Name: Bewertung der Gesundheit und biologischen Aktivität von Biokohle aus Abfällen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-10-10T13:05:00.000+00:00
Duration: 10 min 31 s
Description: Erfahren Sie, wie Biokohle aus Abfällen die Bodengesundheit beeinflusst. Diese Methode untersucht mikrobielle Aktivität, Pflanzenwachstum und ökotoxikologische Effekte auf Bodenorganismen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. Zubereitung von Pflanzenkohle
HINWEIS: In der Materialtabelle finden Sie Einzelheiten zu den hier als Testmaterialien verwendeten Pflanzenkohle. Die Pyrolysebedingungen, die elementare Zusammensetzung und die Daten zur unmittelbaren Analyse wurden von den Herstellern zur Verfügung gestellt (Tabelle 1).
VORSICHT: Führen Sie die Pyrolyse immer in einem gut belüfteten Labor mit einem geeigneten Abluft- oder Rauchsystem durch. Tragen Sie hitzebeständige Handschuhe, einen Laborkittel, eine Schutzbrille und bei Bedarf einen Gesichtsschutz.
Tabelle 1: Grundlegende Eigenschaften der getesteten Pflanzenkohle. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table_1.xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.</a>
2. Chemische Charakterisierung von Pflanzenkohle
<ol>
	<li>Analyse der elementaren Zusammensetzung aller Pflanzenkohle (durchgeführt unter Verwendung der Atomemissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP OES) oder der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP MS) auf der Grundlage der Konzentrationen nach mikrowellengestützter Zerlegung (Tabelle 2).</li>
</ol>
3. Herstellung von Boden-Pflanzenkohle-Gemischen
<ol>
	<li>Bodensammlung und Versuchsaufbau<ol>
		<li>Sammle Mutterboden von einem Versuchsfeld.</li>
		<li>Entfernen Sie Oberflächenschmutz manuell. Sieben Sie den Boden auf eine Korngröße von weniger als 5 mm, um Schmutz zu entfernen.</li>
		<li>Wiegen Sie 100 g gesiebte Erde und geben Sie sie in Testbehälter.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zusatz und Inkubation von Pflanzenkohle<ol>
		<li>Fügen Sie 1 g, 5 g oder 10 g jeder Pflanzenkohleart pro 100 g Boden hinzu, um eine Boden-Biokohle-Ergänzung von 1 %, 5 % und 10 % (w/w-Basis) zu erhalten.</li>
		<li>Fügen Sie destilliertes Wasser hinzu, um 60 % der maximalen Wasserspeicherkapazität (WHC) zu erreichen.</li>
		<li>Mit einem Spatel gründlich mischen.</li>
		<li>Wiegen Sie jeden Behälter und decken Sie ihn mit Parafilm ab, um die Verdunstung zu minimieren.</li>
		<li>Die Mischungen 10 Tage lang bei 27 °C inkubieren. HINWEIS: Diese Mischung wird für die Messung des Wasserverlusts, die pH-Änderung, die Phytotoxizität und bakterielle Quantifizierungsassays verwendet. Der verbrauchte Boden sollte gesammelt und gemäß den lokalen Biofeststoffprotokollen entsorgt werden.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. pH-Messung von Boden-Pflanzenkohle-Gemischen
<ol>
	<li>Wiegen Sie 10 g jeder Boden-Pflanzenkohle-Mischung in konische 50-ml-Röhrchen.</li>
	<li>Geben Sie 25 ml destilliertes Wasser in die Röhrchen.</li>
	<li>Schütteln Sie die Röhren 30 s lang manuell oder verwenden Sie einen Vortex-Mischer bei mittlerer Geschwindigkeit. Filtern Sie die Mischung mit Whatman No. 1 Filterpapier in ein sauberes 100-ml-Becherglas.</li>
	<li>Messen Sie den pH-Wert des Filtrats bei Raumtemperatur (20-25 °C) mit einem kalibrierten pH-Messgerät.</li>
</ol>
5. Toxizitätstest für Enchytraeus albidus
<ol>
	<li>Führen Sie den Test gemäß der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) 2016, Test Nr. 22016 durch.</li>
	<li>Vorbereitung des Bodens für den Test<ol>
		<li>Verwenden Sie für diesen Test künstliche Erde der OECD.</li>
		<li>Messen Sie den pH-Wert des Bodens gemäß den in Abschnitt 4 genannten Schritten.</li>
		<li>Stellen Sie die Erde auf einen pH-Wert von 6,0 ± 0,5 ein, indem Sie dem Boden nach und nach Kalziumkarbonat (CaCO3) zusetzen und gründlich mischen.</li>
		<li>Stellen Sie den Feuchtigkeitsgehalt auf 40-60 % des maximalen WGC ein, indem Sie destilliertes oder entionisiertes Wasser hinzufügen. HINWEIS: Konsistenz von Hand prüfen; Der Boden sollte feucht, aber nicht klumpig sein.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Akklimatisierung und Selektion der Wurme<ol>
		<li>Spülen Sie die Würmer vorsichtig mit destilliertem Wasser ab, um die Transportsalzlösung zu entfernen.</li>
		<li>Setzen Sie die Würmer in die vorbereitete OECD-Erde und akklimatisieren Sie sie 24 h lang bei 20 °C unter einem 16 h hellen/8 h dunklen Zyklus bei 6.000 Lux.</li>
		<li>Wählen Sie 15 gesunde adulte Würmer pro Setup mit einem Stereomikroskop aus, das auf dem Vorhandensein von Klitorlum basiert.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Testaufbau und Inkubation<ol>
		<li>Mischen Sie 100 g der vorbereiteten OECD-Erde mit 5 g jeder Pflanzenkohlesorte in sauberen Behältern.</li>
