Pesquisa Agropecuária Brasileira, Volume: 47, Issue: 5, Published: 2012
  • Context and importance of biochar research Preface

    Madari, Beáta Emöke; Maia, Claudia Maria Branco de Freitas; Novotny, Etelvino Henrique
  • Is sustainability certification for biochar the answer to environmental risks? Special Collaboration

    Cowie, Annette L.; Downie, Adriana E.; George, Brendan H.; Singh, Bhupinder-Pal; Van Zwieten, Lukas; O'Connell, Deborah

    Abstract in Portuguese:

    O "biochar" tem potencial para dar uma importante contribuição para a mitigação das mudanças climáticas e para o aumento da produção vegetal. No entanto, para que o "biochar" possa atender a esta expectativa, a indústria e os organismos reguladores devem seguir alguns passos para gerenciar as potenciais ameaças ambientais e abordar as percepções negativas. As ameaças potenciais à sustentabilidade dos sistemas de "biochar", para cada estágio de seu ciclo de vida foram revisadas. Nós propomos que a estrutura da sustentabilidade para o "biochar" poderia ser adaptada de estruturas já existentes, desenvolvidas para a bioenergia. Políticas de uso sustentável da terra, combinadas com a regulação efetiva das instalações de produção do "biochar" e incentivos para a utilização eficiente de energia, além do conhecimento aperfeiçoado dos impactos do "biochar" na saúde e na produtividade do ecossistema, poderiam fornecer uma estrutura robusta para o desenvolvimento de uma indústria sustentável de "biochar". A certificação de sustentabilidade poderia ser introduzida, para proporcionar confiança aos consumidores de que práticas sustentáveis foram empregadas ao longo da cadeia de produção, particularmente onde o "biochar" é comercializado internacionalmente.

    Abstract in English:

    Biochar has the potential to make a major contribution to the mitigation of climate change, and enhancement of plant production. However, in order for biochar to fulfill this promise, the industry and regulating bodies must take steps to manage potential environmental threats and address negative perceptions. The potential threats to the sustainability of biochar systems, at each stage of the biochar life cycle, were reviewed. We propose that a sustainability framework for biochar could be adapted from existing frameworks developed for bioenergy. Sustainable land use policies, combined with effective regulation of biochar production facilities and incentives for efficient utilization of energy, and improved knowledge of biochar impacts on ecosystem health and productivity could provide a strong framework for the development of a robust sustainable biochar industry. Sustainability certification could be introduced to provide confidence to consumers that sustainable practices have been employed along the production chain, particularly where biochar is traded internationally.
  • Sustainability, certification, and regulation of biochar Special Collaboration

    Verheijen, Frank G. A.; Montanarella, Luca; Bastos, Ana Catarina

    Abstract in Portuguese:

    O "biochar" tem um tempo de meia-vida no solo relativamente longo e pode alterar substancialmente as propriedades, processos e funções do solo. A perspectiva da aplicação de "biochar" aos solos, em escala global, evidencia a importância de se lhe atribuir um processo de certificação sofisticado e rigoroso. O objetivo deste trabalho foi discutir o conceito da integração das propriedades do "biochar" com os fatores ambientais e socioeconômicos relevantes do local de aplicação selecionado, como parte de um procedimento de certificação sustentável que otimize a complementaridade e a compatibilidade entre esses fatores, em períodos de tempo relevantes. Os efeitos e o comportamento do "biochar" devem, também, ser modelados em escalas temporais similares às de seu tempo de vida funcional nos solos do local selecionado. Finalmente, onde os dados existentes sobre as características do solo forem insuficientes, procedimentos de amostragem e análise do solo devem ser descritos como parte do procedimento de certificação do "biochar".

