モートン樹木園におけるバイオ炭の研究

バイオ炭は、枯れ草や落ち葉、木屑などの有機廃棄物を燃やして作られる物質だが、気候変動を緩和する土壌改良剤として有望視されているようだ。実際、モートン樹木園では現在、土壌生態学者によってその可能性が研究されている。 メーガン・ミッドグレー博士 兼リサーチ・コーディネーター ミシェル・カタニア.私たちはメーガンとミシェルに、彼らの研究がどのように始まり、これまでに何を学んだのかを聞いた。

最近、バイオ炭への関心が高まっているのはなぜですか？

MC： 都市部の土壌は、保水力や栄養保持力が低く、土壌の水平構造が貧弱で、有機物の含有量に大きなばらつきがあるなど、質の低い性質に悩まされている。こうした特性は、長寿の都市樹木にとって理想的な条件とはいえない。こうした環境格差を克服するために、先住民コミュニティの解決策を研究することは論理的なアプローチだった。科学者たちが古代の遺跡から栄養豊富な土壌を発掘していたように、先住民のコミュニティもまた、そのような土壌に恵まれていたのである。 テラプレタ アマゾン川流域では 深く、構造のしっかりした黒色土壌を発見する。 これは、焼畑農業が盛んな熱帯の土壌では典型的なことである。このことは、バイオ炭が劣化した都市土壌や農地土壌の浄化に与える影響について、世界的な研究の火付け役となった。

バイオ炭と土壌について、どのような研究を完了させ、あるいは完了させようとしていますか？

MC： バイオ炭の効果をテストするために 都市景観の土壌改良能力PIであるブライアント・シャレンブロッホ博士（UWSP准教授、モートン樹木園研究員）と私は、景観、苗木園、温室レベルで、いくつかの異なるプロジェクトに共同で取り組んだ。まず温室で、3種類の土壌（砂、シルトローム、圧縮粘土）で栽培された2種類の街路樹（Acer saccharum Marsh.とGleditsia triacanthos）を対象に、7種類の処理（木材チップ、堆肥、バイオ炭、バイオソリッド、NPK肥料、通気性堆肥茶、水）を行った。18ヶ月間、処理に対する土壌と樹木の反応を調べ、最後に地上部と地下部のバイオマスを破壊的に収穫した。その結果、以下のことがわかった。 バイオソリッドもバイオ炭も土壌微生物の活性を改善した バイオ炭処理とバイオソリッド処理では、他の処理に比べてバイオマスの蓄積が最大であった。

MC： バイオ炭処理のテスト 既存の街路樹そこで、シカゴ地域で2つの景観レベルの調査を行った。ひとつは、シカゴの市街地に近い地域である。 ツリーピット調査 (草案中）と、南西郊外のボリングブルックにある 園路樹木の調査 (インプレス）。この2つの研究では、樹勢が回復した街路樹と、土壌と樹木の健康を改善するためのさまざまな改良資材の投入方法を検討した。私たちは、垂直マルチング（土壌に穴をあけて地表下に改良材を加える）、エア耕うん（根へのダメージが少ない空気圧による資材の投入）、「マルチング・イン」の各方法と、堆肥、バイオソリッド、合成肥料など、資材と速放性栄養豊富な改良材との組み合わせを利用した。

MMだ： ロードサイド・プロジェクトでは、6種類の樹木の生存、成長、健康に及ぼすいくつかの改良材の影響を調べている。実験には、従来の堆肥のほか、2種類のバイオソリッド改良処理とバイオソリッドとバイオ炭の混合物が含まれる。実験開始から2年後、私たちは以下のことを発見した。 バイオソリッドとバイオ炭の混合土壌は土の嵩比重が低かった。, 有機物が多く、栄養分が豊富そして 樹木の成長とクロロフィル含有量の増加 しかし、嵩比重を除けば、土壌と樹木の反応は、バイオソリッド-バイオ炭混合圃場の方がバイオ炭単独圃場よりも低かった。しかし、バイオソリッドとバイオ炭の混合圃場では、バイオソリッド単独の圃場よりも嵩比重が低かったことを除けば、土壌と樹木の反応は、バイオソリッドとバイオ炭の混合圃場とバイオソリッド単独の圃場とで顕著な違いは見られなかった。言い換えれば、土壌と樹木はバイオソリッドにポジティブに反応し、バイオ炭がその効果を高めるかどうかはわからない。バイオ炭がこの効果を促進するのであれば、時間の経過とともにバイオ炭の重要性が増すかもしれない。 「緩効性肥料 栄養分の利用可能性に影響を与え、分解が遅いため嵩比重が低い。

MC： を設立した。 保育園の実験 モートン樹木園の敷地内で、理想的な施用率を決定することを目標に、バイオ炭の様々な組み入れ方法、有機質改良材とバイオ炭の様々な組み合わせについて理解を深める。苗床での管理された実験から得られた結果は、景観や温室レベルでの反応と相まって、私たちの地域に対する結果の解釈の助けとなるでしょう。現在のところ、バイオ炭は単独であれ、合成肥料、堆肥、バイオソリッドとの組み合わせであれ、栄養源としては有効であるようだ、 は、低品質な都市土壌の影響を改善するのが得意で、バイオマスの蓄積が多いことからも明らかである。.

バイオ炭には他にも利点があるのですか？

MMだ： さらに、長期にわたって高い栄養価を維持し、嵩密度を低く保つ可能性もある、 バイオ炭は樹木や土壌への道路塩害を軽減する可能性もある.バイオ炭は表面積が大きいので、ナトリウムは木の根や水路に流れ込むのではなく、表面に吸着する可能性がある。このことを検証するために、バイオ炭をトップドレッシングとして加えるか、土壌に混ぜ合わせ、4種類の樹木の苗をポットに植え、週に1回、塩化ナトリウムを加えた場合と加えなかった場合の水を与えた。8週間後、バイオ炭をトップドレッシングとして使用したところ、土壌水に含まれるナトリウムの量が減少し、最も成長の早い樹種の成長が促進された、 ノーザン・カタルパ.

バイオ炭の研究に共同研究者はいますか？

MMだ： この2つのプロジェクトは、樹木園内外のチームを結集させた！沿道プロジェクトは イリノイ州有料道路私たちが使用したバイオソリッドは、シカゴ市廃水処理区のものです。この研究結果は、将来、より良い街路樹植栽プロジェクトを設計するのに役立つので、みんな楽しみにしている。この温室プロジェクトは、イリノイ数学・科学アカデミーの元高校生が主導したもので、現在も彼の結果を分析し、発表するために協力している。

MC： 私たちのバイオ炭の研究はすべて、バートレット・ツリー研究所からの惜しみない支援と協力、そして以下の資金援助によって行われてきた。 樹木研究・教育基金（TREE基金 そして モートン樹木園の樹木科学センター.