PRACA ORYGINALNA
Uwalnianie azotu i zmiana właściwości gleby przez granulaty wytworzone z biowęgla, obornika z dodatkiem składników mineralnych
1
Division of Agricultural and Environmental Chemistry, Institute of Agriculture, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska Str. 159, 02-776 Warsaw, Poland
2
Institute of Horticulture – National Research Institute (INHORT), Konstytucji 3 Maja Str. 1/3, 96-100 Skierniewice, Poland
Data nadesłania: 24-11-2025
Data ostatniej rewizji: 20-01-2026
Data akceptacji: 23-02-2026
Data publikacji online: 23-02-2026
Data publikacji: 23-02-2026
Autor do korespondencji
Tomasz Niedziński
Faculty of Agriculture and Ecology, Division of Agricultural Chemistry, Institute of Agriculture, Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776, Warsaw, Polska
Faculty of Agriculture and Ecology, Division of Agricultural Chemistry, Institute of Agriculture, Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776, Warsaw, Polska
Soil Sci. Ann., 2026, 77(1)218478
SŁOWA KLUCZOWE
Granulaty z biowęgla i obornikaPrzemiana azotuNawozy o kontrolowanym uwalnianiuZdolność buforowania glebyZrównoważone zarządzanie składnikami odżywczymi
STRESZCZENIE
Granulaty wytworzone z biowęgla, obornika i dodatków mineralnych inkubowano w glebie przez 100-dni przeprowadzone w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, w celu wyjaśnienia dynamiki uwalniania azotu oraz buforujących właściwości chemicznych gleby. W glebie płowej (Luvisol) inkubowano osiem różnych granulatów wytworzonych z biowęgli, obornika drobiowego, gipsu, wapna oraz dodatków organicznych, zaprojektowanych tak, aby reprezentowały odmienne właściwości chemiczne. Wykazano iż, inkubacja granulatów zawierających wapno bądź gips wywołała wzrost pH gleby do 6,7, następnie wystąpił spadek wartości pH gleby, dla granulatów zawierających podłoże popieczarkowe i biowęgiel z pestek owoców wykazano niemal neutralną reakcję gleby (pH >6,0) pod koniec inkubacji. Inkubacja granulatów zawierających obornik i gips spowodowała przyrost przewodności elektrycznej z 102 do 1100-1180 µS cm-1 przez stopniowe uwalnianie jonów, bez ryzyka wystąpienia stresu solnego. Dla granulatów G1-G3 zmierzono stężenie jonu amonowego w glebie wynoszące blisko 250 mg N kg-1 (G1-G3), który następnie przekształcił się w formę azotanową, osiągając stężenie powyżej 200 mg N kg-1 w dniu 100 inkubacji. Tempo uwolnienia azotu Kjeldahla z granulatów było umiarkowane, na koniec inkubacji wykazano 62–92% początkowej zawartości. Uzyskane wyniki ujawniają dwufazową kinetykę przemian związków azotu: akumulację azotanów w glebie, a następnie przyrost stężenia azotanów wewnątrz granulatów, spowodowane dyfuzją tlenu i nitryfikacją zależną od pH. Połączenie biowęgla, gipsu i wapna umożliwia uzyskanie trzech synergicznych efektów buforujące: czasowego (opóźniona nitryfikacja), chemicznego (stabilizacja pH) i hydrojonowego (stopniowa ewolucja ECe). Wyniki te stanowią podstawę do projektowania granulatów nawozowych organiczno-mineralnych, które umożliwiają synchronizację uwalniania azotu z aktywnością mikroorganizmów glebowych jednocześnie minimalizując zakwaszenie i straty składników odżywczych.
REFERENCJE (54)
1.
Abel, S., Peters, A., Trinks, S., Schonsky, H., Facklam, M., Wessolek, G., 2013. Impact of biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma 202–203, 183–191. https://doi.org/10.1016/j.geod....
2.
Alomari, L., Al-Issa, T., Kiyyam, M. A., Al Tawaha, A.R., 2024. The Impact of Biochar and Compost as Soil Amendments, Combined with Poultry Manure, on the Growth, Yield, and Chemical Composition of Lettuce (Lactuca sativa). Journal of Ecological Engineering 25, 12–28. https://doi.org/10.12911/22998....
3.
Atkinson, C.J., Fitzgerald, J.D., Hipps, N.A., 2010. Potential mechanisms for achieving agricultural benefits from biochar application to temperate soils: A review [Review]. Plant and Soil 337(1), 1–18. https://doi.org/10.1007/s11104....
4.
Banik, C., Bakshi, S., Laird, D., Smith, R., Brown, R., 2023. Impact of biochar‐based slow‐release N‐fertilizers on maize growth and nitrogen recovery efficiency. Journal of Environmental Quality 52. https://doi.org/10.1002/jeq2.2....
