¿Has oído hablar del biocarbón? Para la mayoría de los jardineros, este es un término nuevo, incluso para mí. Encontré un artículo en inglés sobre el biocarbón Biochar, en el que este fertilizante fue descrito como un milagro que convierte el desierto en jardines del Edén. Me llamó la atención. De inmediato empecé a buscar investigaciones sobre el biocarbón con pruebas de su eficacia. Resulta que hay pocas investigaciones, así que pude revisar prácticamente todas las que conciernen a la mejora del suelo (no incluí en esta revisión el tema del biocarbón en la lucha contra los efectos del calentamiento global).
¿Qué es el biocarbón?
Es un carbón vegetal preparado de una manera especial que se añade al suelo para mejorar la fertilidad. Las comunidades indígenas de África Occidental han utilizado tradicionalmente el carbón en la agricultura y, según algunos datos poco confiables, también en las selvas tropicales del Amazonas. Se plantea la hipótesis de que el biocarbón puede aumentar considerablemente la productividad del suelo y reducir al mismo tiempo la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera del planeta.
¿Cómo mejora el biocarbón el suelo?
En resumen:
- La adición de biocarbón mejora las propiedades físico-químicas del suelo (aumento del pH de 3.9 a 5.1, capacidad de intercambio catiónico de 7.41 a 10.8 cmol(+)kg−1, porcentaje de cationes de 6.40 a 26.0% y biomasa (MVS) de 835 a 1262 mg/kg-1).
- Aumento del diámetro medio ponderado (MWD) de los agregados del suelo de 2.6 cm a 4.0 cm.
- La tasa de erosión se reduce en <50%. Estos datos se obtuvieron al añadir un 5% de biocarbón sobre la masa total de tierra ( CATENA Soil Science , China, 2013)
Red cristalina del biocarbón
Hay evidencias de que los suelos mejorados por los agricultores precolombinos de la Amazonía siguen siendo fértiles y contienen hasta un 35% de su carbono orgánico en forma de biocarbón. Los suelos enriquecidos artificialmente con biocarbón hace 2000 años contienen más agua y nutrientes en una forma fácilmente accesible para las plantas. La composición del fertilizante en los suelos amazónicos de terra preta se suponía que era: carbón + huesos + estiércol (puedes conocer más sobre los suelos amazónicos y su biocarbón precolombino aquí ).
El biocarbón es un material superporoso que se puede comparar con la perlita en términos de efectividad para retener agua. Sus poros proporcionan un ambiente saludable para la biota del suelo, y su incorporación puede ser una de las etapas de “terraformación”. El carbono en el biocarbón es muy estable y permanece en el suelo durante miles de años, atrapando y reteniendo oligoelementos y minerales, hasta que los entregue a las raíces de las plantas mediante bacterias simbioticas. En lugares con lluvias intensas, esta propiedad es invaluable para el fertilizante, además de prevenir la erosión y la contaminación de las aguas subterráneas.
¿Cómo se produce el biocarbón?
La organización que establece los estándares ecológicos para el biocarbón, la Iniciativa Internacional de Biocarbón, describe el proceso de producción como “transformar residuos agrícolas en un potenciador del suelo”. El biocarbón también se crea a partir de incendios naturales o mediante pirólisis artificial:
“Los residuos orgánicos, como chips y ramas, subproductos de la agricultura, son quemados en cámaras sin oxígeno, generando aceite, gas sintético y un residuo sólido similar al carbón vegetal. Este carbón vegetal de alta porosidad actúa como un filtro que absorbe sustancias químicas y compuestos nocivos, permitiendo el paso de nutrientes beneficiosos.” The Yale School of Forestry & Environmental Studies
Breve historia del biocarbón
No podemos evitar un excursus histórico. El carbón ha sido siempre el segundo elemento efectivo en la formación del suelo para las tierras de África Occidental, junto al estiércol. Esto se hizo evidente después de amplios estudios antropológicos en Liberia y Ghana sobre suelos de hace setecientos años ( 1 ).