		<li>Bereiten Sie die Bekämpfung mit 100 g unverändertem OECD-Boden vor.</li>
		<li>Vergewissern Sie sich, dass der pH-Wert und der Feuchtigkeitsgehalt im erforderlichen Bereich liegen (pH - 6,0 ± 0,5; Feuchtigkeitsgehalt - 40-60 % des maximalen WG-Gehalts).</li>
		<li>Führen Sie 15 erwachsene Würmer mit einer weichen Pinzette in jeden Test- und Kontrollbehälter ein.</li>
		<li>Geben Sie 25 mg fein gemahlenen Haferflocken als Nahrungsquelle auf die Bodenoberfläche.</li>
		<li>Decken Sie die Behälter mit perforierter Aluminiumfolie ab, um den Luftaustausch zu ermöglichen.</li>
		<li>Inkubieren Sie die Behälter 5 Tage lang bei 20 °C unter einem 16 h Licht-/8 h Dunkelzyklus bei 6.000 Lux.</li>
		<li>Wiegen Sie die Behälter täglich und füllen Sie den Gewichtsverlust durch Zugabe einer angemessenen Menge destilliertem oder entionisiertem Wasser auf, um einen konstanten Feuchtigkeitsgehalt aufrechtzuerhalten.</li>
		<li>Überwachen Sie die Wurmaktivität und notieren Sie die sichtbare Sterblichkeit während des Tests.</li>
		<li>Berechnen Sie nach Beendigung des Tests die letale Wirkung (%) mit der folgenden Formel: 
		<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq1.jpg" style="margin: auto;"> Wo: Wi - anfängliche Wurmzahl zu Beginn des Tests Wf - endgültige Wurmzählung am Ende des Tests HINWEIS: Damit der Test gültig ist, sollte die Mortalität bei Erwachsenen in der Kontrollkonfiguration am Ende des Tests 20 % nicht überschreiten.</li>
		<li>Nach dem Test den Testboden bei 105 °C trocknen, um ihn zu inaktivieren, und gemäß den lokalen Biofeststoffprotokollen entsorgen.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Prüfung der Phytotoxizität
<ol>
	<li>Führen Sie den Test gemäß der Internationalen Organisation für Normung (ISO) 18763:201617 durch.</li>
	<li>Aufbau der Petrischale<ol>
		<li>20 g der inkubierten Erde-Pflanzenkohle-Mischungen in 9 cm saubere Petrischalen geben. Glätten Sie die Oberfläche vorsichtig mit einem sauberen Spachtel.</li>
		<li>Bereiten Sie drei Replikate für jede Pflanzenkohlekonzentration vor und schließen Sie zwei unveränderte Kontrollen ein.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Saatgutaussaat und Inkubation<ol>
		<li>Legen Sie 10 Sinapis alba-Samen gleichmäßig verteilt in jede Schale auf die Bodenoberfläche. HINWEIS: Drücken Sie die Samen nicht in die Erde; Lassen Sie sie auf natürliche Weise mit Feuchtigkeit aushärten.</li>
		<li>Decken Sie die Schalen mit Deckeln ab und stellen Sie sie 5 Tage lang bei 25 °C ± 2 °C ohne direktes Licht in einen Inkubator.</li>
		<li>Messen Sie nach der Inkubation die Wurzellänge von einem Samenrand bis zum Ende einer Wurzel mit einem Kunststofflineal. Geben Sie es in cm oder mm an. Wenn der Samen gerade geknackt ist, geben Sie ihn mit 0,1 cm oder 1 mm an.</li>
		<li>Berechnen Sie die Hemmwirkung (%) nach folgender Formel: 
		<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq2.jpg" style="margin: auto;"> Wo: RLc - durchschnittliche Wurzellänge der Samen in der Kontrollschale RLt - durchschnittliche Wurzellänge der Samen in der Testschale HINWEIS: Damit der Test gültig ist, ist es wichtig zu überprüfen, ob die Keimung der kontrollierten Samen mindestens 80 % beträgt (8 von 10 Samen gekeimt).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
7. Quantifizierung der Bakterienkolonie
<ol>
	<li>Suspension und Verdünnung des Bodens<ol>
		<li>Wiegen Sie 5 g jeder inkubierten Boden-Pflanzenkohle-Mischung in sterile konische 50-ml-Röhrchen.</li>
		<li>Fügen Sie 25 mL steriles destilliertes Wasser hinzu und schütteln Sie es gründlich für 30 s.</li>
		<li>Lassen Sie die Suspension 2 h lang bei Raumtemperatur homogenisieren.</li>
		<li>Filtrieren Sie die Suspension mit steriler Gaze oder sterilem Netz und bereiten Sie serielle Verdünnungen mit dieser Stammlösung vor.</li>
		<li>Bereiten Sie fünf Reagenzgläser vor, die jeweils 9 ml steriles destilliertes Wasser enthalten.</li>
		<li>Führen Sie 10-fache serielle Verdünnungen mit sterilen Pipetten durch, z. B. 1 mL von der Stammlösung in das erste Röhrchen = 10-1, dann 1 mL in das nächste Röhrchen = 10-2 usw.)</li>
		<li>Verwenden Sie eine 10-2-Verdünnung für die Beschichtung.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Plattieren und Zählen von Kolonien<ol>
		<li>Pipettieren Sie 0,2 mL mit einer Verdünnung von 10-2 auf sterile Nähr-Agar-Platten.</li>
		<li>Verteilen Sie die Probe gleichmäßig mit einem sterilisierten Streuer.</li>
		<li>Die Platten werden in umgekehrter Position bei 27 °C 24 h lang inkubiert.</li>
		<li>Zähle Kolonien mit einem Koloniezähler.</li>
		<li>Berechnen Sie die koloniebildenden Einheiten (KBE) mL-1 des Gemisches nach folgender Formel: 
