Você já ouviu falar do biochar? Para a maioria dos jardineiros, esse é um termo novo, assim como para mim. Me deparei com um artigo em inglês sobre biochar, neste artigo o adubo foi descrito como uma maravilha que transforma desertos em jardins do Éden. Isso me chamou a atenção. Imediatamente comecei a buscar pesquisas sobre o biochar com evidências de eficácia. As pesquisas não eram muitas, então consegui revisar praticamente todas que se referiam à melhoria do solo (não incluí neste resumo a luta do biocarvão contra as consequências do aquecimento global).
O que é biochar?
É um carvão produzido de uma maneira especial, que é adicionado ao solo para melhorar sua fertilidade. Carvão é tradicionalmente usado na agricultura por comunidades indígenas da África Ocidental e, segundo alguns dados não confiáveis, nas florestas tropicais da Amazônia. Há uma hipótese de que o biochar pode aumentar significativamente a produtividade do solo e ao mesmo tempo reduzir a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera do planeta.
Como o biochar melhora o solo?
Resumidamente:
- A adição de biocarbono melhora as propriedades físico-químicas do solo (aumento do pH de 3,9 para 5,1, capacidade de troca catiônica de 7,41 para 10,8 cmol(+)kg−1, a porcentagem de cátions de 6,40% para 26,0%, e biomassa (MVS) de 835 para 1262 mg/kg).
- Aumento do diâmetro médio ponderado (MWD) dos agregados de solo de 2,6 cm para 4,0 cm.
- Taxa de erosão reduzida em <50%. Os dados foram obtidos com a adição de 5% de biochar em relação à massa total do solo ( CATENA Soil Science , China, 2013)
Estrutura cristalina do biocarvão
Há evidências de que os solos amazônicos, melhorados por agricultores pré-colombianos, ainda são férteis e contêm até 35% de seu carbono orgânico na forma de biocarvão. Os solos artificialmente enriquecidos com biocarbono há 2000 anos retêm mais água e nutrientes em uma forma facilmente acessível às plantas. A composição do adubo nos solos amazônicos de terra preta foi presumivelmente: carvão+ossos+esterco (para saber mais sobre os solos amazônicos e seu biocarvão pré-colombiano, veja aqui ).
O biocarvão é um material superporoso que pode ser colocado em pé de igualdade com o perlita em eficiência de retenção de água. Suas porosidades se tornam um habitat saudável para a biota do solo, e sua adição pode ser uma das etapas da “terraformação”. O carbono no biochar é muito estável e permanece no solo por milhares de anos, ligando e retendo microelementos e minerais até que os libere para as raízes das plantas através de bactérias simbioticas. Em locais com chuvas intensas, essa propriedade é inestimável para o adubo, além de prevenir erosão e contaminação de águas subterrâneas.
Como é produzido o biocarvão?
A organização que estabelece padrões ecológicos para o biochar, a International Biochar Initiative, descreve o processo de sua produção como “transformar resíduos agrícolas em um potencializador de solo”. O biochar também é criado como resultado de incêndios naturais ou pela pirólise artificial:
“Resíduos orgânicos, como lascas e galhos, subprodutos da agricultura, são queimados em câmaras sem oxigênio, gerando óleo, gás sintético e um resíduo sólido que se assemelha ao carvão. Um tipo de carvão altamente poroso, que atua como um filtro para absorver substâncias químicas prejudiciais, permitindo a passagem de nutrientes benéficos.” The Yale School of Forestry & Environmental Studies
Breve história do biocarvão
Não podemos deixar de fazer uma excursão pela história. O carvão nas terras da África Ocidental sempre foi um segundo elemento eficaz de formação do solo, ao lado do esterco. Isso ficou claro após extensas pesquisas antropológicas na Libéria e na Gana em solos de setecentos anos atrás ( 1 ).
