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  • 1. EL BIOCHAR COMO ESTRATEGIA PARA DISMINUIR LAS EMISIONES DE N2O EN SUELOS AGRÍCOLAS Maria L. Cayuela, Asunción Roig, Miguel A. Sánchez-Monedero Dapartamento de Conservación de Suelos y Aguas y Manejo de Residuos Orgánicos. CEBAS-CSIC III Workshop remedia Revisión y meta-análisis de los estudios publicados 10-11Abril, Universitat Politècnica deValència Mitigación GEI Sistemas Agrícolas I
  • 2. BIOCHAR, UNA FORMA DE CARBÓN MUY ESTABLE… Biomasa PIRÓLISIS (400-900 °C) Sin oxígeno Gas Bio- Aceite Biochar suelo ?
  • 3. • Mayor fertilidad que suelos adyacentes • Alto contenido de carbono de origen pirogénico TERRA PRETA DE INDIO/ TIERRAS NEGRAS (Glasser, 2007)
  • 4. N2ON2O Rondon, M.A., Ramirez, J.A., Lehmann, J., 2005. Greenhouse Gas Emissions Decrease with Charcoal Additions to Tropical Soils. Proceedings of the 3rd USDA Symposium on Greenhouse Gases & Carbon Sequestration in Agriculture and Forestry, p. 208. DISMINUCIÓN DE LAS EMISIONES DE N2O TRAS LA ADICIÓN DE BIOCHAR… Control soil Soil + Biochar  50% menos emisiones cultivo de soja (Glycine max, cultivar. ICA 6)  80% menos emisiones en cultivo de gramínea (Brachiaria humidicola, CIAT 679)
  • 5. Spokas, D.C.R., Impacts of sixteen different biochars on soil greenhouse gas production. Annals of Environmental Science, 2009. Bruun, E.W., et al., Application of biochar to soil and N2O emissions: potential effects of blending fast-pyrolysis biochar with anaerobically digested slurry. European Journal of Soil Science, 2011 Año 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Númerodepublicaciones(Scopus) 0 20 40 60 80
  • 6. Incrementa el pH Venterea et al., 2012. Frontiers in Ecology and the Environment 10, 562-570 Libera toxinas (PAHs, dioxinas) Incrementa la aireación Modifica la concentración de C disponible Modifica la concentración de N disponible MECANISMOS DE INTERACCIÓN DEL BIOCHAR CON N2O EN SUELOS ¿? Adsorbe N2O
  • 7. META-ANÁLISIS. • Un total de de 30 artículos, 242 comparaciones (2007- Mayo 2013): • 10% estudios de campo • 40% (1mes), 50% (2-6 meses), 10 % (> 6 meses) • Emisiones de N2O en controles (XC) vs biochar (XB) (y desviaciones estándar) • Datos sobre las características del biochar y suelos, dosis de aplicación, tipo de fertilizante, etc...
  • 8. ¿QUE PREGUNTAS ABORDA EL META- ANÁLISIS? 1. ¿Disminuye el biochar las emisiones de N2O significativamente? ¿Cuánto? 2. ¿Todos los tipos de biochar tienen la misma capacidad para disminuir las emisiones de N2O? 3. ¿Qué dosis de aplicación es necesaria para que sea efectivo? 4. ¿Funciona igual en suelos ácidos y alcalinos? 5. ¿Influye el tipo de fertilizante aplicado junto al biochar?
  • 9. ¿QUE PREGUNTAS ABORDA EL META- ANÁLISIS? 1. ¿Disminuye el biochar las emisiones de N2O significativamente? ¿Cuánto? 2. ¿Todos los tipos de biochar tienen la misma capacidad para disminuir las emisiones de N2O? 3. ¿Qué dosis de aplicación es necesaria para que sea efectivo? 4. ¿Funciona igual en suelos ácidos y alcalinos? 5. ¿Influye el tipo de fertilizante aplicado junto al biochar? Si, una media de 54 ± 6%
  • 10. ¿QUE PREGUNTAS ABORDA EL META- ANÁLISIS? 1. ¿Disminuye el biochar las emisiones de N2O significativamente? ¿Cuánto? 2. ¿Todos los tipos de biochar tienen la misma capacidad para disminuir las emisiones de N2O? 3. ¿Qué dosis de aplicación es necesaria para que sea efectivo? 4. ¿Funciona igual en suelos ácidos y alcalinos? 5. ¿Influye el tipo de fertilizante aplicado junto al biochar?