    Abstract in English:

    Biochar has a relatively long half-life in soil and can fundamentally alter soil properties, processes, and ecosystem services. The prospect of global-scale biochar application to soils highlights the importance of a sophisticated and rigorous certification procedure. The objective of this work was to discuss the concept of integrating biochar properties with environmental and socioeconomic factors, in a sustainable biochar certification procedure that optimizes complementarity and compatibility between these factors over relevant time periods. Biochar effects and behavior should also be modelled at temporal scales similar to its expected functional lifetime in soils. Finally, when existing soil data are insufficient, soil sampling and analysis procedures need to be described as part of a biochar certification procedure.
  • Functional diversity of bacterial genes associated with aromatic hydrocarbon degradation in anthropogenic dark earth of Amazonia Microbiology

    Germano, Mariana Gomes; Cannavan, Fabiana de Souza; Mendes, Lucas William; Lima, Amanda Barbosa; Teixeira, Wenceslau Geraldes; Pellizari, Vivian Helena; Tsai, Siu Mui

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de genes catabólicos quanto à degradação bacteriana de hidrocarbonetos aromáticos, em solos de terra preta de índio (TPI) e seu "biochar" (BC). Análises da diversidade funcional em solos TPI podem fornecer dados sobre como os microrganismos adaptativos podem influenciar a fertilidade dos solos e qual é sua participação nos ciclos biogeoquímicos. Para isso, foram construídas bibliotecas que continham o gene que codifica a subunidade alfa de dioxigenases aromáticas (α-ARHD gene bacteriano), no total de 800 clones. Estas bibliotecas foram preparadas a partir de amostras de um solo TPI localizado na Estação Experimental do Caldeirão, sob dois diferentes usos da terra - floresta secundária (SF) e agricultura (AG) - e de "biochar" (SF_BC e AG_BC, respectivamente). Os estimadores de heterogeneidade apresentaram maior diversidade nas bibliotecas BC, e o diagrama de Venn mostrou mais famílias proteicas operacionais (OPC) únicas na biblioteca SF_BC do que o solo TPI, o que indica que processos metabólicos específicos podem ocorrer no "biochar". A análise filogenética mostrou dioxigenases ainda não identificadas em solos de TPI. Bibliotecas para o gene funcional da subunidade alfa de dioxigenases aromáticas (ARHD) obtidas do "biochar", mostraram maiores índices de diversidade do que as da TPI sob floresta secundária ou agricultura.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to evaluate the catabolic gene diversity for the bacterial degradation of aromatic hydrocarbons in anthropogenic dark earth of Amazonia (ADE) and their biochar (BC). Functional diversity analyses in ADE soils can provide information on how adaptive microorganisms may influence the fertility of soils and what is their involvement in biogeochemical cycles. For this, clone libraries containing the gene encoding for the alpha subunit of aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (α-ARHD bacterial gene) were constructed, totaling 800 clones. These libraries were prepared from samples of an ADE soil under two different land uses, located at the Caldeirão Experimental Station - secondary forest (SF) and agriculture (AG) -, and the biochar (SF_BC and AG_BC, respectively). Heterogeneity estimates indicated greater diversity in BC libraries; and Venn diagrams showed more unique operational protein clusters (OPC) in the SF_BC library than the ADE soil, which indicates that specific metabolic processes may occur in biochar. Phylogenetic analysis showed unidentified dioxygenases in ADE soils. Libraries containing functional gene encoding for the alpha subunit of the aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (ARHD) gene from biochar show higher diversity indices than those of ADE under secondary forest and agriculture.
  • Biochar effect on the mineralization of soil organic matter Soil Science