“As terras escuras africanas” eram criadas artificialmente, através da adição de resíduos de cozinha, ossos, cinzas e esterco. Sem esses componentes, a agricultura em grande parte das regiões da África Ocidental seria impossível. Interessante notar que os habitantes da Amazônia e da África descobriram o carvão como adubo de forma totalmente independente - os agricultores amazônidas já adicionavam carvão ao solo há 2500 anos, enquanto os africanos faziam isso há cerca de 700 anos. Talvez, a cor preta e a estrutura do biochar tenham apelado à lógica simples do homem antigo - “tratar o semelhante com semelhante”…
Dados de pesquisas científicas sobre biochar
Pesquisas de campo sobre biochar na Áustria
Atualmente, o biochar é considerado uma ideia promissora de geoengenharia, portanto, as pesquisas em larga escala estão mais relacionadas à compensação das emissões de gases de efeito estufa por meio da produção de biochar, assim como à melhoria do processo de pirólise durante sua fabricação: os gases e óleos liberados durante a combustão podem ser usados efetivamente como combustível para iniciar a reação de pirólise. No entanto, ainda não existem experimentos em nível de ecossistemas vegetais e de solo, cujos feedbacks não podem ser totalmente simulados em laboratório. Por isso, quase todas as informações têm um caráter bastante especulativo.
Os defensores do fertilizante apontam principalmente para 2 vantagens: a capacidade de armazenar carbono em uma forma estável, evitando a liberação de CO2 da matéria orgânica na atmosfera, e o enriquecimento do solo. No entanto, não há muitas boas pesquisas de campo ligadas ao segundo benefício. Mesmo assim:
é indiscutível que o biochar retém água, diminui a acidez do solo, melhora a disponibilidade de oxigênio e proporciona condições ideais para a habitação de microrganismos do solo.
Praticamente não existem pesquisas de campo que estudem o impacto do biochar na perda de nutrientes.
A retenção de dióxido de carbono também foi comprovada. A produção de biochar, aparentemente, reduz o conteúdo de CO2 na atmosfera: quando as plantas se decompõem, elas liberam CO2, que eventualmente é absorvido por outras plantas, e o ciclo continua. O carvão estabiliza essa matéria em decomposição e o CO2 associado, conservando-o no solo por centenas ou até milhares de anos. Essa ideia, que possui um potencial supostamente enorme para ajudar a retardar o aquecimento global, atraiu uma impressionante gama de apoiadores do biochar (e também opositores, uma vez que o potencial econômico e a “utilidade relativa” ainda precisam ser comprovados).
Todas as pesquisas de campo têm conclusões demasiado “vagas”. Para cada tipo de solo e condições climáticas, é necessária uma concentração individual de fertilizante de carvão. Em alguns casos, ele não é necessário. A composição química varia amplamente, dependendo da matéria-prima e das condições de pirólise. O aumento da produtividade foi observado em áreas não adequadas para a agricultura, com a condição de adição de cinzas e aditivos orgânicos (!). Quanto melhor o solo, mais modestas são as resultados. Para que o biochar funcione, é necessário adicionar P, K, Ca e Mg, por meio da adição de composto e esterco (os solos de Terra Preta foram criados a partir de restos carbonizados misturados com resíduos de assentamentos humanos).
Os dados empíricos são escandalosamente escassos. Apresentarei os resultados de alguns estudos realizados em campo que me pareceram úteis. O biochar foi estudado em campos de arroz no Laos em 2007: a condutividade hidráulica do solo melhorou, a produtividade aumentou em condições de fósforo de baixa disponibilidade, mas a disponibilidade de nitrogênio diminuiu, resultando na necessidade de adição adicional de fertilizantes nitrogenados ( 2 ).
Uma excelente publicação sobre a sinergia entre composto e biochar é da equipe de bioquímicos alemães do Institute of Agricultural and Nutritional Sciences, Soil Biogeochemistry . O artigo é especialmente útil nas informações sobre a durabilidade do fertilizante negro - a estrutura básica do material possui alta resistência à degradação (cerca de 3000 anos), permitindo que ele não seja incorporado ao solo anualmente, ao contrário de outros melhoradores de solo. Além disso, são apontadas as diferenças na qualidade dos biochars com base na temperatura de produção e na matéria-prima (biochar de gramíneas, produzido a temperaturas baixas de 250-400°С, mineraliza o carbono melhor do que a partir de madeiras duras e condições de alta temperatura).
Fonte de biochar - gramíneas
Na mais abrangente meta-análise de pesquisas sobre biochar, há um aviso:
A maioria das afirmações sobre biochar é excessivamente otimista. Os potenciais benefícios do fertilizante para a formação do solo e para o meio ambiente como um todo são conscientemente superestimados.
Palestra no TEDx de um engenheiro aeroespacial que promove o uso de biochar.
Promessas ou padrões?
