El biochar reduce las emisiones de oxido nitroso producidas por desnitrificacion en suelos agricolas

Suelo agrícola enmendado con biochar. Estudio de campo llevado a cabo por el CEBAS-CSIC dentro del proyecto europeo FERTIPLUS. Foto realizada por Inés López Cano.

El biochar es un producto de la pirolisis de biomasa que está acaparando la atención de la comunidad científica internacional en los últimos años.  Existen varios motivos para ello:

1) La pirolisis consiste en un tratamiento térmico en ausencia de oxigeno  mediante el cual se obtienen bio-aceites y biochar como principales productos del proceso. Si bien se trata de una tecnología  conocida desde hace mucho, el interés en la búsqueda de energías renovables ha  reimpulsado su estudio.

2) Por otro lado, el descubrimiento de tierras extremadamente fértiles en el Amazonas (la denominada “Terra Preta de Indio”) con alto contenido en carbón de origen pirogénico (similar al biochar),  ha planteado la posibilidad de utilizar este material para incrementar la fertilidad de suelos agrícolas.

La aplicación de biochar en suelos agrícolas en combinación con fertilizantes minerales o enmendantes orgánicos  está siendo amplio objeto de estudio en la actualidad. Por un lado se han observado efectos positivos en las propiedades físico-químicas del suelo, y además se propone la utilización de este material como una forma de secuestro de carbono, debido a su gran resistencia a la degradación microbiana. Sin embargo, el biochar presenta elevada variabilidad en sus características, dependiendo de la biomasa de origen y de las condiciones de pirolisis y en la actualidad se está trabajando en una guía para su estandarización.

Desde hace unos años se  estudia el impacto que este tipo de carbón tiene en importantes ciclos biogeoquímicos  como el del nitrógeno o el fósforo.  Particularmente destaca el interés que ha despertado debido a su potencial para reducir las emisiones de oxido nitroso de suelos agrícolas.

En el estudio publicado recientemente en la nueva revista “Open Access” del grupo Nature (Scientific Reports), nuestro grupo de investigación en colaboración con la Universidad de Cornell analizan el impacto que el biochar ejerce sobre las emisiones de oxido nitroso producido por desnitrificación.  El trabajo incluye 15 suelos agrícolas con distintas texturas, pH, carbono orgánico y nueve tipos de biochar y analiza las posibles causas y mecanismos por los que el biochar reduce dichas emisiones. El estudio demuestra que cuanto mayor es la concentración de nitratos y carbono orgánico disuelto en el suelo (mejores condiciones para la desnitrificación) más efectivo es el biochar reduciendo las emisiones de N₂O. Además, el biochar disminuye la relación N₂O/N₂, es decir, favorece el último paso de la desnitrificación, especialmente en suelos de textura fina.  Su elevado pH juega un papel importante, aunque su efectividad depende también de otros factores, como su contenido en cenizas. En el estudio se propone un nuevo mecanismo para explicar por qué el biochar puede favorecer la reducción de N₂O a N₂: su potencial para favorecer el transporte de electrones (“electron shuttle”). Esta función, que se ha demostrado en otras formas de materia orgánica en el suelo, se debe las características físico-químicas del biochar, con una gran superficie que contiene grupos funcionales con capacidad para oxidarse y reducirse fácilmente.

Para más información el artículo se puede descargar  gratuitamente en:

http://www.nature.com/srep/2013/130425/srep01732/full/srep01732.html

Autora: María Luz Cayuela