    Bruun, Sander; EL-Zehery, Tarek

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi verificar se a adição de "biochar" ao solo afeta a degradação de resíduos orgânicos e da matéria orgânica do solo (MOS). Para investigar o efeito do "biochar" na mineralização de palhada de aveia, um solo foi incubado com palhada de aveia marcada com 14C, com ou sem "biochar" não marcado. Já para investigar o efeito da palhada de aveia na mineralização do "biochar", o solo foi incubado com "biochar" marcado 14C, com ou sem palhada de aveia. Além disso, para investigar o efeito do "biochar" em MOS antiga, um solo marcado pela aplicação de palhada de aveia, marcada há 40 anos, recebeu a incubação de diferentes níveis de "biochar". Todos os experimentos tiveram um tratamento controle, sem qualquer tipo de adição ao solo. O efeito do "biochar" na mineralização da palhada foi pequeno e não significativo. Sem o "biochar", 48±0,2% do carbono na serapilheira foi mineralizado nos 451 dias do experimento. Em comparação, 45±1,6% de C foram mineralizados após a adição de 1,5 g kg-1 de "biochar". No solo com MOS marcada, a matéria orgânica mineralizou-se mais lentamente com o incremento nas doses de "biochar". A adição de "biochar" a 7,7 g kg-1 reduziu a mineralização da matéria orgânica do solo de 6,6 para 6,3%, durante o período experimental. Já a adição de 15,5 g kg-1 de "biochar", reduziu a mineralização da MOS para 5,7%. Não há evidência de aumento na degradação nem de resíduos orgânicos nem da MOS pela adição de "biochar"; consequentemente, não há evidência de redução da estabilidade da MOS.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to verify whether the addition of biochar to the soil affects the degradation of litter and of soil organic matter (SOM). In order to investigate the effect of biochar on the mineralization of barley straw, soil was incubated with 14C-labelled barley straw with or without unlabelled biochar. To investigate the effect of straw on the mineralization of biochar, soil was incubated with 14C-labelled biochar with or without straw. In addition, to investigate the effect of biochar on old SOM, a soil labelled by applying labelled straw 40 years ago was incubated with different levels of biochar. All experiments had a control treatment, without any soil amendment. The effect of biochar on the straw mineralization was small and nonsignificant. Without biochar, 48±0.2% of the straw carbon was mineralized within the 451 days of the experiment. In comparison, 45±1.6% of C was mineralized after biochar addition of 1.5 g kg-1. In the SOM-labelled soil, the organic matter mineralized more slowly with the increasing doses of biochar. Biochar addition at 7.7 g kg-1 reduced SOM mineralization from 6.6 to 6.3%, during the experimental period. The addition of 15.5 g kg-1 of biochar reduced the mineralized SOM to 5.7%. There is no evidence of increased degradation of either litter or SOM due to biochar addition; consequently, there is no evidence of decreased stability of SOM.
  • Characterization of phosphate structures in biochar from swine bones Soil Science

    Novotny, Etelvino Henrique; Auccaise, Ruben; Velloso, Marcia Helena Rodrigues; Corrêa, Juliano Corulli; Higarashi, Martha Mayumi; Abreu, Valéria Maria Nascimento; Rocha, José Dilcio; Kwapinski, Witold

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia alternativa para o estudo e a caracterização de propriedades cristalinas de fosfatos, diretamente associadas à sua solubilidade e disponibilidade para as plantas, em "biochar" de ossos de suínos. Foram estabelecidas algumas propriedades de simetria dos fosfatos de ossos pirolisados de suínos, por meio de espectroscopia de ressonância magnética nuclear no estado sólido, análise de componentes principais e análise multivariada de resolução de curvas, em quatro amostras pirolisadas em diferentes intensidades de carbonização. O aumento nos parâmetros de carbonização (temperatura ou tempo de residência) geram diferentes estruturas de fosfatos, com aumento de sua simetria e diminuição da polarizabilidade cruzada do par ¹H-31P, o que resultou na síntese de fosfatos, provavelmente com menor solubilidade do que os produzidos com menor intensidade de carbonização. Além disso, uma nova metodologia está sendo desenvolvida para estudar e caracterizar as propriedades cristalinas de fosfatos diretamente relacionadas à sua solubilidade e disponibilidade para as plantas.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to develop an alternative methodology to study and characterize the phosphate crystalline properties, directly associated with solubility and plant availability, in biochar from swine bones. Some phosphate symmetry properties of pyrolyzed swine bones were established, using solid state nuclear magnetic resonance spectroscopy, principal component analysis, and multivariate curve resolution analysis, on four pyrolyzed samples at different carbonization intensities. Increasing carbonization parameters (temperature or residence time) generates diverse phosphate structures, increasing their symmetry and decreasing the crossed polarizability of the pair ¹H-31P, producing phosphates with, probably, lower solubility than the ones produced at lower carbonization intensity. Additionally, a new methodology is being developed to study and characterize phosphate crystalline properties directly associated with phosphate solubility and availability to plants.
  • Migration of dissolved organic carbon in biochars and biochar-mineral complexes Soil Science