Felizmente, os problemas da implementação global do biochar não nos dizem respeito. Nós, assim como na África, simplesmente queremos aumentar a fertilidade dos solos de jardim. E é nesse estágio que surgem problemas. Atualmente, não sabemos:
- Qual será o pH final obtido;
- As propriedades químicas de diferentes tipos de biochar dependendo da matéria-prima e do método de preparo;
- Em quais solos é melhor usar um produto específico;
- Quão estável ele é no solo (existem apenas dados teóricos e indiretos);
- Se a produção de biochar causa mais danos ao meio ambiente do que os possíveis benefícios e muitas outras questões semelhantes.
Ainda não sabemos o que é um BOM biochar. Empresas que produzem biocarvão já somam várias centenas em todo o mundo, mas ainda não existem padrões estabelecidos. É por isso que nos prometem literalmente riquezas em forma de ouro, enquanto as dosagens são escritas apenas limitadas pela imaginação e ganância do produtor. Até o momento, não há uma base legal normativa nem normas técnicas para o biocarvão. Para que tais padrões sejam desenvolvidos, é necessário fundamentá-los com pesquisas de campo e laboratoriais adequadas, que são muito escassas, e em todos os ensaios publicados, os cientistas insistem na necessidade de mais estudos e na revisão dos dados.
Com base em cerca de 100 amostras de biocarvão, que diferem de acordo com a matéria-prima e o processo de produção, foram sugeridos os seguintes valores de limite para os elementos: O/C <0,4 e H/C <0,6 (Schimmelpfennig & Glaser, 2012). A mistura de biocarvão diretamente com o solo, sem a adição de suplementos orgânicos, não é aplicada e não faz sentido, mas isso não é mencionado pelos produtores nas embalagens de biocarvão.
As conclusões formadas com base em uma meta-análise na revista científica Plos One em 2013 incluem:
- O estudo sobre biocarvão ainda é uma área muito jovem, refletida na falta de padrões e na distribuição desigual das pesquisas entre diferentes áreas temáticas.
- É necessário realizar testes de campo sobre a estabilidade do fertilizante dependendo do clima, da composição dos solos e do método de produção do carvão.
- Ainda não sabemos como a produção, o transporte e a aplicação do biocarvão afetam o ecossistema como um todo.
- Declarações otimistas sobre os benefícios do biocarvão para o meio ambiente contrastam fortemente com a quantidade limitada de pesquisa sobre seu comportamento e impacto.
- Há uma falta de dados empíricos que confirmem as alegações de que a adição de biocarbono ao solo mitiga significativamente as mudanças climáticas ou que proporciona benefícios ecológicos gerais ao serem avaliados por um conjunto completo de indicadores.
Desvantagens do biocarvão, destacadas pelo professor Johan Six, do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça:
- Em alguns casos, a produtividade pode diminuir devido à sorção de água e nutrientes pelo biocarvão, o que reduz a disponibilidade desses recursos para as culturas agrícolas. Também foi demonstrado que o biocarvão retarda a germinação.
- A absorção de pesticidas e herbicidas pode reduzir sua eficácia.
- Alguns biocarvões podem atuar como fontes de poluentes, como metais pesados, compostos orgânicos voláteis, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e carbono orgânico dissolvido.
- A remoção de resíduos vegetais, como caules, folhas e cápsulas de sementes, que serão utilizados para a produção de biocarvão, pode piorar a condição geral do solo, reduzindo a quantidade de microrganismos do solo e interrompendo o ciclo de nutrientes internos.
- O aumento da capacidade de troca catiônica depende da composição do solo: é mínimo em solos com alto teor de argila ou matéria orgânica. Para solos normais, a aplicação de biocarbono não faz muito sentido.
- Em solos com pH elevado (alcalinos), o aumento do pH não é desejável, uma vez que as culturas agrícolas toleram apenas um determinado intervalo de pH do solo.
Não tenho preconceitos pessoais sobre o biocarvão. Se desejado, pode-se produzi-lo no quintal:
Literatura Adicional
Nos links abaixo, você pode acessar os trabalhos científicos originais, que apresentam o design completo da pesquisa com gráficos, cálculos e conclusões.
Effect of biochar on soil physical properties in two contrasting soils: An Alfisol and an Andisol . Geoderma Volumes 209–210, Novembro de 2013, Páginas 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.
Revisão mais recente de 2018 Review of biochar application to agricultural soils to improve soil conditions and fight pollution .