5.
Calvano, C., Tamborrino, A., 2022. Valorization of Olive By-Products: Innovative Strategies for Their Production, Treatment and Characterization. Foods 11, 768. https://doi.org/10.3390/foods1....
6.
Chintalaa, R., Mollinedo, J., Schumacher, T., Malo, D., Julson, J., 2013. Effect of biochar on chemical properties of acidic soil (vol 60, pg 393, 2012). Archives of Agronomy and Soil Science 61, 889–889. https://doi.org/10.1080/036503....
7.
Clough, T., Condron, L.M., 2010. Biochar and the Nitrogen Cycle: Introduction. Journal of environmental quality 39, 1218–1223. https://doi.org/10.2134/jeq201....
8.
Clough, T., Condron, L.M., Kammann, C., Müller, C., 2013. A Review of Biochar and Soil Nitrogen Dynamics. Agronomy 3, 275–293. https://doi.org/10.3390/agrono....
9.
Ekholm, P., Ollikainen, M., Punttila, E., Ala-Harja, V., Riihimäki, J., Kiirikki, M., Begum, K., 2024. Gypsum Amendment of Agricultural Fields Decreases Phosphorus Losses - Evidence on a Catchment Scale. https://doi.org/10.2139/ssrn.4....
10.
Ekholm, P., Valkama, P., Röman, E., Kiirikki, M., Lahti, K., Pietola, L., 2012. Gypsum amendment of soils reduces phosphorus losses in an agricultural catchment. Agricultural and Food Science 21, 279–291. https://doi.org/10.23986/afsci....
11.
Fauzan, M., Arafat, S., Irawan, A., 2025. Enhancing saline soil fertility through biochar and organic manure combinations: An incubation study. Journal of Ecological Engineering 26, 82–95. https://doi.org/10.12911/22998....
12.
Fidel, R., Laird, D., Spokas, K., 2018. Sorption of ammonium and nitrate to biochars is electrostatic and pH-dependent. Scientific Reports 8. https://doi.org/10.1038/s41598....
13.
Firnass, M., Pandian, K., Kuppusamy, S., Krishnaveni, D., 2023. Synthesis of biochar‐embedded slow‐release nitrogen fertilizers; Mesocosm and field scale evaluation for nitrogen use efficiency, growth and rice yield. Soil Use and Management 40. https://doi.org/10.1111/sum.12....
14.
Fornes, F., Lidón, A., Belda, R.M., Macan, G.P.F., Cayuela, M. L., Sánchez-García, M., Sánchez-Monedero, M. A., 2024. Soil fertility and plant nutrition in an organic olive orchard after 5 years of amendment with compost, biochar or their blend. Scientific Reports 14(1), 16606. https://doi.org/10.1038/s41598....
15.
Fávero, C., Leal, C., Churka Blum, S., Barth, G., José, G., 2006. Surface application of lime ameliorates subsoil acidity and improves root growth and yield of wheat in an acid soil under no-till system. Scientia Agricola 63. https://doi.org/10.1590/S0103-....
16.
Gai, X., Wang, H., Liu, J., Zhai, L., Liu, S., Ren, T., Liu, H., 2014. Effects of Feedstock and Pyrolysis Temperature on Biochar Adsorption of Ammonium and Nitrate. PloS one 9, e113888. https://doi.org/10.1371/journa....
17.
Glaser, B., Lehmann, J., Zech, W., 2002. Ameliorating Physical and Chemical Properties of Highly Weathered Soils in the Tropics with Charcoal – a Review. Biology and Fertility of Soils 35. https://doi.org/10.1007/s00374....
18.
Goulding, K., 2016. Soil acidification and the importance of liming agricultural soils with particular reference to the United Kingdom. Soil Use and Management 32. https://doi.org/10.1111/sum.12....
19.
Hagemann, N., Kammann, C., Schmidt, H.P., Kappler, A., Behrens, S., 2017. Nitrate capture and slow release in biochar amended compost and soil. Plose One 12, e0171214. https://doi.org/10.1371/journa....
20.
Hale, S., Alling, V., Martinsen, V., Mulder, J., Breedveld, G., and Cornelissen, G., 2013. The sorption and desorption of phosphate-P, ammonium-N and nitrate-N in cacao shell and corn cob biochars. Chemosphere 91. https://doi.org/10.1016/j.chem....
21.
Hassan, M., Huang, G., Munir, R., Khan, T., Noor, M., 2024. Biochar Co-Compost: A Promising Soil Amendment to Restrain Greenhouse Gases and Improve Rice Productivity and Soil Fertility. Agronomy 14, 1583. https://doi.org/10.3390/agrono....
22.