    Lin, Yun; Munroe, Paul; Joseph, Stephen; Henderson, Rita

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi determinar a contribuição do carbono orgânico dissolvido (COD), de um complexo mineral de "biochar" (BMC), para uma melhor compreensão das interações entre COD, "biochar", argila e minerais durante o tratamento térmico, e dos efeitos do BMC sobre solos tratados. O BMC foi preparado por meio do aquecimento de uma mistura de "biochar" produzido a partir de Acacia saligna, tratado com H3PO4, argilas, outros minerais e esterco de galinha. O BMC foi aplicado a um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico na Austrália Ocidental, onde cultivou-se trigo. Testes de cromatografia líquida com detecção de carbono orgânico (LC-OCD) foram realizados em extratos aquosos do biocarvão não tratado, do BMC, do solo tratado com BMC, e de um solo testemunha, para medir a concentração de COD. Os testes de LC-OCD fornecem uma identificação do COD, o que permite que as frações de COD sejam determinadas. O processamento térmico aumentou a reação do "biochar" produzido a partir de A. saligna com o esterco, argilas e minerais, e afetou a distribuição das frações de COD. Notavelmente, o processo leva à imobilização do COD hidrofóbico e a um aumento na concentração de substâncias neutras com baixo peso molecular no BMC. A aplicação do BMC ao solo aumenta o COD no solo tratado, principalmente a fração de biopolímero.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to determine the contribution of dissolved organic carbon (DOC) from a biochar mineral complex (BMC), so as to better understand the interactions between DOC, biochar, clay, and minerals during thermal treatment, and the effects of BMC on amended soils. The BMC was prepared by heating a mixture of a H3PO4-treated saligna biochar from Acacia saligna, clays, other minerals, and chicken manure. The BMC was applied to a sandy loam soil in Western Australia, where wheat was grown. Liquid chromatography-organic carbon detection (LC-OCD) tests were carried out on water extracts from the untreated biochar, the BMC, the BMC-amended soil, and on a control soil to measure the DOC concentration. LC-OCD tests provide a fingerprint of the DOC, which allows the fractions of DOC to be determined. Thermal processing enhanced the reaction of the A. saligna biochar with manure, clays and minerals, and affected the distribution of the DOC fractions. Notably, the process leads to immobilization of hydrophobic DOC and to an increase in the concentration of low-molecular-weight neutrals in the BMC. The application of the BMC to soil increases the DOC in the amended soil, especially the biopolymer fraction.
  • Molecular and morphological characterization of hydrochar produced by microwave-assisted hydrothermal carbonization of cellulose Soil Science

    Guiotoku, Marcela; Hansel, Fabricio Augusto; Novotny, Etelvino Henrique; Maia, Claudia Maria Branco de Freitas

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi caracterizar a morfologia e a estrutura molecular do hidrocarvão produzido pela carbonização hidrotérmica da celulose por micro-ondas. O hidrocarvão produzido consiste principalmente de microesferas agregadas de aproximadamente 2,0 µm de diâmetro, com estruturas alifáticas e aromáticas e a presença de grupos funcionais carbonilas. Os grupos aromáticos são constituídos basicamente de estruturas do tipo benzofurano, com estrutura química diferente da do carvão obtido da celulose por métodos convencionais. A carbonização hidrotérmica da celulose por micro-ondas produz um material funcionalizado rico em carbono, semelhante ao produzido por métodos hidrotérmicos convencionais.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to characterize the morphology and molecular composition of the hydrochar produced by microwave-assisted hydrothermal carbonization of cellulose. The produced hydrochar consists mainly of aggregate microspheres with about 2.0 µm in diameter, with aliphatic and aromatic structures and the presence of carbonyl functional groups. The aromatic groups are formed mainly by benzofuran-like structures, being chemically different from common cellulose char. Microwave-assisted hydrothermal carbonization yields a functionalized carbon-rich material similar to that produced by the conventional hydrothermal process.
  • Reproducing the organic matter model of anthropogenic dark earth of Amazonia and testing the ecotoxicity of functionalized charcoal compounds Soil Science