		<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq3.jpg" style="margin: auto;"> HINWEIS: Arbeiten Sie unter einer Biosicherheitswerkbank, falls vorhanden. Flammsterilisieren Sie die Werkzeuge zwischen den Proben, um eine Kontamination zu vermeiden. Desinfizieren Sie alle Platten mit 70% Ethanol oder Autoklav, bevor Sie sie entsorgen.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
8. Bestimmung der Trockenmasse (TM)
HINWEIS: Verwenden Sie hitzebeständige Handschuhe, wenn Sie mit heißen Schüsseln umgehen.
<ol>
	<li>Wiegen Sie 10 g Erde in eine hitzebeständige Glas- oder Porzellanschale.</li>
	<li>Die Schüssel in den auf 105 °C vorgeheizten Trockenofen stellen und 2 h trocknen lassen.</li>
	<li>Nach dem Trocknen die Schüssel in einen Exsikkator geben und 10 Minuten abkühlen lassen, um eine Feuchtigkeitsaufnahme aus der Luft zu verhindern.</li>
	<li>Wiegen Sie die abgekühlte Schüssel erneut mit einer Analysenwaage.</li>
	<li>Wiederholen Sie den Vorgang für mindestens drei Proben, um die Genauigkeit zu gewährleisten.</li>
	<li>Berechnen Sie den Gehalt an Trockenmasse (TM) nach folgender Formel: 
	<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq4.jpg" style="margin: auto;"> Wo: TM - Gehalt an Trockenmasse (%) Md - Trockengewicht der Probe in g Mw - Gewicht der ungetrockneten (ursprünglichen) Probe in g</li>
</ol>
9. Test der Dehydrogenase-Aktivität (DHA)
<ol>
	<li>Führen Sie den Test gemäß dem Standardprotokoll (ISO 23753-1:2019)18 durch.</li>
	<li>Vorbereitung der Reagenzien<ol>
		<li>TRIS Pufferlösung (100 mmol/L, pH 7,6).<ol>
			<li>12,12 g Tris(hydroxymethyl)aminomethan (TRIS) werden in 800 ml destilliertem Wasser gelöst.</li>
			<li>Stellen Sie den pH-Wert mit 1 M Salzsäure (HCl) auf 7,6 ein.</li>
			<li>Stellen Sie das Gesamtvolumen mit destilliertem Wasser auf 1 l ein.</li>
			<li>Bei 4 °C lagern und innerhalb einer Woche verbrauchen.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>TTC-Substratlösung (300 mmol/L)<ol>
			<li>1 g TTC wird in 10 ml der vorbereiteten Tris-Pufferlösung gelöst.</li>
			<li>Im Dunkeln bei 4 °C lagern und innerhalb von 1 Woche verbrauchen.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Bereiten Sie die TPF-Standardlösung für die Kalibrierkurve vor:<ol>
			<li>Fügen Sie 100 mg TPF zu 10 ml 96%igem Ethanol hinzu und rühren Sie, bis es sich vollständig aufgelöst hat, um eine TPF-Stammlösung (33 mmol/l) zu erhalten.</li>
			<li>0,5 ml der vorbereiteten TPF-Stammlösung mit 50 ml Ethanol verdünnen, um eine TPF-Arbeitslösung (330 nmol/ml) zu erhalten.</li>
			<li>Bereiten Sie Arbeitsstandards von 0, 0,1, 0,2, 0,5 und 1,0 ml aus der Arbeitslösung vor, die mit Ethanol auf ein konstantes Endvolumen von 3 ml verdünnt wird.</li>
			<li>Messen Sie die Extinktion bei 485 nm, um die Kalibrierkurve zu erstellen.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Probenvorbereitung<ol>
		<li>Geben Sie 5 g jeder Boden-Pflanzenkohle-Mischung in konische 50-ml-Röhrchen.</li>
		<li>Geben Sie 4 mL Tris-Puffer (100 mmol/L, pH 7,6) und 1 mL TTC-Lösung in die Testaufbauten auf.</li>
		<li>Fügen Sie den Steuerungs-Setups nur 4 ml Tris-Puffer hinzu.</li>
		<li>Die Röhrchen werden manuell durch sanftes Wenden gemischt und bei 25 °C 6 h in der Dunkelheit inkubiert.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Extraktion von Formazan<ol>
		<li>Geben Sie nach der Inkubation 25 ml Ethanol in jedes Röhrchen.</li>
		<li>Die Proben werden 1 h lang (250 min-1, bei 25 °C) im Dunkeln orbital bewegt.</li>
		<li>Nach dem Rühren 1 ml TTC in die Kontrollröhrchen geben.</li>
		<li>Alle Röhrchen bei 2.000 × g für 5 min bei 25 °C zentrifugieren, um den Überstand zu trennen.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Messung und Berechnung<ol>
		<li>Überstände in saubere Küvetten überführen.</li>
		<li>Die Extinktion bei 485 nm wird mit einem Spektralphotometer abgelesen.</li>
		<li>Verwendung der Kalibrierkurve zur Bestimmung der TPF-Konzentration in Proben (nmol/L).</li>
		<li>Berechnen Sie die Dehydrogenase-Aktivität mit der folgenden Formel: 
		<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq5.jpg" style="margin: auto;"> Wo: A - enzymatische Aktivität in mU g-1 (oder nmol min-1 g-1) von trockenem Boden Cs - Konzentration von TPF in Testproben in nmol mL-1 Cb - Konzentration von TPF in der Kontrollprobe in nmol mL-1 V - Gesamtreaktionsvolumen (Summe aus Substrat, Pufferlösung und Ethanolvolumen, in mL) RT - Dauer der Reaktion in Minuten M - Bodenmasse pro Rohr in g TM - Gehalt an Trockenmasse des Bodens (%) HINWEIS: Fassen Sie TTC und TPF mit Handschuhen an, da sie potenzielle Mutagene sind. Verwenden Sie einen Abzug, wenn Sie Reagenzien auf Ethanolbasis herstellen. Nach der Prüfung sind Ethanol und TTC-haltige Abfälle in dafür vorgesehenen Behältern für chemische Abfälle zu entsorgen.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig1.jpg"> 
Abbildung 1: Schematische Darstellung des experimentellen Arbeitsablaufs. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

