La UCO valida una metodología más precisa para el estudio científico de la enmienda

El biocarbón es una enmienda que puede ayudar a una mejor fertilización de los campos de cultivo. Sin embargo, cuando los científicos estudian las capacidades de este producto, se encuentran con datos no concluyentes. Esta falta de resultados positivos juega en contra de su popularización en el sector agrario. Para mejorar el estudio de las propiedades de los terrenos abonados con biocarbón, un equipo de la Universidad de Córdoba (UCO) ha validado un sistema fotográfico que permite conocer con precisión la presencia del biocarbón y los efectos sobre el cereal.

“Muchos estudios científicos en torno a los efectos del biocarbón no encuentran efectos significativos y pudiera ser porque la medición de estos efectos no es del todo precisa”, indica Rafael Villar, investigador principal de la línea perteneciente al Departamento de Botánica, Ecología y Fisiología Vegetal de la UCO. Para paliar este efecto, el grupo al que pertenece ideó un sistema sencillo: sobre un soporte trapezoidal se montó una cámara fotográfica, que registraba la presencia de biocarbón en un área pequeña: 0,5 x 0,4 metros.

En un campo de cultivo convencional próximo a la ciudad de Córdoba, se repartió biocarbón en parcelas de 6 x 2,8 metros junto a otras de las mismas dimensiones de control, separadas ambas por una franja de tres metros y distribuidas en ajedrezado. Ese año se sembró girasol y, al año siguiente, trigo. Dado que entre un cultivo y otro hay unas labores agrícolas de removimiento de tierras (con arados con vertedera, fundamentalmente), la distribución original del biocarbón cambió. El equipo científico empleó entonces el sistema fotográfico para observar en detalle las modificaciones y lo evaluaron en el laboratorio. En las parcelas de control, el terreno no adquirió ningún aporte de la enmienda, gracias a la franja de separación. En cambio, debido al removimiento de tierras, el biocarbón se había distribuido de forma irregular por las parcelas originales.

Se estableció una gradación de la cantidad de biocarbón presente en la superficie, gracias a las fotografías. Para crear la escala, el equipo de edafología de la UCO aportó un espectrofotómetro. “La técnica ha permitido evaluar la presencia de la enmienda un año después de su distribución, y puede servir también para campañas posteriores”, añade Manuel Olmo, del equipo investigador.

Mejora con una mayor cantidad de biocarbón

En la campaña cerealista, las áreas que contenían mayor presencia de biocarbón el rendimiento del trigo se incrementaba en torno a un 20%. En cambio, en las otras áreas, el incremento no era significativo. “Si se hubiera observado de forma global, podríamos haber concluido que el uso del biocarbón no era efectivo, pero, en cambio, con la nueva herramienta, podemos precisar estos datos y comprobar el aporte realizado”, añade Olmo. Los resultados han sido publicados en la revista científica Science of the Total Environment.

Entre esos efectos positivos se ha documentado un incremento a la adquisición de nutrientes básicos para el trigo como el calcio, el fósforo, el potasio y el manganeso. Además, el terreno enmendado con biocarbón presentaba menor compactación, algo positivo para la planta, ya que permite a sus raíces explorar mayor espacio bajo la superficie y mejorar su adquisición de agua. Finalmente, se constató mayor hidratación del suelo de forma global.

El biocarbón

El biocarbón se produce por el calentamiento de materia vegetal en una atmósfera pobre en oxígeno. Por este procedimiento, denominado pirolisis, alrededor del 50% del carbono de la biomasa queda almacenado en el biocarbón, por lo que resulta un material muy interesante como sumidero de CO2. El uso del biocarbón no es nuevo, y el estudio de los suelos amazónicos conocidos como terra preta revela que es un material muy estable que puede permanecer en el suelo entre 500 y 1.000 años. Se conocen beneficios del biocarbón como enmienda relacionados con la mejora de la humedad y de la compactación del terreno, y de la fertilidad en general. También puede ser útil en terrenos ácidos, puesto que incrementa el pH del terreno. El reto actual es conseguir que la producción de biocarbón sea económicamente viable.

Olmo M, Lozano AM, Barrón V, Villar R. ‘Spatial heterogeneity of soil biochar content affects soil quality and wheat growth and yield’. Sci Total Environ. 2016 Aug 15; 562:690-700. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.04.089. Epub 2016 Apr 22. 

Investigadores de la Universidad de Córdoba identifican cambios en el cultivo donde el material de origen vegetal se ha empleado como complemento para el abono

El biocarbón es un material similar al carbón vegetal convencional en aspecto y propiedades, pero que tiene unas características añadidas interesantes para la comunidad científica. Se puede emplear para la captura de CO2, que de otra manera terminaría en la atmósfera contribuyendo al efecto invernadero. Además, su uso, combinado con fertilizantes, puede aumentar su eficiencia. Un equipo de la Universidad de Córdoba (UCO) ha observado ahora cómo ayuda al trigo a captar mejor los nutrientes de los abonos. La planta adapta sus raíces, las estiliza, para absorber mejor los elementos necesarios para su crecimiento, en especial el nitrógeno.

