Herramienta de clasificación de biochar/biocarbón IBI Página principal

El biocarbón o biochar puede ofrecer beneficios directos e indirectos cuando se aplica a los suelos. Estos beneficios se basan en diversas propiedades materiales del biocarbón y se manifiestan cuando se agrega para satisfacer necesidades específicas del suelo/cultivo. La  herramienta de clasificación de biocarbón de IBI , derivada del artículo  Un sistema de clasificación de biocarbón y métodos de prueba asociados ¹ , clasifica los biocarbón en función de un conjunto de propiedades fisicoquímicas (la mayoría de ellas analizadas en los  estándares de biocarbón de IBI ). En la actualidad se clasifican cuatro propiedades del biocarbón:

• Valor de almacenamiento de carbono
• Valor de fertilizante (solo P, K, S y Mg)
• Valor de encalado
• Distribución de tamaño de partícula

Además, la herramienta proporciona el grado de fertilizante para seis nutrientes vegetales (N, P, K, S, Ca y Mg). Tenga en cuenta que  1) para clasificar un biocarbón con la herramienta,  los usuarios deben tener valores medidos en laboratorio de: relación de hidrógeno a carbono orgánico (H/C _org ) y concentraciones de carbono orgánico (C _org ); niveles de P, K, S y Mg disponibles para las plantas; equivalente de carbonato de calcio (% CaCO ₃ -eq); y distribución del tamaño de las partículas, y  2) para proporcionar el grado de fertilizante,  los usuarios deben tener información sobre los niveles totales y disponibles en la planta de N, P, K, S, Ca y Mg.

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A continuación se proporcionan breves descripciones de cada propiedad del biocarbón y cómo se clasifica. Para obtener más detalles sobre los antecedentes y fundamentos científicos, así como los pasos de cálculo para cada clasificación, los usuarios deben consultar Camps Arbestain et al (2015) ¹ . 

Para leer las preguntas frecuentes sobre esta herramienta, haga clic aquí .

Clasificaciones de propiedades en la  herramienta de clasificación de IBI Biochar

Clase de almacenamiento de carbono

Una propiedad clave del biocarbón es su persistencia en el suelo en comparación con la materia prima a partir de la cual se produjeron. La relación H/C _org  permite estimar la mineralización del carbono en el biocarbón de forma estandarizada en relación con otros biocarbón. En este sistema de clasificación, los biocarbón se clasifican según la cantidad de carbono orgánico (C _org ) que se estima que permanecerá en el suelo durante al menos 100 años (BC ₊₁₀₀ ). Este valor de almacenamiento de carbono se conoce como stock BC ₊₁₀₀  (sBC ₊₁₀₀ ) y se puede utilizar al estimar el potencial de secuestro de carbono del suelo a largo plazo de un biocarbón específico. El valor de almacenamiento de carbono se basa en el contenido de C _org  y la proporción de hidrógeno a carbono orgánico (H/C _org ) de un biocarbón. H/C _org  ofrece una aproximación de la extensión de las estructuras de anillos de carbono aromáticos fusionados del biocarbón, un indicador clave de la persistencia del carbono del biocarbón en los suelos (haga clic aquí para obtener más información sobre el método de prueba para determinar la persistencia del carbono del biocarbón). El valor de almacenamiento de carbono de los biocarbón se divide en 5 clases de la siguiente manera:

Clase de fertilizante

Los nutrientes vegetales son los elementos químicos que necesitan las plantas para sostener el crecimiento. Dependiendo de las necesidades de la planta de un determinado nutriente, este se denomina macronutriente o micronutriente. Los macronutrientes minerales incluyen N, P, K, S, Ca y Mg (el C, O y el H contenidos en las plantas se obtienen del CO ₂  y el H ₂ O y no se consideran nutrientes minerales). Cuando los nutrientes se combinan en formas disponibles para las plantas en compuestos minerales u orgánicos, se denominan fertilizantes.

El contenido de nutrientes del biocarbón está influenciado en gran medida por el tipo de materia prima y las condiciones de procesamiento. La disponibilidad de nutrientes para las plantas está relacionada con la naturaleza de los compuestos químicos en los que se encuentra el nutriente (Camps Arbestain et al 2015). Esta herramienta proporciona el grado de fertilizante para los seis nutrientes (N, P, K, S, Ca y Mg) y también un sistema de clasificación para los niveles de cuatro* nutrientes (P, K, S y Mg) en un biocarbón.

La  clase de fertilizante  se basa en  la capacidad del P, K, S y Mg en un biocarbón para satisfacer las demandas esperadas de rendimiento y eliminación de nutrientes del maíz, uno de los principales cultivos que se cultivan en todo el mundo. En el sistema de clasificación se utilizan tasas de aplicación de biocarbón que oscilan entre 1 y 10 t/ha. Se deben conocer los niveles disponibles de P, K, S y Mg, medidos en un laboratorio, para clasificar el valor fertilizante del biocarbón. El valor fertilizante del biocarbón se divide en 4 clases según los niveles de P, K, S y Mg de la siguiente manera:

Si un nutriente específico es capaz de satisfacer las demandas del maíz, la cantidad requerida de ese nutriente en toneladas se escribe como un subíndice junto al nutriente. Por ejemplo, una clasificación de fertilizante de P _3t Mg _9t  implica que el biocarbón aplicado a 3 t/ha y 9 t/ha satisfaría los requisitos del maíz en cuanto a P y Mg, respectivamente. Al fertilizante se le asignaría la Clase 2 porque dos nutrientes (P y Mg) satisfacen los requisitos del maíz, mientras que incluso con 10 t/ha (la dosis máxima de aplicación considerada) K y S seguirían siendo insuficientes. Según la clasificación actual, un biocarbón no tendrá valor fertilizante si, aplicado a razón de 10t/ha, no puede satisfacer completamente la demanda hipotética de un cultivo de maíz “promedio” de al menos uno de los cuatro nutrientes considerados en el sistema de clasificación. (P, K, S y Mg).

