Disponibilidad de fósforo en suelos agrícolas y el uso de biochar.
El fósforo (P) es un nutriente importante, esencial para el crecimiento de las plantas que no puede ser sustituido por ningún otro elemento. El fósforo se deriva principalmente de la roca de fosfato no renovable y su aplicación como fertilizante inorgánico P aumentó rápidamente desde 1950 debido a la mayor demanda de alimentos para una población mundial en crecimiento. La roca de fosfato se extrae más rápido de lo que se deposita y se estima que las reservas de roca de fosfato solo durarán de 300 a 400 años. Sin embargo, el P no solo se suministra al suelo como fertilizante mineral, sino también en forma de residuos agrícolas, por ejemplo estiércol animal.
Debido al hecho de que en la práctica agrícola común se aplica más P del requerido por los cultivos, el P se acumula en los suelos y causa la eutrofización de los cuerpos de agua, principalmente a través de la escorrentía superficial. Un riesgo ambiental causado por el uso de fertilizante P es la acumulación de contaminantes radiactivos en el suelo y en la cadena alimentaria, ya que la roca de fosfato puede contener altas concentraciones de uranio. Aunque el P se acumula en los suelos a través del uso excesivo de fertilizantes, un problema global importante es la disponibilidad real para las plantas de fósforo soluble en los suelos agrícolas. El fósforo es altamente inmóvil debido a la adsorción, precipitación y conversión a la forma orgánica.
Un uso eficiente de P y una gestión inteligente del ciclo de P son esenciales para lograr un uso sostenible de P. Para lograr esto, estudios recientes han propuesto utilizar biochar, un producto sólido rico en carbono de conversión termoquímica de residuos de biomasa con suministro de oxígeno mínimo o cero, como fertilizante P de liberación lenta. Los biochars se producen a partir de una amplia gama de materias primas orgánicas en diferentes condiciones termoquímicas que dan como resultado una gran variedad de propiedades, como el valor del pH, la composición elemental, el grado de aromaticidad, el contenido de grupos funcionales, etc. Por lo tanto, la composición de los biochars es muy heterogénea ya que la superficie puede mostrar propiedades ácidas, básicas, hidrófobas e hidrófilas. Se ha informado que el biochar puede aumentar la capacidad de intercambio de cationes (CEC) en los suelos, cambiar el pH del suelo e influye en el acceso de la planta al suelo P.
A medida que los recursos minerales de P disminuyen, el biochar puede desempeñar un papel importante para reciclar el P de los residuos agrícolas, como el estiércol o el lodo de aguas residuales. A través del tratamiento termoquímico del estiércol, el P puede recuperarse completamente y enriquecerse en el producto, que muestra la misma eficiencia de fertilización que los fertilizantes minerales. El enriquecimiento de P se logra mediante un efecto de concentración ya que P se volatiliza a temperaturas superiores a 700 ° C, en comparación con el carbono (C), que comienza a volatilizarse a 100 ° C.
Debido a que las propiedades del biochar pueden diferir ampliamente, es importante examinar qué características del biochar y sus procesos de producción influyen en la disponibilidad de P en los suelos agrícolas.