<ol><li>Pradhan, S., Parthasarathy, P., Mackey, H. R., Al-Ansari, T., McKay, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+waste+biochar%3A+A+sustainable+solution+for+agriculture+application+and+soil-water+remediation%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon+Res%22%5BJournal%5D)">Food waste biochar: A sustainable solution for agriculture application and soil-water remediation.</a> Carbon Res. 3 (1), 41(2024).</li>
<li>D'Hose, T., Debode, J., De Tender, C., Ruysschaert, G., Vandecasteele, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Has+compost+with+biochar+applied+during+the+process+added+value+over+biochar+or+compost+for+increasing+soil+quality+in+an+arable+cropping+system%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Soil+Ecol%22%5BJournal%5D)">Has compost with biochar applied during the process added value over biochar or compost for increasing soil quality in an arable cropping system.</a> Appl Soil Ecol. 156, 103706(2020).</li>
<li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+improves+soil+quality+and+wheat+yield+in+saline-alkali+soils+beyond+organic+fertilizer+in+a+3-year+field+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Pollut+Res%22%5BJournal%5D)">Biochar improves soil quality and wheat yield in saline-alkali soils beyond organic fertilizer in a 3-year field trial.</a> Environ Sci Pollut Res. 30 (7), 19097-19110 (2023).</li>
<li>Smith, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+carbon+sequestration+and+biochar+as+negative+emission+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Glob+Change+Biol%22%5BJournal%5D)">Soil carbon sequestration and biochar as negative emission technologies.</a> Glob Change Biol. 22 (3), 1315-1324 (2016).</li>
<li>Jin, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+on+the+effects+of+biochar+amendment+on+soil+microorganisms+and+enzyme+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Soils+Sediments%22%5BJournal%5D)">Review on the effects of biochar amendment on soil microorganisms and enzyme activity.</a> J Soils Sediments. 24 (7), 2599-2612 (2024).</li>
<li>Melo, L. C. A., Lehmann, J., Carneiro, J. S. daS., Camps-Arbestain, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar-based+fertilizer+effects+on+crop+productivity%3A+A+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Soil%22%5BJournal%5D)">Biochar-based fertilizer effects on crop productivity: A meta-analysis.</a> Plant Soil. 472 (1), 45-58 (2022).</li>
<li>Blanco-Canqui, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+and+soil+physical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci+Soc+Am+J%22%5BJournal%5D)">Biochar and soil physical properties.</a> Soil Sci Soc Am J. 81 (4), 687-711 (2017).</li>
<li>Geng, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+mitigation+of+soil+acidification+and+carbon+sequestration+is+influenced+by+materials+and+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicol+Environ+Saf%22%5BJournal%5D)">Biochar mitigation of soil acidification and carbon sequestration is influenced by materials and temperature.</a> Ecotoxicol Environ Saf. 232, 113241(2022).</li>
<li>Ippolito, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feedstock+choice%2C+pyrolysis+temperature+and+type+influence+biochar+characteristics%3A+A+comprehensive+meta-data+analysis+review%5BTitle%5D)+AND+%22Biochar%22%5BJournal%5D)">Feedstock choice, pyrolysis temperature and type influence biochar characteristics: A comprehensive meta-data analysis review.</a> Biochar. 2 (4), 421-438 (2020).</li>
<li>Wei, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+pyrolysis+temperature+and+feedstock+on+carbon+fractions+of+biochar+produced+from+pyrolysis+of+rice+straw%2C+pine+wood%2C+pig+manure+and+sewage+sludge%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Influence of pyrolysis temperature and feedstock on carbon fractions of biochar produced from pyrolysis of rice straw, pine wood, pig manure and sewage sludge.</a> Chemosphere. 218, 624-631 (2019).</li>
<li>Oleszczuk, P., Jośko, I., Kuśmierz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+properties+regarding+to+contaminants+content+and+ecotoxicological+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazard+Mater%22%5BJournal%5D)">Biochar properties regarding to contaminants content and ecotoxicological assessment.</a> J Hazard Mater. 260, 375-382 (2013).</li>
<li>Bolan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+modulating+soil+biological+health%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Biochar modulating soil biological health: A review.</a> Sci Total Environ. 914, 169585(2024).</li>
<li>Baran, A., Tarnawski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phytotoxkit%2FPhytotestkit+and+Microtox%C2%AE+as+tools+for+toxicity+assessment+of+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicol+Environ+Saf%22%5BJournal%5D)">Phytotoxkit/Phytotestkit and Microtox® as tools for toxicity assessment of sediments.</a> Ecotoxicol Environ Saf. 98, 19-27 (2013).</li>
<li>Novais, S. C., Gomes, N. C., Soares, A. M. V. M., Amorim, M. J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antioxidant+and+neurotoxicity+markers+in+the+model+organism+Enchytraeus+albidus+%28Oligochaeta%29%3A+Mechanisms+of+response+to+atrazine%2C+dimethoate+and+carbendazim%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicology%22%5BJournal%5D)">Antioxidant and neurotoxicity markers in the model organism Enchytraeus albidus (Oligochaeta): Mechanisms of response to atrazine, dimethoate and carbendazim.</a> Ecotoxicology. 23 (7), 1220-1233 (2014).</li>
<li>Kaczyńska, G., Borowik, A., Wyszkowska, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+dehydrogenases+as+an+indicator+of+contamination+of+the+environment+with+petroleum+products%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Air+Soil+Pollut%22%5BJournal%5D)">Soil dehydrogenases as an indicator of contamination of the environment with petroleum products.</a> Water Air Soil Pollut. 226 (11), 372(2015).</li>
<li>Organisation for Economic Co-operation and Development. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Test+No.+220%3A+Enchytraeid+reproduction+test%22">Test No. 220: Enchytraeid reproduction test</a>. , (2016).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+18763%3A2016+-+Soil+quality+-+Determination+of+the+toxic+effects+of+pollutants+on+germination+and+early+growth+of+higher+plants%22">ISO 18763:2016 - Soil quality - Determination of the toxic effects of pollutants on germination and early growth of higher plants</a>. , International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/63317.html (2016).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+23753-1%3A2019+-+Soil+quality+-+Determination+of+dehydrogenase+activity+in+soils+-+Part+1%3A+Method+using+triphenyltetrazolium+chloride+%28TTC%29%22">ISO 23753-1:2019 - Soil quality - Determination of dehydrogenase activity in soils - Part 1: Method using triphenyltetrazolium chloride (TTC)</a>. , International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/70145.html (2019).</li>
<li>Carnier, R., Coscione, A. R., Delaqua, D., de Abreu, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coffee+industry+waste-derived+biochar%3A+Characterization+and+agricultural+use+evaluation+according+to+Brazilian+legislation%5BTitle%5D)+AND+%22Bragantia%22%5BJournal%5D)">Coffee industry waste-derived biochar: Characterization and agricultural use evaluation according to Brazilian legislation.</a> Bragantia. 80, e5721(2021).</li>
