모튼 수목원에서의 바이오차 연구

죽은 식물, 나뭇잎, 나무 조각과 같은 유기 폐기물을 태워 만든 물질인 바이오탄은 기후 변화를 완화하는 토양 강화제로서 잠재력이 있는 것으로 보입니다. 실제로 현재 모튼 수목원에서는 토양 생태학자가 그 잠재력을 연구하고 있습니다. 메건 미들리 박사 연구 코디네이터 미셸 카타니아. 메건과 미셸이 어떻게 연구를 시작했고 지금까지 무엇을 배웠는지 알아보기 위해 이야기를 나눴습니다.

최근 바이오 숯에 대한 관심이 높아진 이유는 무엇인가요?

MC: 도시 토양은 수분 보유 능력과 영양분 보유력이 낮고, 토양 지평선이 제대로 형성되지 않았으며, 유기물 함량의 변동성이 매우 큰 등 품질이 좋지 않은 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 도시 나무가 오래 살기에는 이상적인 조건이 아닙니다. 이러한 환경적 불균형을 극복하기 위해 원주민 커뮤니티의 해결책을 연구하는 것은 논리적인 접근 방식이었습니다. 과학자들이 영양분이 풍부한 고대 고고학 유적지를 발굴하고 있을 때 테라 프레타 아마존 유역에서 그들은 깊고 잘 구조화된 검은 토양 발견 천 년 이상 열대우림 농업을 지탱해온 토양에서 발견되었는데, 이는 열대 토양에서는 흔히 볼 수 없는 현상입니다. 이를 계기로 바이오숯이 황폐화된 도시 및 농업 토양의 토양 개선에 미치는 영향을 연구하는 데 전 세계적으로 많은 연구자들이 관심을 갖게 되었습니다.

바이오 숯과 토양에 대해 어떤 연구를 완료했거나 진행 중인가요?

MC: 바이오 숯의 효과를 테스트하려면 도시 경관을 위한 토양 품질 개선 능력PI인 브라이언트 샤렌브로흐 박사(UWSP 부교수 겸 모튼 수목원 연구원)와 저는 조경, 종묘장, 온실 수준에서 여러 가지 프로젝트를 함께 진행했습니다. 처음에는 3가지 토양 유형(모래, 미사토, 압축 점토)에서 자란 두 가지 일반적인 가로수(아까시나무 습지, 글레디티아 트리아칸토스)에 7가지 처리(목재 칩, 퇴비, 바이오 숯, 바이오 고형물, NPK 비료, 폭기 퇴비 차, 물)를 조사하기 위해 온실 연구를 설정했습니다. 18개월 동안 처리에 대한 토양과 나무의 반응을 조사하고 지상 및 지하 바이오매스를 파괴적으로 수확하는 것으로 연구를 마무리했습니다. 그 결과 다음과 같은 사실을 알게 되었습니다. 바이오 솔리드와 바이오 숯 모두 토양 미생물 활동을 개선했습니다. 따라서 지상 및 지하 나무 성장에 긍정적인 피드백을 제공하며, 바이오숯과 바이오고형물 처리 모두에서 다른 처리 방법에 비해 바이오매스 축적이 가장 컸습니다.

MC: 바이오 숯 처리를 테스트하려면 기존 가로수를 통해 시카고 지역에 두 개의 조경 수준 연구를 설정했습니다. 하나는 시카고의 도심 인근 지역에 있습니다. 나무 구덩이 검사 (초안)과 볼링브룩 남서쪽 교외에 하나 있습니다. 공원길 나무 조사 (보도 중). 두 연구 모두 기존 가로수와 토양과 나무의 건강을 개선하기 위한 다양한 개량제의 다양한 혼합 메커니즘을 조사했습니다. 수직 멀칭(토양에 구멍을 뚫어 표면 아래에 개량제를 추가하는 방법), 공기 경운(뿌리 손상이 거의 없는 재료의 공압식 혼합), '멀칭 인' 방법, 퇴비, 바이오 솔리드, 합성 비료와 같은 영양분이 풍부한 재료와 속방성 개량제의 조합을 활용했습니다.