Las “tierras oscuras africanas” fueron creadas artificialmente mediante la adición de residuos de cocina, huesos, cenizas y estiércol. Sin estos componentes, la agricultura en la mayoría de las regiones de África Occidental sería imposible. Es interesante que los habitantes de la Amazonía y África descubrieron el carbón como fertilizante de manera completamente independiente; los agricultores amazónicos ya lo añadían al suelo hace 2500 años, mientras que los africanos lo hicieron hace unos 700 años. Puede ser que el color negro y la estructura del biocarbón apelaran a la lógica simple del hombre antiguo: “tratar lo similar con lo similar”…
Datos de investigaciones científicas sobre biocarbón
Investigaciones de campo sobre biochar en Austria
Actualmente, el biochar se considera una idea prometedora de geoingeniería, por lo que las investigaciones a gran escala están más relacionadas con la compensación de las emisiones de gases de efecto invernadero mediante la producción de biocarbón, así como con la mejora del proceso de pirólisis en su producción: los gases y aceites que se generan durante la combustión pueden, de hecho, utilizarse como combustible para iniciar la reacción de pirólisis. Sin embargo, todavía faltan experimentos a nivel de ecosistemas vegetales y de suelo, cuyas interacciones no pueden ser completamente imitadas en un laboratorio. Por lo tanto, casi todos los datos son bastante especulativos.
Los defensores del fertilizante destacan principalmente dos ventajas: la capacidad de almacenar carbono en una forma estable, evitando la liberación de CO2 de la materia orgánica a la atmósfera, y la mejora del suelo. Sin embargo, hay relativamente pocos estudios de campo positivos sobre esta segunda ventaja. No obstante:
no se puede negar que el biocarbón retiene agua, reduce la acidez del suelo, mejora la disponibilidad de oxígeno y proporciona condiciones ideales para la vida de microorganismos del suelo.
Casi no existen investigaciones de campo que estudien el impacto del biocarbón en la pérdida de nutrientes.
La retención de dióxido de carbono también está comprobada. La producción de biochar, aparentemente, reduce el contenido de CO2 en la atmósfera: cuando las plantas se descomponen, liberan CO2, que finalmente es absorbido por otras plantas, y el ciclo continúa. El carbón estabiliza esta materia en descomposición, así como el CO2 asociado, y lo conserva en el suelo durante cientos o incluso miles de años. Esta idea, que supuestamente tiene un enorme potencial para ayudar a frenar el calentamiento global, ha atraído un notable número de defensores del biochar (y de oponentes también, ya que el potencial económico y la “utilidad relativa” aún deben ser demostrados).
Todos los estudios de campo tienen conclusiones demasiado “vagas”. Se necesita una concentración de fertilizante de carbón específica para cada tipo de suelo y condiciones climáticas. En algunos casos, ni siquiera es necesario. La composición química varía ampliamente, dependiendo de la materia prima de origen y las condiciones de pirólisis. Se han observado aumentos en el rendimiento en áreas no aptas para la agricultura, siempre que se agreguen cenizas y enmiendas orgánicas (!). Cuanto mejor es el suelo, más modestos son los resultados. Para que el biochar funcione, es necesario añadir P, K, Ca y Mg, mediante la adición de compost y estiércol (las tierras de Terra Preta se crearon a partir de restos carbonizados mezclados con residuos de asentamientos humanos).
Los datos empíricos son escandalosamente escasos. Citaré los resultados de algunos estudios de campo que me parecieron útiles. Se estudió el biocarbón en los campos de arroz de Laos en 2007: mejoró la conductividad hidráulica del suelo, aumentó el rendimiento en condiciones de fósforo de difícil acceso, pero disminuyó la disponibilidad de nitrógeno, lo que llevó a la necesidad de aplicación adicional de fertilizantes nitrogenados ( 2 ).
Una excelente publicación sobre la sinergia entre compost y biocarbón proviene de bioquímicos alemanes del Institute of Agricultural and Nutritional Sciences, Soil Biogeochemistry . El artículo es especialmente útil en lo que respecta a la durabilidad del fertilizante negro: la estructura principal del material tiene una alta resistencia a la degradación (alrededor de 3000 años), lo que permite no tener que añadirlo al suelo anualmente, como otros mejoradores de suelos. También se menciona la variabilidad en la calidad del biochar dependiendo de la temperatura de producción y de la materia prima (el biocarbón derivado de hierbas, producido a temperaturas bajas entre 250-400° C, mineraliza mejor el carbono que el de maderas duras y tratamientos a alta temperatura).
Fuente de biocarbón: hierbas
En el más amplio meta-análisis de investigaciones sobre biocarbón, hay una advertencia:
La mayoría de las afirmaciones sobre el biocarbón son excesivamente optimistas. Se exageran deliberadamente los posibles beneficios del fertilizante tanto para la formación del suelo como para el medio ambiente en general.
Discurso en TEDx de un ingeniero aeroespacial que promueve el uso de biocarbón.
¿Promesas o estándares?