<li>Jin, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-performance+spent+coffee+grounds-based+3D+microporous+biochar+for+the+efficient+capture+of+Cd2%2B+via+a+multi-pathway+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Eng+J%22%5BJournal%5D)">High-performance spent coffee grounds-based 3D microporous biochar for the efficient capture of Cd2+ via a multi-pathway mechanism.</a> Chem Eng J. 485, 149537(2024).</li>
<li>Batista, E. M. C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+surface+and+porosity+of+biochar+on+water+holding+capacity+aiming+indirectly+at+preservation+of+the+Amazon+biome%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Effect of surface and porosity of biochar on water holding capacity aiming indirectly at preservation of the Amazon biome.</a> Sci Rep. 8 (1), 10677(2018).</li>
<li>de Souza, L. Z. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecotoxicological+effects+of+biochar+obtained+from+spent+coffee+grounds%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Res%22%5BJournal%5D)">Ecotoxicological effects of biochar obtained from spent coffee grounds.</a> Mater Res. 25, e20220013(2022).</li>
<li>Ahmad, A., Liu, Y., Ge, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+environmental+thresholds+in+relation+to+plant+structure+and+nutritional+value+for+improved+maize+calendar+ensuring+food+security%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Assessing environmental thresholds in relation to plant structure and nutritional value for improved maize calendar ensuring food security.</a> Sci Total Environ. 834, 155120(2022).</li>
<li>Martins Filho, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+coffee+biochar+on+carbon%2C+microbial+biomass+and+enzyme+activities+of+a+sandy+soil+cultivated+with+bean%5BTitle%5D)+AND+%22An+Acad+Bras+Cienc%22%5BJournal%5D)">Impact of coffee biochar on carbon, microbial biomass and enzyme activities of a sandy soil cultivated with bean.</a> An Acad Bras Cienc. 93, e20200096(2021).</li>
<li>Giachino, A., Waldron, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Copper+tolerance+in+bacteria+requires+the+activation+of+multiple+accessory+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Copper tolerance in bacteria requires the activation of multiple accessory pathways.</a> Mol Microbiol. 114 (3), 377-390 (2020).</li>
<li>Sardans, J., Peñuelas, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potassium+control+of+plant+functions%3A+Ecological+and+agricultural+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Plants%22%5BJournal%5D)">Potassium control of plant functions: Ecological and agricultural implications.</a> Plants. 10 (2), 419(2021).</li>
<li>Sorrenti, G., Masiello, C. A., Toselli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+interferes+with+kiwifruit+Fe-nutrition+in+calcareous+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Geoderma%22%5BJournal%5D)">Biochar interferes with kiwifruit Fe-nutrition in calcareous soil.</a> Geoderma. 272, 10-19 (2016).</li>
<li>Jin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigations+of+the+effect+of+the+amount+of+biochar+on+soil+porosity+and+aggregation+and+crop+yields+on+fertilized+black+soil+in+northern+China%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Investigations of the effect of the amount of biochar on soil porosity and aggregation and crop yields on fertilized black soil in northern China.</a> PLoS One. 15 (11), e0238883(2020).</li>
<li>Gezahegn, S., Sain, M., Thomas, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variation+in+feedstock+wood+chemistry+strongly+influences+biochar+liming+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Syst%22%5BJournal%5D)">Variation in feedstock wood chemistry strongly influences biochar liming potential.</a> Soil Syst. 3 (2), 26(2019).</li>
<li>Yadav, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heavy+metal+toxicity+in+earthworms+and+its+environmental+implications%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Adv%22%5BJournal%5D)">Heavy metal toxicity in earthworms and its environmental implications: A review.</a> Environ Adv. 12, 100374(2023).</li>
<li>Dzul-Caamal, R., Vega-López, A., Osten, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+of+heavy+metals+in+crop+soils+from+an+agricultural+region+of+the+Yucatan+Peninsula+and+biochemical+changes+in+earthworm+Eisenia+foetida+exposed+experimentally%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Monit+Assess%22%5BJournal%5D)">Distribution of heavy metals in crop soils from an agricultural region of the Yucatan Peninsula and biochemical changes in earthworm Eisenia foetida exposed experimentally.</a> Environ Monit Assess. 192 (6), 338(2020).</li>
<li>Lehmann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochar+in+climate+change+mitigation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Geosci%22%5BJournal%5D)">Biochar in climate change mitigation.</a> Nat Geosci. 14 (12), 883-892 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1,3,5 – Triphenyltetrazolium formazan</td><td>Sigma-Aldrich, Tschechische Republik</td><td>93145</td><td></td></tr><tr><td>2,3,5- Triphenyltetrazoliumchlorid&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, Tschechische Republik</td><td>T8877</td><td></td></tr><tr><td>Autoklav CertoClav Classic</td><td>CertoClav, Österreich</td><td>8510174</td><td></td></tr><tr><td>Calciumcarbonat &nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, Tschechische Republik</td><td>239216</td><td></td></tr><tr><td>Zentrifuge MPW-251</td><td>MPW Med. Instrument, Polen</td><td>10251</td><td></td></tr><tr><td>Zigarettenstummel Biochar</td><td>Universität Hohenheim, Deutschland</td><td></td><td>Produziert bei 700 Grad & Grad; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Koloniezähler CC-200</td><td>Cole-Parmer</td><td>14212-04</td><td></td></tr><tr><td>Enchytraeus albidus&nbsp; </td><td>INVITAL aqua s.r.o.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethanol&nbsp;</td><td>Penta, Tschechische Republik</td><td>70390-11003</td><td></td></tr><tr><td>Hopfenbiomasse-Biokohle</td><td>Labor der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik</td><td></td><td>Produziert bei 650 & Grad; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Inkubator Q-Zelle</td><td>Pol-Lab, Polen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mikrowellenherd</td><td>Anton Paar, Multiwave PRO</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Notebook PC DELL Latitude 3510</td><td>Dell-Produkte, Irland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nährstoffagar-Medien;</td><td>OXOID, Tschechische Republik</td><td>CM0003B</td><td></td></tr><tr><td>OECD Boden&nbsp;</td><td>Mikrobiotest, Belgien</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pH-Messgerät WTW inoLab pH 7110&nbsp;</td><td>Xylem Analytics, Deutschland</td><td>1AA112</td><td></td></tr><tr><td>Sinapis alba-Samen&nbsp;</td><td>Mikrobiotest, Belgien</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spektrophotometer M4 UV-sichtbares Spekttrophometer</td><td>VWR</td><td>76520-716</td><td></td></tr><tr><td>Verbrauchte Kaffeepulver-Biokohle</td><td>Labor der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik</td><td></td><td>Produziert bei 650 & Grad; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Biokohle aus Fichtenholz</td><td>Olesnice, Tschechische Republik</td><td></td><td>Produziert bei 600 & Grad; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Stereomikroskop MSZ5000-T-IL-TL</td><td>A.Kruss Optronic, Deutschland</td><td>MSZ5000-T-IL-TL</td><td></td></tr><tr><td>Tris Base&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, Tschechische Republik</td><td>252859</td><td></td></tr><tr><td>Videookular VOPC93 USB 2.0</td><td>A.Kruss Optronic, Deutschland</td><td>&nbsp; VOPC93</td><td></td></tr><tr><td>Waage KERN EMB&nbsp;</td><td>KERN, Deutschland</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

