Evaluacion del uso de residuos organicos para la produccion de biochar y su aplicacion como enmienda organica

摘要

En la actualidad el uso de biochar ha despertado gran interés por sus supuestos aportes en la lucha contra el calentamiento global, la mejora de la calidad de los suelos y el aumento de la productividad de cultivos. Esta tesis se ha centrado en el estudio de los efectos de este material carbonoso en los suelos y en evaluar la viabilidad de gestión de diversos residuos organicos mediante procesos de pirólisis o gasificación. Con este propósito, se estudió la influencia de distintas materias primas y procesos de producción sobre las propiedades de los biochars y los impactos asociados a su uso como enmienda organica. La tesis esta estructurada en cinco capítulos. El objetivo del capítulo tres fue estudiar la influencia de la materia prima (residuos ganaderos) y de la temperatura de pirólisis sobre las propiedades de los biochars, para ello se hizo una caracterización de todos los materiales. Los resultados indican que las propiedades agronómicas de los biochars son muy variables según la biomasa empleada y las condiciones de producción. Sin embargo, en todos los casos se observó una reducción de las fracciones móviles de metales traza en los biochars. En el cuarto capítulo se determinó la influencia del biochar sobre las propiedades biológicas del suelo, con este fin, se desarrollaron dos estudios en los que se evaluaron los efectos del biochar sobre la respiración del suelo y las actividades enzimaticas. Los resultados indican que tras el proceso de pirólisis la biomasa alcanza mayor estabilidad, por lo tanto, la mineralización del carbono es menor cuando se usa biochar como enmienda organica. Sin embargo, los biochars producidos a altas temperaturas tienen un impacto negativo sobre los microorganismos del suelo. El objetivo del capítulo cinco fue evaluar la influencia del biochar sobre la germinación y el desarrollo de las plantas. Para ello, se hizo un ensayo de germinación, un ensayo de producción vegetal y un analisis foliar. Los resultados indican que los efectos del biochar varían en función de sus propiedades y de la especie vegetal utilizada, lo cual sugiere que no todos los biochars tienen el potencial de incrementar la productividad de los cultivos. ABSTRACT Nowadays the use of biochar on agricultural activities has turned into an interesting option that could not only mitigate global warming but that could also improve soil qualities and crop productivity. Therefore, this thesis has been developed in order to evaluate effects of this carbonaceous material when it is used as soil organic amendment and also to evaluate the viability of pyrolysis and gasification process on the organic wastes management. Accordingly, the effect of different types of organic wastes and production parameters on biochar properties were evaluated. The impact of biochar as organic amendment was studied as well. This thesis has five chapters. In the first and second chapters an introduction and objectives were done. In the third chapter the influence of biomass (manure wastes) and pyrolysis temperature on biochar agronomic properties were studies. Accordingly, a characterization of all materials were done. The results indicate that it is possible to produce biochar with different properties according to the organic waste used such as feedstock and the pyrolysis conditions. Furthermore, a reduction of mobile forms of metals on biochars was observed. In the fourth chapter, the biochar influence on soil biological properties were determined. To this end, two independent studies were carried out in order to evaluate the effects of biochar on the soil respiration process and on the enzymatic activities. The results show that the biomass become more stable after the pyrolysis process, therefore, when biochar is used as an organic amendment, the carbon mineralization in soils decreases. However, a negative respond of soil microorganism was observed when biochar produced at high temperatures was used. The fifth chapter includes an evaluation of the biochar influence on germination and plant development. To this end, three assays -germination test, vegetal mass production and leaf assay- were done. According to the results, the biochar effects depend on its properties and this effects change significantly according to the plant that is used. This fact suggests that not all biochars have the potential to improve crops productivity.