Interactions between different types of biochar and soil microbial activity: the effects on the dynamics of labile organic matter and the behaviour of some pesticides

El biochar, el carbon especial obtenido a traves del proceso de pirolisis de la biomasa, se ha propuesto como un medio de captura de carbono a traves del suelo. Tambien se ha considerado util para mejorar algunas de las propiedades pertinentes del suelo y para reducir los efectos adversos de los contaminantes. Pero el uso de biochar debe garantizar, ademas de su conservacion, que no genere efectos adversos en los organismos vivos, en las funciones ecosistemicas del suelo, o sobre los sistemas naturales adyacentes. Esta tesis pretende contribuir al conocimiento en este sentido, mediante el estudio de: -La capacidad del biochar para proteger la materia organica mas labil del suelo; -Los efectos adversos causados por el biochar una vez incorporado en el suelo, en funcion del tipo de proceso de pirolisis y las dosis aplicadas; y -La modulacion de los efectos secundarios toxicos de algunos pesticidas cuando se incorporan a los suelos que han recibido un aporte de biochar Para alcanzar estos objetivos, se utilizaron tres tipos de biochar producidos a partir de la misma biomasa (astillas de madera de pino) como enmienda del suelo: biochar producido por pirolisis lenta (PL), el obtenido por pirolisis rapida (PR) y el obtenido a traves de la gasificacion de la biomasa (PG). La adicion de biochar genera cambios en la estructura y la biologia del suelo, sea por la modificacion positiva o negativa de su equilibrio fisico y biologico. Considerando que la comunidad microbiana juega un importante papel regulador en el suelo, condicionando las reacciones bioticas mas importantes, la biomasa microbiana y su actividad respiratoria se utilizaron como indicadores de los efectos producidos por la adicion de biochar. Se han usado modelos de adsorcion que se han utilizado para evaluar la capacidad del biochar para adsorber y proteger la materia organica mas labil del suelo. Se diseno un experimento factorial completo para comprobar los efectos de tres factores individuales (biochar, nutrientes y adicion de glucosa) y su relacion con la mineralizacion de la materia organica del suelo. Los resultados de este trabajo indicaron que cada tipo de biocarbon establecio diferentes interacciones con el suelo. El ensayo ecotoxicologico sugirio que el biochar de pirolisis rapida (PR) es el menos recomendado si se utiliza en dosis superiores a la ED50 calculada. No se obtuvo evidencia de interacciones de proteccion de materia organica labil, como la glucosa, por nuestros resultados. Aunque la glucosa fue absorbida con eficacia en el suelo tratado con biochar, la absorcion no actuo como un mecanismo de proteccion a largo plazo contra la mineralizacion. El biochar producido por la pirolisis lenta o por gasificacion, PL y PG, resultaron los mas recomendables desde el punto de vista de la respuesta de la biomasa microbiana. Sobre la base de estos resultados, PL fue el biochar elegido para evaluar si la aplicacion de tres plaguicidas podia tener efectos adversos detectables sobre la actividad microbiana del suelo, y para evaluar si la adicion de biochar modifica la toxicidad o los efectos adversos de estas sustancias quimicas en el suelo. La modulacion de los efectos producidos por estas sustancias quimicas ha quedado demostrada. Estos resultados remarcan como diferentes biochars ejercen diferentes interacciones con el suelo, en funcion de sus caracteristicas fisico-quimicas intrinsecas. En esta tesis se hace hincapie en la importancia de futuros trabajos centrados en la formulacion de directrices para la aplicacion de biochar en el suelo.