bewertung der gesundheit und biologischen aktivität von biokohle aus abfällen

Assessment of Waste-Derived Biochars on the Health and Biological Activity of Soil

Chemische Charakterisierung Die Pflanzenkohle zeigte signifikante Unterschiede in der elementaren Zusammensetzung (Tabelle 2). Calcium (Ca) und Kalium (K) waren am höchsten in Pflanzenkohle aus Zigarettenstummeln und Hopfentreber. Fichtenholzkohle enthielt das meiste Aluminium (Al) und Eisen (Fe). Kupfer (Cu) und Magnesium (Mg) waren in der Hopfenkohle stark angereichert. Blei (Pb), Cadmium (Cd) und andere Spurenmetalle waren in allen Proben in geringen Mengen vorhanden.
Tabelle 2: Chemische Zusammensetzung der Pflanzenkohle. Hauptbestandteile der verschiedenen Pflanzenkohle, die in der Studie verwendet wurden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table%202.xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.</a>
Variation des pH-Werts während der Inkubationszeit Über alle Behandlungen hinweg stieg der pH-Wert von Boden-Pflanzenkohle-Gemischen im Laufe der Zeit tendenziell leicht an (Abbildung 2). Der höchste pH-Wert wurde für das Gemisch mit Zigarettenkippen-Pflanzenkohle mit 10 % w/w gemessen und erreichte an Tag 15 9,48; Diese Behandlung zeigte im Laufe der Zeit den größten Anstieg. Kaffeesatz-Biokohle führte ebenfalls zu einem allmählichen Anstieg, mit einem maximalen pH-Wert von 8,94 bei 10 Gew.-% am 15. Tag. Hopfen-Pflanzenkohle erhöhte den pH-Wert um 16,57 %, mit einem Maximum von 9,20 bei 10 % Gew.-%. Im Gegensatz dazu erreichte das Fichtenholz-Pflanzenkohle-Gemisch einen pH-Wert von 8,56 bei 10 % w/w. Die Kontrolle zeigte den niedrigsten pH-Wert, der zwischen 6,57 und 7,66 lag, mit minimaler Veränderung im Laufe der Zeit.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig2.jpg"> 
Abbildung 2: pH-Veränderungen im Laufe der Zeit in Boden-Pflanzenkohle-Gemischen. Der pH-Wert des Bodens, gemessen an Tag 0, 10 und 15 für jeden Pflanzenkohlezusatz bei 1 %, 5 % und 10 % w/w. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig2largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Wassereinlagerungen und Gewichtsverlust Das Wasserrückhaltevermögen war bei allen Pflanzenkohletypen geringer als bei Kontrollböden ohne Pflanzenkohle (Abbildung 3). Die Kontrolle verlor innerhalb von 15 Tagen 3,67 % ihres Gewichts, was auf die höchste Wasserretention hinweist. Unter den Pflanzenkohle hatte die Zigarettenstummelbehandlung den geringsten Wasserverlust, der während der Inkubation um 5,89 % abnahm, und damit die größte Retention unter den Pflanzenkohle. Ein ähnliches, aber moderateres Muster wurde bei Hopfen-Pflanzenkohle beobachtet (9,22 % Gesamtgewichtsverlust, mit größeren Verlusten bei höheren Konzentrationen). Kaffeesatz-Pflanzenkohle zeigte den größten Gewichtsverlust (bis zu 16,56 %), was auf die geringsten Wassereinlagerungen hinweist. Das Fichten-Holz-Gemisch verlor durchschnittlich 10,22 %.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig3.jpg"> 
Abbildung 3: Gewichtsverlust von Boden-Pflanzenkohle-Gemischen während der Inkubation. Gewichtsveränderung als Indikator für die Wasserretention über 15 Tage für alle Pflanzenkohle und Konzentrationen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig3largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
E. albidus Toxizitäts- und Reproduktionstest Die Vermehrung von E. albidus bei 5 Gew.-% Pflanzenkohle zeigte eine ausgeprägte Rohstoffabhängigkeit. Im Rahmen der OECD-Bodenkontrolle stieg die Population von 15 auf 24 (Anstieg um 60 %, Abbildung 4). Fichtenholz-Pflanzenkohle führte zu nur 7 Überlebenden (53% Hemmung, Abbildung 5). Hopfen und Kaffeesatz-Pflanzenkohle ergaben jeweils 12 Überlebende (20 % Hemmung, Abbildung 5). Zigarettenstummel-Pflanzenkohle stimulierte die Fortpflanzung um 33 %, mit insgesamt 20 Würmern, einschließlich Nachkommen.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig4.jpg"> 
Abbildung 4: Netto-Populationsveränderung von E. albidus in mit Pflanzenkohle behandelten Böden. Erste und letzte Wurmzählung nach 5 Tagen. Die Konzentration von 5 Gew.-% jeder Pflanzenkohle wurde getestet. Die Daten stellen den Mittelwert ± Standardabweichung dar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig4largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig5.jpg"> 
Abbildung 5: Toxische oder stimulierende Wirkungen auf E. albidus. Nettoeffekt auf die Würmer im Vergleich zur Bekämpfung. Positive Werte zeigen eine Hemmung; Negative Werte zeigen Stimulation an. Die Daten stellen den Mittelwert ± Standardabweichung dar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig5largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Phytotoxizität Die Wurzelverlängerung in S. alba wurde nach einer 10-tägigen Inkubation bei 1 %, 5 % und 10 % w/w gemessen (Abbildung 6). In unveränderlichen Böden betrug die durchschnittliche Wurzellänge 237 mm. Kaffeesatz-Biokohle mit 1 Gew.-% erzeugte eine Stimulation von 79,16 %; Höhere Konzentrationen führten zu einer Hemmung, bis zu 47,08 % bei 5 % Gew.-%. Fichtenholz-Biokohle stimulierte das Wachstum in allen Konzentrationen und erreichte einen Spitzenwert von 206,66 % bei 10 % w/w. Zigarettenstummel-Biokohle ergab eine Stimulation von 41,01 % bei 1 % w/w, hemmte aber das Wachstum bei 5 % und 10 % w/w und erreichte eine Hemmung von 62,36 % bei 10 % w/w. Hopfen-Pflanzenkohle stimulierte das Wachstum in allen Raten (38,97 %, 31,75 % und 162,96 % bei 1 %, 5 % bzw. 10 % w/w).