El biocarbón o biochar es un producto similar al carbón que se produce por el calentamiento de materia vegetal en una atmósfera pobre en oxígeno. Por este procedimiento, denominado pirolisis lenta, alrededor del 50% del carbono de la biomasa queda almacenado en el biocarbón, por lo que resulta un material muy interesante como sumidero de CO2 que contribuya a reducir el efecto invernadero.

El uso del biocarbón no es nuevo, y el estudio de los suelos amazónicos conocidos como terra preta nos revela que es un material muy estable que puede permanecer en el suelo entre 500 y 7000 años. Además, se trata de suelos muy fértiles, que sugieren que el biocarbón podría mejorar la producción agrícola. Por eso, los científicos están empezando a estudiar las características del biocarbón procedente de distintos residuos vegetales y sus efectos sobre las propiedades del suelo y el crecimiento de las cosechas. Dos recientes trabajos publicados por investigadores de la Universidad de Córdoba nos revelan algunos de ellos.

Más crecimiento para las plantas
En el primer trabajo, publicado en la revista Biology and Fertility of Soils, los científicos analizaron el efecto de la adición de biocarbón producido a partir de restos de poda de olivo sobre el cultivo de trigo. Para ello dividieron una parcela experimental en bloques: a la mitad de ellos se les añadió biocarbón en una cantidad de 4 kg/m2, mientras que la otra mitad no recibió tratamiento.

Los resultados revelaron que la adición de biocarbón aumentó la capacidad de retención de agua del suelo y redujo su grado de compactación. “La mejora de las propiedades físicas del suelo puede tener un papel decisivo en climas secos como el mediterráneo, en el que la baja disponibilidad de agua es un factor limitante para la agricultura”, explican los autores.

Además, los suelos que recibieron tratamiento de biocarbón también aumentaron su contenido en nutrientes. “Vimos que el biocarbón actúa como si fuera una esponja que retiene los nutrientes. Y, aunque no lo observamos directamente, parece que las plantas desarrollan una mayor proporción de raíces finas que envuelven al biochar”, explica Rafael Villar, profesor de Ecología en la Universidad de Córdoba y uno de los autores del estudio. “Las raíces finas hacen que la planta asimile mejor los nutrientes y el agua, y esto desemboca en un mayor crecimiento de la planta”. Todos estos cambios han podido ser responsables del aumento en un 27% de la producción de trigo en las parcelas tratadas con biocarbón.

El efecto del biocarbón, diferente según su origen
En otro trabajo, publicado en la revista Journal of Plant Nutrition and Soil Science, los autores evaluaron el efecto del biocarbón procedente de diferentes orígenes (huesos de aceitunas, cáscaras de almendra, paja de trigo, astillas de madera de pino y poda de olivos) sobre plantas de girasol cultivadas en un invernadero experimental en el que se contralaban las condiciones ambientales.

Los resultados revelaron que el efecto del biocarbón es diferente según el origen de este. “Algunos son muy porosos, como el que proviene de la paja de trigo, mientras que otros como el de hueso de aceituna son más densos, y esto tiene consecuencias sobre la densidad del suelo, explica el investigador”. Por lo tanto, si bien el biocarbón tiene mucho potencial para mejorar la productividad de los suelos agrícolas, “su uso debe basarse en las propiedades específicas de cada biochar, prestando especial atención a su efecto sobre la disponibilidad de nutrientes en el suelo”, explican los autores del trabajo.

¿Es rentable fabricar biocarbón?
Lo que está claro es que el uso del biocarbón podría traer grandes beneficios. “Ahora mismo la poda del olivo se tritura y se devuelve al campo. Como consecuencia se descompone y el CO2 se libera a la atmósfera. Y si hay enfermedades, al molerlo se pueden expandir por el suelo. Con el biocarbón te ahorrarías la emisión de CO2 y la difusión de plagas, además de mejorar la producción agrícola”, indica Villar.

El reto actual es conseguir que la producción de biocarbón sea económicamente viable. “Ahora mismo se trabaja en el desarrollo de maquinaria que permita hacer el biocarbón in situ, igual que sucede con las trituradoras. De esa forma lo puedes echar directamente al suelo. Lo que no compensa, y por eso no se hace ahora mismo, es transportar los restos de poda a una incineradora y devolver después el biocarbón al campo”, concluye el investigador.

Alburquerque et al. 2014. Effects of biochars produced from different feedstocks on soil properties and sunflower growth. J. Plant Nutr. Soil Sci. 177: 16–25
Olmo et al. 2014. Wheat growth and yield responses to biochar addition under Mediterranean climate conditions. Biology and Fertility of Soils 50(8): 1177-1187