Hou, T., Chen, N., Tong, S., Li, B., He, Q., Feng, C., 2018. Enhancement of rice bran as carbon and microbial sources on the nitrate removal from groundwater. Biochemical Engineering Journal 148. https://doi.org/10.1016/j.bej.....
23.
Igalavithana, A., Lee, S.E., Lee, Y., Tsang, D., Rinklebe, J., Ok, Y.S., 2017. Heavy metal immobilization and microbial community abundance by vegetable waste and pine cone biochar of agricultural soils. Chemosphere 174. https://doi.org/10.1016/j.chem....
26.
IUSS Working Group WRB., 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, World Soil Resources Reports 106. Rome: FAO.
27.
Jeffery, S., Verheijen, F.G.A., van der Velde, M., Bastos, A.C., 2011. A quantitative review of the effects of biochar application to soils on crop productivity using meta-analysis. Agriculture, Ecosystems and Environment 144(1), 175–187. https://doi.org/10.1016/j.agee....
28.
Kammann, C., Schmidt, H.P., Messerschmidt, N., Linsel, S., Müller, C., Koyro, H.W., Joseph, S., 2015. Erratum: Plant growth improvement mediated by nitrate capture in co-composted biochar. Scientific Reports 5, 11080;. https://doi.org/10.1038/srep11....
29.
Lebrun, M., Zahid, Z., Bednik-Dudek, M., Medyńska-Juraszek, A., Száková, J., Brtnický, M., Trakal, L., 2023. Combined biochar and manure addition to an agricultural soil benefits fertility, microbial activity, and mitigates manure‐induced CO2 emissions. Soil Use and Management 40. https://doi.org/10.1111/sum.12....
30.
Lehmann, J., Rillig, M., Thies, J., Masiello, C., Hockaday, W., Crowley, D., 2011. Biochar effects on soil biota - A review. Soil Biology and Biochemistry 43, 1812–1836. https://doi.org/10.1016/j.soil....
31.
Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi, J., Grossman, J., O'Neill, B., Neves, E.G., 2006. Black carbon increases cation exchange capacity in soils. Soil Science Society of America Journal 70(5), 1719–1730. https://doi.org/10.2136/sssaj2....
32.
Malinska, K., Zabochnicka, M., and Dach, J., 2014. Effects of biochar amendment on ammonia emission during composting of sewage sludge. Ecological Engineering 71, 474–478. https://doi.org/10.1016/j.ecol....
33.
Mandal, S., Thangarajan, R., Bolan, N., Sarkar, B., Khan, N., Ok, Y.S., Naidu, R., 2015. Biochar-induced concomitant decrease in ammonia volatilization and increase in nitrogen use efficiency by wheat. Chemosphere 142. https://doi.org/10.1016/j.chem....
34.
Niedziński, T., Rutkowska, B., Łabętowicz, J., Szulc, W., 2023. Effect of Deep Placement Fertilization on the Distribution of Biomass, Nutrients, and Root System Development in Potato Plants. Plants 12(9), 1880. https://doi.org/10.3390/plants....
35.
Niedziński, T., Sierra, M. J., Łabętowicz, J., Noras, K., Cabrales, C., Millán, R., 2021. Release of nitrogen from granulate mineral and organic fertilizers and its effect on selected chemical parameters of soil. Agronomy 11(10), 1981. https://doi.org/10.3390/agrono....
36.
Niedziński, T., Łabętowicz, J., Stępień, W., Pęczek, T., 2023. Analysis of the Use of Biochar from Organic Waste Pyrolysis in Agriculture and Environmental Protection. Journal of Ecological Engineering 24(4), 85–98. https://doi.org/10.12911/22998....
37.
Oarga, A., Jenssen, P., and Griessler Bulc, T., 2019. A comparison of various bulking materials as a supporting matrix in composting blackwater solids from vacuum toilets. Journal of Environmental Management 243, 78–87. https://doi.org/10.1016/j.jenv....
38.
Oarga, A., Mihelic, R., Walochnik, J., Griessler Bulc, T., 2016. Composting of the solid fraction of blackwater from a separation system with vacuum toilets – Effects on the process and quality. Journal of Cleaner Production 112. https://doi.org/10.1016/j.jcle....
39.
Olifir, Y., Habryiel, A., Partyka, T., Havryshko, O., Konyk, H., Panakhyd, H., Ivaniuk, V., 2024. The dynamics of mobile iron compounds and redox potential of Albic Pantostagnic Luvisol depending on long-term various fertilisation. Soil Science Annual 75, 1–10. https://doi.org/10.37501/soils....
40.
Pandian, K., Vijayakumar, S., Firnass, M., Subramanian, P., C, S., 2024. Biochar -a sustainable soil conditioner for improving soil health, crop production and environment under changing climate: a review. Frontiers in Soil Science 4, 1376159. https://doi.org/10.3389/fsoil.....