MM: 도로변 프로젝트에서는 여러 가지 수정이 6가지 나무 종의 생존, 성장 및 건강에 미치는 영향을 조사하고 있습니다. 이 실험에는 전통적인 퇴비뿐만 아니라 두 가지 바이오고체 개량 처리와 바이오고체-바이오숯 혼합물이 포함되어 있습니다. 실험을 시작한 지 2년이 지난 후 다음과 같은 결과가 나타났습니다. 바이오 고체-바이오 숯 혼합 토양은 토양 부피 밀도가 더 낮았습니다., 더 높은 유기물 및 영양소 가용성및 나무의 성장과 엽록소 함량 증가 의 토양과 나무보다 높았습니다. 그러나 바이오 솔리드-바이오 숯 혼합 구획에서 바이오 솔리드 단독 구획보다 낮은 부피 밀도를 제외하고는 토양과 나무의 반응은 바이오 솔리드-바이오 숯 혼합 구획과 바이오 솔리드 단독 구획 사이에 뚜렷하게 다르지 않았습니다. 즉, 토양과 나무는 바이오 솔리드에 긍정적으로 반응하지만 바이오 숯이 그 효과를 향상시킬지 여부는 말하기 어렵습니다. 향후 몇 년 동안 어떤 일이 일어날지 기대가 됩니다. 바이오숯이 이를 촉진한다면 시간이 지남에 따라 바이오숯이 더 중요해질 수도 있습니다. "서방형 비료" 는 영양소 가용성에 영향을 미치고 천천히 분해되는 경향으로 인해 낮은 부피 밀도를 유지합니다.

MC: 우리는 보육 실험 모튼 수목원 부지에서 이상적인 적용률을 결정하기 위해 유기질 비료와 바이오숯의 다양한 조합에 대한 이해를 높이기 위해 다양한 바이오숯 통합 방법에 대한 실험을 진행했습니다. 양묘장에서의 이러한 통제된 실험 결과와 조경 및 온실 수준의 반응은 우리 지역의 결과를 해석하는 데 도움이 될 것입니다. 현재로서는 바이오 숯을 단독으로 사용하거나 합성 비료, 퇴비 또는 바이오 고형물과 함께 사용하는 것이 영양 공급원으로서 더 나은 것으로 보입니다, 는 더 많은 바이오매스 축적으로 인해 나타나는 저질 도시 토양의 영향을 개선하는 데 효과적입니다..

바이오 숯의 추가적인 이점이 있나요?

MM: 시간이 지나도 높은 영양소 가용성과 낮은 부피 밀도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 바이오 숯은 또한 나무와 토양에 대한 도로 염분의 영향을 줄일 수 있습니다.. 바이오 숯은 표면적이 넓기 때문에 나트륨이 나무 뿌리나 수로에서 끝나지 않고 그 표면에 흡착될 수 있습니다. 이를 테스트하기 위해 바이오숯을 드레싱으로 사용하거나 토양에 바이오숯을 혼합하여 4가지 종류의 나무 묘목을 화분에 심고 일주일에 한 번씩 염화나트륨을 첨가하거나 첨가하지 않고 나무에 물을 주었습니다. 8주 후, 바이오숯을 드레싱으로 사용했을 때 토양수에 포함된 나트륨의 양이 감소하고 가장 빠르게 자라는 나무 종의 성장이 증가한다는 사실을 발견했습니다, 카탈루냐 북부.

바이오차 연구에 공동 작업자가 있나요?

MM: 이 두 가지 프로젝트는 수목원 안팎의 팀을 하나로 모았습니다! 길가 프로젝트는 다음과 같은 팀과의 협업입니다. 일리노이 톨웨이그리고 우리가 사용한 바이오 고형물은 시카고시의 시립 폐수 처리장에서 나온 것입니다. 앞으로 더 나은 도로변 나무 심기 프로젝트를 설계하는 데 도움이 될 수 있기 때문에 모두가 이 연구 결과를 기대하고 있습니다. 온실 프로젝트는 일리노이 수학 및 과학 아카데미의 전 고등학생이 주도했으며, 우리는 그의 결과를 분석하고 발표하기 위해 계속 협력하고 있습니다.

MC: 우리의 모든 바이오차 연구들은 바틀렛 트리 연구소의 아낌없는 지원과 협력, 그리고 다음과 같은 자금 지원으로 이루어졌습니다. 트리 연구 및 교육 기부금(TREE) 기금 및 모튼 수목원의 나무 과학 센터.