    Linhares, Carolina Rodrigues; Lemke, Jasmin; Auccaise, Ruben; Duó, Daniele Avilez; Ziolli, Roberta Lourenço; Kwapinski, Witold; Novotny, Etelvino Henrique

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi obter compostos orgânicos similares aos encontrados na matéria orgânica da terra preta de índio (TPI) por meio de procedimento de funcionalização química de carvão ativado, bem como determinar a ecotoxicidade desses compostos. A partir do estudo da matéria orgânica de TPI, um modelo orgânico foi proposto e uma tentativa de reproduzi-lo foi descrita. Realizou-se a oxidação de carvão ativado pelo uso de hipoclorito de sódio em diferentes concentrações. Recorreu-se à ressonância magnética nuclear para verificar se os espectros dos produtos formados eram similares aos de ácidos húmicos de TPI. A similaridade dos espectros indicou que os produtos obtidos eram estruturas aromáticas policondensadas, com grupos carboxílicos: um condicionador de solo capaz de contribuir com a fertilidade do solo e com a sustentabilidade de seu uso. Um teste ecotoxicológico com Daphnia similis foi realizado nas frações mais solúveis (ácidos fúlvicos) do condicionador obtido. Cloretos de arila foram formados durante a síntese dos compostos orgânicos a partir do carvão funcionalizado e parcialmente removidos por meio de um processo de purificação. Contudo, é provável que algum cloreto de arila tenha permanecido no produto final, já que o teste ecotoxicológico indicou moderada toxicidade do condicionador obtido.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to obtain organic compounds similar to the ones found in the organic matter of anthropogenic dark earth of Amazonia (ADE) using a chemical functionalization procedure on activated charcoal, as well as to determine their ecotoxicity. Based on the study of the organic matter from ADE, an organic model was proposed and an attempt to reproduce it was described. Activated charcoal was oxidized with the use of sodium hypochlorite at different concentrations. Nuclear magnetic resonance was performed to verify if the spectra of the obtained products were similar to the ones of humic acids from ADE. The similarity between spectra indicated that the obtained products were polycondensed aromatic structures with carboxyl groups: a soil amendment that can contribute to soil fertility and to its sustainable use. An ecotoxicological test with Daphnia similis was performed on the more soluble fraction (fulvic acids) of the produced soil amendment. Aryl chloride was formed during the synthesis of the organic compounds from activated charcoal functionalization and partially removed through a purification process. However, it is probable that some aryl chloride remained in the final product, since the ecotoxicological test indicated that the chemical functionalized soil amendment is moderately toxic.
  • Soil fertility and upland rice yield after biochar application in the Cerrado Soil Science

    Petter, Fabiano André; Madari, Beáta Emöke; Silva, Mellissa Ananias Soler da; Carneiro, Marco Aurélio Carbone; Carvalho, Márcia Thaís de Melo; Marimon Júnior, Ben Hur; Pacheco, Leandro Pereira

