong khi trái ngược lại được phát hiện ở các điều trị biochar. Ở Andisol, không có hiệu ứng kích thích ròng có ý nghĩa (P > 0.05) nào được quan sát thấy. Cân bằng carbon chỉ ra rằng carbon mất đi từ cả quá trình sản xuất và phân hủy biochar 'được bù đắp' với lượng carbon mất đi từ phân hủy dư lượng tươi sau <35 tuần. Điểm 'bù đắp' đã đạt được sớm hơn ở Andisol, nơi mà CS tươi phân giải nhanh hơn. Những kết quả này cung cấp bằng chứng thực nghiệm về tiềm năng của biochar trong việc lưu giữ C và tránh phát thải CO₂ từ nguyên liệu gốc trong khi bảo vệ chất hữu cơ tự nhiên của đất.