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig6.jpg"> 
Abbildung 6: Auswirkungen der Phytotoxizität auf Sinapis alba. Hemmung oder Stimulation des Wurzelwachstums im Vergleich zur Kontrolle nach 10 Tagen Wachstum bei allen Pflanzenkohlebehandlungen. Positive Werte zeigen eine Hemmung; Negative Werte zeigen Stimulation an. Die Daten stellen den Mittelwert ± Standardabweichung dar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig6largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Quantifizierung von Bakterienkolonien Die Anzahl der Bakterienkolonien wurde nach 10 Tagen bestimmt (Abbildung 7). Die Kontrolle betrug durchschnittlich 8,47 × 104 KBE/ml. Kaffee-Biokohle ergab 7,33 × 104 KBE/ml bei 1 % w/w und stieg auf 1,18 × 105 und 1,50 × 105 KBE/ml bei 5 % bzw. 10 % w/w. Fichtenholz-Pflanzenkohle ergab 1,97 × 105 KBE/ml bei 1 % w/w, sank auf 9,73 × 104 und 4,93 × 104 KBE/ml bei 5 % und 10 % w/w. Zigarettenstummel-Biokohle produzierte 5,40 × 104 KBE/ml bei 1 % w/w und die höchste Stimulation bei 10 % w/w (1,00 × 106 KBE/ml). Hopfen-Pflanzenkohle zeigte in allen Konzentrationen eine leichte Stimulation und erreichte einen Spitzenwert von 1,07 ×10,5 KBE/ml bei 5 % w/w.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig7.jpg"> 
Abbildung 7: Bakterienwachstum in Böden, die mit Pflanzenkohle behandelt wurden. Bakterielle KBE/ml nach 10 Tagen Inkubation für alle Behandlungen und Konzentrationen. Zum Vergleich enthaltene Steuerung. Die Daten stellen den Mittelwert ± Standardabweichung dar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig7largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Dehydrogenase-Aktivität Kaffeesatz-Biokohle erzeugte die höchste Dehydrogenase-Aktivität über alle Konzentrationen hinweg, mit einem Spitzenwert von 1 % w/w (3,53 × 10-3 mU/g) und vergleichbar bei 5 % und 10 % w/w (2,38 × 10-3 und 2,62 × 10-3 mU/g) (siehe Abbildung 8). Hopfen-Pflanzenkohle erhöhte die Aktivität bei 1 % w/w (2,39 × 10-3 mU/g), nahm aber bei 5 % (6,34 × 10-4 mU/g) ab und wurde bei 10 % w/w (-8,30 × 10-4 mU/g) negativ. Zigarettenstummel-Biokohle war mit 1 % w/w (1,29 × 10-3 mU/g) positiv und sank auf -7,26 × 10-4 und -8,53 × 10-4 mU/g bei 5 % und 10 % w/w. Fichtenholz-Biokohle war in allen Konzentrationen negativ (-5,53 × 10-4 und -5,19 × 10-4 mU/g bei 1 % und 5 % w/w; -3,11 × 10-4 mU/g bei 10 % w/w) und blieb damit niedriger als bei der Kontrolle.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig8.jpg"> 
Abbildung 8: Dehydrogenase-Aktivität in mit Pflanzenkohle angereicherten Böden. Mikrobielle Enzymaktivität über alle Arten und Konzentrationen von Pflanzenkohle hinweg. Die Werte beziehen sich auf den Kontrollboden ohne Zusatz von Pflanzenkohle. Positive Werte deuten auf eine höhere Enzymaktivität im Vergleich zur Kontrolle hin, und negative Werte deuten auf eine niedrigere Enzymaktivität als bei der Kontrolle hin. Die Daten stellen den Mittelwert ± Standardabweichung dar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig8largev2.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Eine Zusammenfassung der Ergebnisse finden Sie in Tabelle 3 und Tabelle 4 .
Tabelle 3: Auswirkungen von Pflanzenkohle auf den pH-Wert des Bodens und die Wasserspeicherung. Zeigt die anfänglichen und endgültigen pH-Werte, ΔpH und den prozentualen Wasserverlust während der Inkubation an. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table_3.xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.</a>
Tabelle 4: Zusammenfassung der biologischen Wirkungen und DHA-Ergebnisse. Kombinierte Daten zur Wurmvermehrung, Phytotoxizität, Keimzahl und Enzymaktivität für alle Behandlungen. <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq6.jpg" style="margin: auto;"> Zeigt Stimulation und <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq7.jpg" style="margin: auto;"> Hemmung an. Bei DHA-Ergebnissen deuten positive Werte auf eine höhere Enzymaktivität im Vergleich zur Kontrolle und negative Werte auf eine geringere Enzymaktivität als bei der Kontrolle hin. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table%204.xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.</a>
DATENVERFÜGBARKEIT: Die Daten werden in das öffentliche Repositorium hochgeladen: DOI/URL: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30128803.v1

Bewertung der Gesundheit und biologischen Aktivität von Biokohle aus Abfällen

Biochar is the product obtained by heating biomass through pyrolysis at high temperatures and has emerged as a common soil amendment based on its ...

assessment-waste-derived-biochars-on-health-biological-activity

Research

Forschung

JoVE Journal

Environment

Umwelt

Biokohle ist ein als Bodenverbesserung mit der Fähigkeit, nachhaltig zu maskieren Kohlenstoff, verbessern Substratqualität und sorb Verunreinigungen verwendet kohlenstoffreichen Materials. Dieses Protokoll beschreibt die 17 Analyseverfahren zur Charakterisierung von Biokohle, die erforderlich ist, bevor Groß Umsetzung dieser Änderungen in der Umwelt verwendet.

