Biochar: caracterização estrutural e interações com nutrientes e microorganismos pedológicos - Bueno, Carolina de Castro [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017)
Todo produto agrícola interfere na situação termodinâmica de solos, afetando as interações entre solo-microorganismos-plantas. Biochar é definido como um material carbonáceo multifuncional que atua como condicionante/ fertilizante e eleva a qualidade de solos. Pode estar presente naturalmente em solos férteis ou produzido a partir da pirólise de resíduos agrícolas gerando produtos de maior valor agregado. A literatura destaca casos de sucesso de sua aplicação no solo e como material adsorvente de contaminantes orgânicos e inorgânicos. No entanto, poucas informações estão disponíveis sobre possíveis efeitos antagônicos do biochar aos microorganismos do solo e alterações diretas no desenvolvimento de plântulas. Visando entender interações do biochar no sistema solo-microorganismos-plantas, este trabalho objetivou identificar os efeitos de diferentes doses de biochar produzidos a partir de bagaço de cana-de-açúcar e palha de sabugo de milho na interação com nutrientes, desenvolvimento de fungos ligninolíticos, bactérias promotoras do crescimento de plantas e de plântulas de milho. Para tanto, as amostras de biochar foram produzidas por meio de pirólise em nove regimes de temperatura para compreender quais mudanças morfológicas e físico-químicas ocorrem na formação do biochar. Com o objetivo de preservar as interações multitróficas do solo, foram explorados os efeitos de diferentes doses de biochar no crescimento radial de micélios três diferentes espécies de fungos ligninolíticos: Bjerkandera adusta, Pleurotos ostreaus e Trametes versicolor. Foi encontrado um efeito dependente da espécie, onde as mesmas amostras de biochar podem causar toxicidade aguda e efeito aditivo no crescimento desses fungos. A espécie T. versicolor mostrou ser a espécie mais adaptada. Da mesma forma, as bactérias das espécies Bacillus aryabhattai (CMAA-1363) e Leocobacter sp (CMAA-1422) foram incubadas em meios de cultivo contendo biochar em diferentes doses. Foram verificadas que ambas as espécies não sobreviveram à incubação direta, liberando no processo exsudados (biopolímero) higroscópicos no meio. Experimentos de germinação de sementes de milho mostraram que apenas as baixas doses de biochar produzidos a partir de bagaço de cana-de-açúcar nas temperaturas de 400 e 600 ºC apresentaram efeitos aditivos ao desenvolvimento das plântulas. Quando os exsudatos bacterianos foram testados como fertilizante líquido, apenas o biochar produzido de palha de milho a 300 ºC graus e em baixa dose apresentou efeitos aditivos no crescimento das plântulas. Assim, este trabalho aponta a necessidade de estudos específicos e multitróficos de materiais destinados ao sistema pedológico.

Any agricultural product that reaches the pedological system interferes in the thermodynamic situation of soil non-equilibrium, affecting the soil-microorganisms-plants set. In recent years, biochar has been identified as a conditioning / fertilizing material that helps raise the soil qualities. Biochar is a multifunctional carbonaceous material already existing naturally in fertile soils. However, the non-natural production of biochar has been considered as an alternative destination to agricultural waste that generates value-added products. The literature highlights successful cases of its application in the soil and as adsorbent material of organic and inorganic contaminants. However, little information is available on possible antagonistic effects of biochar on soil microorganisms and direct changes in seedling development. In order to understand possible points of bifurcations that biochar can generate in the soil-microorganisms-plants system, this work aimed to identify the effects of different doses of biochar produced from sugarcane bagasse and corn cob in the growth and development of ligninolytic fungi, plant growth promoting bacteria and maize seedlings. For this, the biochar samples were produced by means of pyrolysis in nine temperature regimes to understand which morphological and physicochemical changes occur in the formation of biochar. With the objective of preserving the soil multitrophic interactions, it was explored the effects of different doses of biochar on the radial growth of mycelium three different species of ligninolytic fungi: Bjerkandera adusta, Pleurotos ostreaus and Trametes versicolor. A species-dependent effect was found where the same biochar samples can cause acute toxicity and additive effect on the growth of these fungi. The species T. versicolor showed to be the most adapted species. Similarly, bacteria of the species Bacillus aryabhattai (CMAA-1363) and Leocobacter sp (CMAA-1422) were incubated in culture media containing biochar at different doses. It was verified that both species did not survive the direct incubation, releasing hygroscopic exudates (biopolymer) in the medium. Germination experiments of corn seeds showed that only the low doses of biochar produced from sugarcane bagasse at temperatures of 400 and 600ºC had additive effects to the development of the seedlings. When the bacterial exudates were tested as liquid fertilizer, only the biochar produced from corn straw at 300 degrees and at low dose had additive effects on the growth of the seedlings. Thus, this work points out the need for specific and multitrophic studies of materials destined to the pedological system.
Biochar: structural characterization and interactions with nutrients and pedological microorganisms
Keywords: biochar; toxicidade; microorganismos pedológicos; germinação; toxicity; pedological microorganisms; germination