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do "biochar" de Eucalyptus sobre a fertilidade do solo, e sobre a produtividade e o desenvolvimento do arroz de terras altas. O experimento foi conduzido durante dois anos, em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições, em Plintossolo Háplico franco-arenoso. Foram avaliadas quatro doses do fertilizante mineral NPK 05-25-15 (0, 100, 200 e 300 kg ha-1), distribuídas anualmente em faixas, e quatro doses de "biochar" (0, 8, 16 e 32 Mg ha-1), aplicadas uma única vez, no primeiro ano, sozinho ou com o fertilizante. No primeiro ano, o "biochar" afetou positivamente a fertilidade do solo [carbono orgânico total (TOC), Ca, P, Al, H+Al e pH], à profundidade de 0-10 cm, e foi o único fator com efeito significativo sobre a produtividade. No segundo ano, o efeito do "biochar" diminuiu ou foi superado pelo do fertilizante. O TOC se movimentou no perfil do solo para a profundidade de 10-20 cm, e isto influenciou a disponibilidade de K naquela camada. No segundo ano, houve interação significativa entre "biochar" e fertilizante quanto ao crescimento das plantas e ao acúmulo de massa de matéria seca.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to evaluate the effect of biochar made from Eucalyptus on soil fertility, and on the yield and development of upland rice. The experiment was performed during two years in a randomized block design with four replicates, in a sandy loam Dystric Plinthosol. Four doses of NPK 05-25-15, annually distributed in stripes (0, 100, 200 and 300 kg ha-1), and four doses of biochar (0, 8, 16 and 32 Mg ha-1), applied once in the first year - alone or with NPK - were evaluated. In the first year, biochar positively affected soil fertility [total organic carbon (TOC), Ca, P, Al, H+Al, and pH], at 0-10 cm soil depth, and it was the only factor with significant effect on yield. In the second year, the effect of biochar diminished or was overcome by the fertilizer. TOC moved down in the soil profile to the 0-20 cm depth, influencing K availability in this layer. In the second year, there was a significant interaction between biochar and the fertilizer on plant growth and biomass dry matter accumulation.
  • Soil organic matter in fire-affected pastures and in an Araucaria forest in South-Brazilian Leptosols Soil Science

    Potes, Mariana da Luz; Dick, Deborah Pinheiro; Santana, Graciele Sarante; Tomazi, Michely; Bayer, Cimélio

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar o padrão de distribuição e a composição da matéria orgânica do solo (MOS) e de seus compartimentos físicos em um Neossolo periodicamente afetado pelo fogo nos últimos 100 anos, no Sul do Brasil. Amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-5, 5-10 e 10-15 cm, nos seguintes ambientes: pastagem nativa sem queima há um ano e com lotação de 0,5 animal por hectare por ano (1NB); pastagem nativa sem queima há 23 anos e com lotação de 2,0 animais por hectare por ano (23NB); e mata de Araucária (AF). Fracionamento físico foi realizado com amostras das camadas de 0-5 e 5-10 cm. Os estoques de C e N do solo foram determinados nas três profundidades e nas frações físicas, e a matéria orgânica foi caracterizada por espectroscopia de infravermelho e termogravimetria. O maior estoque de C em todas as profundidades e as frações físicas foi verificado na AF. O ambiente 23NB apresentou o menor estoque de C e N do solo na profundidade de 5-15 cm, associado ao cessar fogo e à maior densidade de pastejo. A MOS da fração leve oclusa apresentou maior recalcitrância química em 1NB do que em 23NB. A queima anual da pastagem não afeta o estoque de C até 15 cm de profundidade.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to evaluate the distribution pattern and composition of soil organic matter (SOM) and its physical pools of Leptosols periodically affected by fire over the last 100 years in South Brazil. Soil samples at 0-5, 5-10, and 10-15 cm depths were collected from the following environments: native pasture without burning in the last year and grazed with 0.5 livestock per hectare per year (1NB); native pasture without burning in the last 23 years and grazed with 2.0 livestock per hectare per year (23NB); and an Araucaria forest (AF). Physical fractionation was performed with the 0-5 and 5-10 cm soil layers. Soil C and N stocks were determined in the three depths and in the physical pools, and organic matter was characterized by infrared spectroscopy and thermogravimetry. The largest C stocks in all depths and physical pools were found under the AF. The 23NB environment showed the lowest soil C and N stocks at the 5-15 cm depth, which was related to the end of burning and to the higher grazing intensity. The SOM of the occluded light fraction showed a greater chemical recalcitrance in 1NB than in 23NB. Annual pasture burning does not affect soil C stocks up to 15 cm of depth.
  • Transpiration response of upland rice to water deficit changed by different levels of eucalyptus biochar Soil Science