  • 11. 2. BIOMASA DE ORIGEN Effect size (% change N2O emissions) -200 -100 0 100 200 Residuos lignocelulósicos (99) (industria agroalimentaria y del papel) Lodos de depuradora (18) Estiércoles (107) Residuos herbáceos (282) Madera (415) Residuos sólidos urbanos (12) Media (933)
  • 12. 2. RELACIÓN C/N Effect size (% change N2O emissions) -200 -100 0 100 200 C/N >500 (95) 100 < C/N < 500 (408) 30 < C/N < 100 (255) 10 C/N < 30 (137) C/N<10 (24) Mean (919)
  • 13. 2. TIPO Y TEMPERATURA DE PIRÓLISIS Effect size (% change N2O emissions) -200 -100 0 100 200 Effect size (% change N2O emissions) -100 -80 -60 -40 -20 0 20 Pirólisis lenta (543) Fast Pirólisis (157) Hydrochar (9) Media (709) T>600 °C (32) 600<T<500 ° C(335) 500<T<400 °C (385) T<400 °C (148) Media (900)
  • 14. ¿QUE PREGUNTAS ABORDA EL META- ANÁLISIS? 1. ¿Disminuye el biochar las emisiones de N2O significativamente? ¿Cuánto? 2. ¿Todos los tipos de biochar tienen la misma capacidad para disminuir las emisiones de N2O? 3. ¿Qué dosis de aplicación es necesaria para que sea efectivo? 4. ¿Funciona igual en suelos ácidos y alcalinos? 5. ¿Influye el tipo de fertilizante aplicado junto al biochar?
  • 15. Effect size (% change N2O emissions) -150 -100 -50 0 50 100 3. DOSIS DE APLICACIÓN >10 % (183) 5 - 10 % (132) 2 - 5 % (244) 1 - 2 % (159) < 1 % (201) Mean (919)
  • 16. ¿QUE PREGUNTAS ABORDA EL META- ANÁLISIS? 1. ¿Disminuye el biochar las emisiones de N2O significativamente? ¿Cuánto? 2. ¿Todos los tipos de biochar tienen la misma capacidad para disminuir las emisiones de N2O? 3. ¿Qué dosis de aplicación es necesaria para que sea efectivo? 4. ¿Funciona igual en suelos ácidos y alcalinos? 5. ¿Influye el tipo de fertilizante aplicado junto al biochar?
  • 17. 4. PH DEL SUELO Moderately acid (293) 5 < pH < 6.5 Acid (158) pH<5 Neutral (298) 6.5 < pH < 7.5 Alkaline (145) pH>7.5 Mean (894) Effect size (% change N2O emissions) -100 -50 0 50 100
  • 18. ¿QUE PREGUNTAS ABORDA EL META- ANÁLISIS? 1. ¿Disminuye el biochar las emisiones de N2O significativamente? ¿Cuánto? 2. ¿Todos los tipos de biochar tienen la misma capacidad para disminuir las emisiones de N2O? 3. ¿Qué dosis de aplicación es necesaria para que sea efectivo? 4. ¿Funciona igual en suelos ácidos y alcalinos? 5. ¿Influye el tipo de fertilizante aplicado junto al biochar?
  • 19. 5. TIPO DE FERTILIZANTE APLICADO CON BIOCHAR sin fertilizante (426) enmienda orgánica (56) Urea (82) Mean (826) NH4NO3 (136) NO3 - (126) Effect size (% change N2O emissions) -100 -50 0 50 100
  • 20. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: • Estudios a largo plazo, con la finalidad de entencer como el “envejecimiento” del biochar afecta a sus propiedades y su interacción con el N. • Estudios incluyendo el uso de plantas, con la finalidad de establecer factores de emisión por rendimiento de cultivo. • Mecanismos de interacción del biochar con el N en el suelo.
  • 21. MUCHAS GRACIAS mlcayuela@cebas.csic.es Marialuz.Cayuela@gmail.com EU project FERTIPLUS “Reducing mineral fertilisers and agro-chemicals by recycling treated organic waste as compost and bio-char” co-funded by the European Commission, Directorate General for Research & Innovation, within the 7th Framework Program of RTD, Theme 2 - Biotechnologies, Agriculture & Food www.fertiplus.eu Proyecto Nacional“Evaluación agrícola y ambiental del uso del biochar en el compostaje de residuos orgánicos” financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad. Ref. AGL2012-40143-C02-01
  • 22. • Effect size for the meta-analysis: natural log-transformed response ratio (RR) ln RR= ln (XB/XC) • Grouped effect sizes were calculated using a categorical random effects model (Adams et al. 1997) • MetaWin Version 2 Statistical software (Rosenberg et al., 2000) Adams et al. (1997). Ecology, 78(5), 1997, pp. 1277–1283 Rosemberg et al. (2000) MetaWin: Statistical Software for Meta-Analysis. Version 2.0. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts. META-ANALYSIS: METHODOLOGY .
  • 23. BIOCHAR COMO ELECTRON SHUTTLE (ES) NO3 - NO2 - NO N2N2O BIOCHAR DISMINUYE N2O/N2 DURANTE DESNITRIFICACIÓN