* En esta clasificación no se consideran N y Ca debido a su disponibilidad generalmente baja y alta, respectivamente.

Grado de fertilizante

El grado de fertilizante es una expresión que hace referencia al contenido de nutriente vegetal expresado como proporción en peso en un fertilizante. Como el contenido total de un nutriente específico en el biocarbón puede diferir de su fracción disponible, la información proporcionada por el grado de fertilizante del biocarbón para ese nutriente debe referirse a su fracción disponible. Aquí se proporcionará el grado de fertilizante para seis nutrientes (N, P, K, S, Ca y Mg). Los correspondientes a P, K, Ca y Mg disponibles se expresan como óxidos en lugar de en forma elemental para cumplir con la convención de presentación de informes típica para fertilizantes disponibles comercialmente. Se alienta a los usuarios finales a utilizar esta información junto con la información disponible sobre la fertilidad del suelo, de modo que las necesidades de un cultivo específico queden adecuadamente satisfechas y equilibradas con otras fuentes de fertilizantes cuando sea necesario.

Clase de encalado

La acidez del suelo puede ser una limitación importante para el crecimiento de las plantas. Para mejorar los suelos ácidos, se utilizan materiales de encalado agrícola para elevar el pH del suelo a niveles óptimos para el crecimiento de los cultivos. Los materiales de encalado suelen estar hechos de carbonatos, óxidos o hidróxidos de Ca y Mg. La piedra caliza calcítica (carbonato de calcio puro (CaCO ₃ )) es un material encalado común y se utiliza como referencia para otros materiales encalados; Los valores de encalado se reportan como una proporción equivalente del efecto de encalado que tendría el carbonato de calcio (% CaCO ₃ -eq).

Los constituyentes inorgánicos de la fracción de cenizas del biocarbón están formados por carbonatos, silicatos, fosfatos, sulfatos, cloruros e hidróxidos metálicos ² . Algunos biocarbón con altas cantidades de estos compuestos inorgánicos pueden tener un valor encalador significativo y pueden usarse como acondicionadores de suelos para mejorar los suelos ácidos. El valor de encalado de los biocarbón se divide en 4 clases según el % CaCO ₃ -eq de la siguiente manera:

Clase de tamaño de partícula

El agua es esencial para el crecimiento de las plantas. Se absorbe a través de las raíces de las plantas en el suelo. El agua en el suelo también facilita importantes procesos físicos como la infiltración, el drenaje, la difusión de gases y el movimiento de nutrientes. El oxígeno en los suelos también es esencial para la respiración de las plantas y los microbios. Se difunde a través del suelo desde el aire superficial. En suelos anegados, el oxígeno se agota y el crecimiento de las plantas de la mayoría de los cultivos agrícolas suele disminuir.

Se ha demostrado que el biocarbón mejora las funciones del suelo relacionadas con la retención de agua y la aireación del suelo, como una mayor capacidad de retención de agua y agua disponible para las plantas, así como un mejor drenaje y aireación, como se sabe para cualquier adición de materia orgánica. Estas funciones están dictadas hasta cierto punto por el tamaño de las partículas del biocarbón. Otros factores incluyen la porosidad interna del biocarbón, las propiedades del suelo huésped y su interacción con el biocarbón a lo largo del tiempo ³ . La distribución del tamaño de las partículas de biocarbón se divide en 4 clases según un gráfico triangular de la siguiente manera:

Los biocarbón que se clasifican como polvos o terrones se pueden clasificar según los siguientes sistemas ternarios:

Referencias

1. Camps Arbestain M, JE Amonette, B. Singh, T. Wang, HP. Schmidt. 2015.  Un sistema de clasificación de biocarbón y métodos de prueba asociados . En:  Biocarbón para la Gestión Ambiental – Ciencia y Tecnología, 2ª edición . J. Lehmann y S. Joseph (eds.). Rutledge.
2. Singh, B., Singh, BP y Cowie, AL (2010) ‘ Caracterización y evaluación de biochars para su aplicación como enmienda del suelo ‘, Australian Journal of Soil Research, vol 48, pp516–525
3. Masiello, CA, B. Dugan, CE Brewer, KA Spokas, JM Novak, Z. Liu, G. Sorrenti (2015)  Efectos del biocarbón en la hidrología del suelo. Un sistema de clasificación de biocarbón y métodos de prueba asociados . En: Biocarbón para la Gestión Ambiental. Ciencia, Tecnología e Implementación. 2da edición. J. Lehmann y S. Joseph (eds.). Earthscan, Nueva York.