    Pereira, Rogério Gomes; Heinemann, Alexandre Bryan; Madari, Beata Emoke; Carvalho, Marcia Thais de Melo; Kliemann, Huberto José; Santos, Aurélio Pereira dos

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do "biochar" de eucalipto na resposta da taxa de transpiração do arroz de terras altas 'BRSMG Curinga', como alternativa para minimizar os efeitos da seca no desenvolvimento e crescimento das plantas. Dois experimentos em vasos foram realizados, em delineamento inteiramente casualizado, em parcelas subdivididas, com seis repetições. As parcelas principais foram constituídas pela deficiência hídrica (WS) e a não deficiência hídrica (NWS), e as subparcelas pelas doses de "biochar" a 0, 6, 12 e 24% adicionadas ao substrato (areia). A quantidade de água transpirável no solo (TTSW), o fator de depleção (p) - definido como a fração de TTSW que pode ser retirada da zona radicular, antes de a deficiência hídrica limitar o crescimento -, e a taxa de transpiração normalizada (NTR) foram determinados. A adição do "biochar" aumentou a TTSW e o fator p, e reduziu a NTR. Consequentemente, a adição do "biochar" foi capaz de modificar o limiar de umidade (fator p) do substrato, até 12% de concentração máxima, e retardar o ponto em que a transpiração declina e afeta a produtividade.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to evaluate the effect of eucalyptus biochar on the transpiration rate of upland rice 'BRSMG Curinga' as an alternative means to decrease the effect of water stress on plant growth and development. Two-pot experiments were carried out using a completely randomized block design, in a split-plot arrangement, with six replicates. Main plots were water stress (WS) and no-water stress (NWS), and the subplots were biochar doses at 0, 6, 12 and 24% in growing medium (sand). Total transpirable soil water (TTSW), the p factor - defined as the average fraction of TTSW which can be depleted from the root zone before water stress limits growth -, and the normalized transpiration rate (NTR) were determined. Biochar addition increased TTSW and the p factor, and reduced NTR. Consequently, biochar addition was able to change the moisture threshold (p factor) of the growing medium, up to 12% maximum concentration, delaying the point where transpiration declines and affects yield.
  • Biochar and soil nitrous oxide emissions Scientific Notes

    Alho, Carlos Francisco Brazão Vieira; Cardoso, Abmael da Silva; Alves, Bruno José Rodrigues; Novotny, Etelvino Henrique

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de "biochar" nas emissões de óxido nitroso pelo solo. O experimento foi conduzido em vasos, sob condições de casa de vegetação. Quatro níveis de carvão vegetal moído a 2 mm ("biochar") foram avaliados em um Planossolo Háplico arenoso (90% de areia): 0, 3, 6 e 9 Mg ha-1. Todos os tratamentos receberam aplicação de 100 kg ha-1 de N, na forma de ureia. Observou-se efeito cúbico dos níveis de "biochar" sobre as emissões de N2O. Doses de "biochar" acima de 5 Mg ha-1 começaram a mitigar as emissões no solo avaliado. No entanto, doses inferiores promovem as emissões.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to evaluate the effect of biochar application on soil nitrous oxide emissions. The experiment was carried out in pots under greenhouse conditions. Four levels of ground commercial charcoal of 2 mm (biochar) were evaluated in a sandy Albaqualf (90% of sand): 0, 3, 6, and 9 Mg ha-1. All treatments received 100 kg ha-1 of N as urea. A cubic effect of biochar levels was observed on the N2O emissions. Biochar doses above 5 Mg ha-1 started to mitigate the emissions in the evaluated soil. However, lower doses promote the emissions.
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