Physikalische, chemische und biologische Charakterisierung von Six Biokohlen Produziert für die Sanierung von Altlasten

Ein Protokoll zur hydrothermalen Karbonisierung pflanzlicher Lebensmittelabfälle in einem Autoklaven wird vorgestellt, mit anschließender trockener thermischer Behandlung bei 275 °C in einem Kontinuierlichstromreaktor, der flüchtige organische Stoffe entfällt. Ziel ist es, ein Kohlenstoffmaterial herzustellen, das als Bodenänderungsprodukt oder Substratkomponente geeignet ist.

Umwandlung von Bio-Haushaltsresten in einen Torfersatz

Die Utah Biomass Resources Group (UBRG) hat einfache Biokohleöfen in einem innovativen Ansatz zur Reduzierung gefährlicher Brennstoffe und zur Produktion von Biokohle unter Verwendung von Metallboxen, sogenannten Big Box-Öfen, die die Produktion von Biokohle im Wald ermöglichen, ausgebaut.  Dieser Artikel beschreibt den Betrieb und die Best Practices des Big Box-Biokohleofens.

Big-Box-Biokohle-Ofenbetrieb und Best Practices

Neue Methoden zur Entsorgung von Brandrodungshalden in der Forstwirtschaft produzieren pyrogenen Kohlenstoff zur Wiederherstellung der Gesundheit des Waldbodens und zur Entfernung und Bindung von Kohlenstoff. Hier stellen wir eine Methode zur Herstellung von Pflanzenkohle vor, die eine neue Bilanzierungsmethode für die Kohlenstoffentfernung und eine digitale Anwendung integriert.

Herstellung, Charakterisierung und Quantifizierung von Pflanzenkohle im Wald mit tragbaren Flammkappenöfen

Dieses Verfahren wird erläutert, wie Bau und Betrieb einer kontinuierlichen 13 C-und 15 N-Isotopenmarkierung Kammer für eine einheitliche oder Differenzpflanzengewebe Kennzeichnung. Repräsentative Ergebnisse aus Stoffwechsel-und Struktur Kennzeichnung von Andropogon gerardii werden diskutiert.

Aufbau und Betrieb einer Dauer<sup&gt; 13</sup&gt; C und<sup&gt; 15</sup&gt; N Labeling Kammer für Uniform oder Differential, Stoffwechsel-und Struktur, Pflanze Isotope Labeling

Dieses Papier beschreibt die Planung, den Bau und die Funktion eines 1.000 m 2 Anlage mit 24 Einzel 33,6 m 2 Feldstücke zum Messen der Gesamtabflussmengen mit der Zeit und Sammlung von Abflussteilproben in ausgewählten Intervallen zur Quantifizierung der chemischen Bestandteile in der Stichwahl Wasser aus ausgestattet simulierten Hause Rasenflächen.

Design und Bau eines Stadt Abfluss Research Facility

Die Lysimeter Kohlendioxid Gradient Einrichtung schafft ein 250 bis 500 &amp; mgr; L -1 linearen Kohlendioxid-Gradienten in temperaturgeregelten Kammern Gehäuse Grünlandpflanzengemeinschaften auf Sand, schluffiger Ton und Sandbodenmonolithen. Die Anlage wird verwendet, um festzustellen, wie Vergangenheit und Zukunft Kohlendioxidspiegel beeinflussen Grünland Kohlenstoffkreislauf.

Ein CO<sub&gt; 2</sub&gt; Konzentration Gradient Facility for Testing CO<sub&gt; 2</sub&gt; Enrichment und Boden Auswirkungen auf Grünland-Ökosystemen Funktion

Es wird ein Protokoll über die Charakterisierung und Anwendung von fünf verschiedenen passiven Probenahmegeräten vorgestellt.

Charakterisierung und Anwendung von Passivsammler für die Überwachung von Pestiziden in Wasser

Labiler organischer Kohlenstoff (LOC) und die potenzielle Kohlenstoffumsatzrate sind empfindliche Indikatoren für Veränderungen in den Prozessen des Nährstoffkreislaufs im Boden. Es werden Einzelheiten zu einer Methode bereitgestellt, die auf der Begasung und Inkubation von Böden in einer Reihe von Zyklen und der Verwendung des während der Inkubationsperioden akkumulierten CO2 zur Abschätzung dieser Parameter basiert.

Bewertung von Labile organischer Kohlenstoff im Boden Mit Sequential Begasung Incubation Procedures

Es ist gängige Praxis, um die Schäden, die durch Dryocosmus Kuriphilus unter Berücksichtigung der Fülle von Gallen allein, anstatt durch auch unter verwandten Branche Korruption in Betracht zu beurteilen. Schlagen wir einen zusammengesetzte Schaden-Index, der die wichtigsten Zweig Merkmale berücksichtigt, wodurch realistischere Schadensfeststellung.

Bewertung von Dryocosmus Kuriphilus-induzierte Schäden auf Castanea Sativa

Erfahren Sie, wie Biokohle aus Abfällen die Bodengesundheit beeinflusst. Diese Methode untersucht mikrobielle Aktivität, Pflanzenwachstum und ökotoxikologische Effekte auf Bodenorganismen.

Bewertung der Gesundheit und biologischen Aktivität von Biokohle aus Abfällen

Weitere Videos entdecken