41.
Prommer, J., Wanek, W., Hofhansl, F., Trojan, D., Offre, P., Urich, T., Hood-Nowotny, R. , 2014. Biochar Decelerates Soil Organic Nitrogen Cycling but Stimulates Soil Nitrification in a Temperate Arable Field Trial. PloS One 9, e86388. https://doi.org/10.1371/journa....
42.
Quilliam, R., Marsden, K., Gertler, C., Rousk, J., DeLuca, T., Jones, D., 2012. Nutrient dynamics, microbial growth and weed emergence in biochar amended soil are influenced by time since application and reapplication rate. Agriculture Ecosystems and Environment 158, 192–199. https://doi.org/10.1016/j.agee....
43.
Rebecca, E., 2023. Liming remediates soil acidity and improves crop yield and profitability - a meta-analysis. Frontiers in Agronomy 5. https://doi.org/10.3389/fagro.....
44.
Regulation (EU) 2019/1009 of the European Parliament and of the Council of 5 June 2019 laying down rules on the making vailable on the market of EU fertilising products and amending Regulations (EC) No 1069/2009 and (EC) No 1107/2009 and repealing Regulation (EC) No 2003/2003.
45.
Shi, G., Hou, R., Li, T., Fu, Q., Chen, Q., Xue, P., Yang, X., 2024. Effects of biochar on the transformation and utilization of nitrogen fertilizer in the black soil region of Northeast China. Science of The Total Environment 953, 176218. https://doi.org/10.1016/j.scit....
46.
Siewruk, K., Szulc, W., 2023. Assessment of the effect of intensive agricultural production on nutrient movement in soil. Soil Science Annual 74, 1–7. https://doi.org/10.37501/soils....
47.
Skuta, I., Kołodziej, B., Filipek-Mazur, B., Antonkiewicz, J., 2025. The Use of Carbonate-Clay Flour, Sewage Sludge and Waste Sulfate Sulfur as Fertilizer Agents. Resources 14(7), 113. https://doi.org/10.3390/resour....
48.
Sriraj, P., Butnan, S., 2024. Lasting effects of the co-application of rice husk biochar with cattle manure and compost on soil and corn. Soil Science Annual 75(4), Article 195816. https://doi.org/10.37501/soils....
49.
Sumner, M. E., Shahandeh, H., Bouton, J., and Hammel, J., 1986. Amelioration of an acid soil profile through deep liming and surface application of gypsum. Soil Science Society of America Journal 50(5), 1254–1258. https://doi.org/10.2136/sssaj1....
50.
Sun, X., Yang, X., Hu, Z., Liu, F., Zijian, X., Li, S., Bol, R., 2024. Biochar effects on soil nitrogen retention, leaching and yield of perennial citron daylily under three irrigation regimes. Agricultural Water Management 296, 108788. https://doi.org/10.1016/j.agwa....
51.
Wang, C., Luo, D., Zhang, X., Huang, R., Cao, Y., Liu, G., Wang, H., 2022. Biochar-based slow-release of fertilizers for sustainable agriculture: A mini review. Environmental Science and Ecotechnology 10, 100167. https://doi.org/10.1016/j.ese.....
52.
Yang, W., Zhang, L., Wang, Z., Zhang, J., Li, P., Su, L., 2025. Effects of biochar and nitrogen fertilizer on microbial communities, CO2 emissions, and organic carbon content in soil. Scientific Reports 15. https://doi.org/10.1038/s41598....
53.
Yurong, G., Fang, Z., Van Zwieten, L., Bolan, N., Dong, D., Quin, B., Chen, W., 2022. A critical review of biochar-based nitrogen fertilizers and their effects on crop production and the environment. Biochar 4. https://doi.org/10.1007/s42773....
54.
Zhang, M., Xie, W., Zhong, X., Wang, Y., Li, S., Zhou, Y., Wang, C., 2024. The impact of combined application of biochar and fertilizer on the biochemical properties of soil in soybean fields. PeerJ 12, e18172. https://doi.org/10.7717/peerj.....
| eISSN: | 2300-4975 |
| ISSN: | 2300-4967 |
Przetwarzamy dane osobowe zbierane podczas odwiedzania serwisu. Realizacja funkcji pozyskiwania informacji o użytkownikach i ich zachowaniu odbywa się poprzez dobrowolnie wprowadzone w formularzach informacje oraz zapisywanie w urządzeniach końcowych plików cookies (tzw. ciasteczka). Dane, w tym pliki cookies, wykorzystywane są w celu realizacji usług, zapewnienia wygodnego korzystania ze strony oraz w celu monitorowania ruchu zgodnie z Polityką prywatności. Dane są także zbierane i przetwarzane przez narzędzie Google Analytics (więcej).
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