Afortunadamente, la problemática de la implementación global del biocarbón no nos concierne. Para nosotros, como en África, simplemente se trataría de aumentar la fertilidad de los suelos de cultivo. Y en esta etapa surgen problemas. Aún no sabemos:
- ¿Qué pH obtendremos al final?
- Las propiedades químicas de los diferentes tipos de biocarbón según la materia prima y el método de preparación;
- En qué suelos es mejor utilizar un producto concreto;
- Cuán estable es en el suelo (solo hay datos teóricos e indirectos);
- Si la producción de biocarbón causa más daño al medio ambiente que el posible beneficio y muchas otras preguntas similares.
Aún no sabemos qué es un BUEN biocarbón. Cientos de empresas que producen biochar ya existen en todo el mundo, pero aún no hay estándares. Es por eso que nos prometen literalmente riquezas doradas, y las dosis se determinan solo por la imaginación y la avaricia del productor. Hasta ahora, no se ha desarrollado ninguna base normativa ni ninguna norma GOST para el biocarbón. Para establecer tales estándares, es necesario fundamentarlos con investigaciones de campo y de laboratorio sólidas, de las cuales hay muy pocas, y en todos los ensayos publicados, los científicos insisten en la necesidad de seguir investigando y aclarando los datos.
A partir de aproximadamente 100 muestras de biocarbón, que varían según la materia prima y el proceso de producción, se han propuesto los siguientes valores umbral para los elementos: O/C <0.4 y H/C <0.6 (Schimmelpfennig & Glaser, 2012). La mezcla de biochar directamente con el suelo, sin la adición de aditivos orgánicos, no se aplica y no tiene sentido, pero esto no lo mencionan los productores en los envases de biocarbón.
Las conclusiones formadas a partir del metaanálisis en la revista científica Plos One en 2013 son las siguientes:
- El estudio del biochar es un campo aún muy joven, lo que se refleja en la falta de estándares y en la distribución desigual de las investigaciones en áreas temáticas.
- Se necesitan ensayos de campo sobre la estabilidad de los fertilizantes en función del clima, la composición del suelo y el método de producción del carbón.
- Aún no sabemos cómo la producción, el transporte y la aplicación de biochar afectan al ecosistema en su conjunto.
- Las declaraciones optimistas sobre los beneficios del biochar para el medio ambiente contrastan marcadamente con la limitada cantidad de investigaciones sobre su comportamiento y efecto.
- No hay suficientes datos empíricos que respaldan las afirmaciones de que la adición de biocarbón al suelo mitiga significativamente el cambio climático o que proporciona beneficios ecológicos generales al evaluar un conjunto completo de indicadores.
Desventajas del biochar, según el profesor Johan Six, de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich:
- En algunos casos, el rendimiento puede reducirse debido a la sorción de agua y nutrientes por el biocarbón, lo que disminuye la disponibilidad de esos recursos para los cultivos agrícolas. También se ha demostrado que el Biochar retrasa la germinación.
- La absorción de pesticidas y herbicidas puede reducir su efectividad.
- Algunos biocarbones pueden actuar como fuente de contaminantes, tales como metales pesados, compuestos orgánicos volátiles, hidrocarburos aromáticos policíclicos y carbono orgánico disuelto.
- La eliminación de residuos vegetales, como tallos, hojas y cápsulas de semillas que se usarán para producir biocarbón, puede deteriorar el estado general del suelo, reduciendo la cantidad de microorganismos del suelo y alterando el ciclo de nutrientes internos.
- El aumento de la capacidad de intercambio catiónico depende de la composición del suelo: es mínimo en suelos con alto contenido de arcilla o materia orgánica. Para un suelo normal, la aplicación de biocarbón no tiene mucho sentido.
- En suelos con pH alto (alcalinos), el aumento del pH es indeseable, ya que los cultivos agrícolas solo toleran cierto rango de pH del suelo.
No tengo prejuicios personales sobre el biocarbón. Si se desea, se puede crear en el jardín trasero:
Literatura adicional
A través de los siguientes enlaces, puede consultar los trabajos de investigación originales, donde se presenta el diseño completo del estudio con gráficos, cálculos y conclusiones.
Effect of biochar on soil physical properties in two contrasting soils: An Alfisol and an Andisol . Geoderma Volumes 209–210, November 2013, Pages 188-197.
Recent developments in biochar as an effective tool for agricultural soil management: a review . Journal of the Science of Food and Agriculture, 96(15), 4840–4849.
La revisión más reciente de 2018 Review of biochar application to agricultural soils to improve soil conditions and fight pollution .
