Bharat Sharma Acharya1*, Syam Dodla2*, Jim J. Wang3Kiran Pavuluri2Murali Darapuneni4, Sanku Dattamudi5, Bijesh Maharjan6 y Gehendra Kharel7
1 Rodale Institute-Southeast Organic Center, 7850 Rico Rd, Chattahoochee Hills, GA 30268, EE. UU.
2 Centro Internacional de Desarrollo de Fertilizantes, Muscle Shoals, AL 35662, EE. UU.
3 Escuela de Ciencias Vegetales, Ambientales y del Suelo, Centro Agrícola de la Universidad Estatal de Luisiana, Baton Rouge, LA 70803, EE. UU.
4 Estación Experimental Agrícola y Centro de Ciencias en Tucumcari, Universidad Estatal de Nuevo México, 6502 Quay Rd. AM.
5 Tucumcari, NM 88401, EE. UU. 5 Departamento de Agricultura, Agronegocios y Ciencias Ambientales, Universidad Texas A&M-Kingsville, Kingsville, TX 78363, EE. UU.
6 Departamento de Agronomía y Horticultura, Universidad de Nebraska-Lincoln, Scottsbluf, NE 69361, EE. UU.
7 Departamento de Ciencias Ambientales, Texas Christian University, Fort Worth, TX 76129, EE. UU.
*Correspondencia: Bharat Sharma Acharya, bharat.acharya@rodaleinstitute.org;Syam Dodla, sdodla@ifdc.org
Resumen
Ante la creciente demanda mundial de agua para la agricultura, es fundamental optimizar las prácticas de gestión y comprender el papel de las enmiendas del suelo, en particular el biocarbón (BC), en la modulación de la dinámica del agua en el suelo. En este estudio, analizamos los posibles impactos del BC en la dinámica del agua en el suelo, dilucidamos los fundamentos mecanicistas e identificamos lagunas críticas en la investigación y posibles vías de desarrollo. En general, el BC modifica la estructura del suelo, las propiedades hidráulicas, el albedo superficial y los flujos de calor, lo cual influye en el almacenamiento de agua en el suelo, el balance energético y los paradigmas de riego. Dependiendo de la textura del suelo y las propiedades del BC, este muestra una mayor reducción de la densidad aparente y la conductividad hidráulica saturada en suelos de textura gruesa que en suelos de textura fina. La aplicación de BC generalmente aumenta la capacidad de retención de agua (CRA), sin mostrar un impacto constante en la infiltración de agua en el suelo. El aumento de la CRA de los suelos se debe al aumento de la porosidad, la superficie y la agregación del suelo. El aumento de la porosidad surge de una confluencia de factores, que abarcan la formación de nuevos poros, la reorganización de los poros, el aumento de la agregación del suelo, los efectos de dilución del BC, la reducción de la compactación del suelo y las interacciones bióticas, incluyendo el aumento de la población de invertebrados excavadores. El BC tiende a aumentar el agua disponible para las plantas en suelos más gruesos, atribuido a su naturaleza hidrófila, el aumento de la superficie específica y la mejora de la porosidad general. Sin embargo, el BC puede inducir la repelencia del agua del suelo, dependiendo de variables como la composición de la materia prima, la temperatura de pirólisis y los atributos específicos del suelo. Si bien el BC exhibe potencial transformador en la mejora de las propiedades hidráulicas del suelo, las preocupaciones de escalabilidad y la viabilidad económica plantean desafíos a su aplicación agrícola generalizada. En general, el BC ofrece vías prometedoras para la gestión sostenible del agua. Sin embargo, es imperativo explorar aplicaciones a gran escala y realizar estudios de campo a largo plazo en diferentes tipos de gestión, clima y suelo para comprender completamente cómo los diferentes tipos de BC impactan la dinámica del agua del suelo.
Destacado
- El biocarbón generalmente mejora la retención de agua en el suelo en suelos de textura gruesa.
- En suelos de textura gruesa, el biocarbón aumenta la porosidad y el PAW, pero disminuye la densidad aparente y la Ksat.
- Los efectos del biocarbón sobre las tasas de infiltración varían según el tipo de suelo, así como el tamaño de las partículas de biocarbón, la temperatura de producción y la profundidad de colocación.
- Se justifican más estudios sobre los mecanismos que rigen la retención de agua en suelos modificados con biocarbón.
- Son necesarios estudios a largo plazo que abarquen diversos tipos de suelo y biocarbón.
Keywords: Biocarbón, Conductividad hidráulica, Infiltración, Agua disponible para las plantas, Porosidad, Hidrología del suelo, Capacidad de retención de agua