Environmental benefits of using biochar as an amendment in pineapple cultivation in Costa Rica: soil physicochemical and biological effects and interaction with agrochemicals
La producció de pinya tropical és una activitat econòmica important a Costa Rica, l’àrea de cultiu de la qual ha augmentat significativament en les dues darreres dècades, i amb una significativa generació de residus agroindustrials i ús intensiu de plaguicides com els herbicides bromacil i diuron. T...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/670452 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/670452 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Biocarbó Biocarbón Biochar Sòl Suelo Soil Herbicida Herbicide Ciències Experimentals 504 |
| Sumario: | La producció de pinya tropical és una activitat econòmica important a Costa Rica, l’àrea de cultiu de la qual ha augmentat significativament en les dues darreres dècades, i amb una significativa generació de residus agroindustrials i ús intensiu de plaguicides com els herbicides bromacil i diuron. Tots dos han estat detectats en aigües superficials i subterrànies, causant problemes ambientals, de salut i econòmics, malgrat que hi ha poca informació sobre el seu destí ambiental en sòls tropicals. La transformació de residus agroindustrials en biocarbó (biochar) mitjançant piròlisi i la seva adició al sòl com a esmena han estat proposats com una pràctica útil per a la gestió de residus que permet la millora de la qualitat del sòl, el segrestament de carboni i una possible mitigació de la mobilitat de plaguicides. L’objectiu de la tesi fou avaluar els beneficis i eventuals efectes no desitjats de l’adició de biocarbó a un sòl costa-riqueny cultivat amb pinya en combinació amb bromacil o diuron, considerant tant els seus efectes en el destí i eficiència com els ecotoxicològics. Els materials carbonitzats (MC) s’obtingueren per piròlisi a 300 o 600 ºC durant una hora, utilitzant com a materials de partida rostoll de pinya tropical (PS), “”pinzote”” de palmera d’oli (PF) i l’endocarp del fruit de café (cascarilla) (CH), que es van caracteritzar fisicoquímicament i es van aplicar al sòl a dosis d’aplicació de 10 i 20 t ha-1. S’avaluà la sorció, la degradació i la biodegradació dels plaguicides en condicions de laboratori, permetent la predicció del seu risc ambiental amb l’índex de classificació d’impacte de plaguicides. Addicionalment, es van avaluar efectes en l’emergència i creixement de d’enciam (Lactuca sativa), el desenvolupament d’invertebrats (el col·lèmbol Folsomia candid i l’enquitreid Enchytraeus crypticus) i la diversitat funcional de la comunitat dels microorganisms (MicrorespTM) per a provar possibles efectes dels MC en l’eficiència dels herbicides i en organismes terrestres no diana. Els MC a 300 ºC es classificaren com a materials torrefactes (MT) i a 600 ºC com a biocarbons (B). Els biocarbons presentaren major superfície específica, contingut de carboni fixe i pH que els MT, alhora que els PS-B i PF-B tenien major abundància de grups oxigenats superficials que CH-B i que tots els MT. Es va demostrar una sorció dèbil al sòl en tots dos plaguicides, fet que suggereix una elevada mobilitat, i la degradació i biodegradació del bromacil fou limitada en comparació al diruon. L’adició de biocarbó incrementà la persistència del bromacil, i els PS-MT i PF-MT la sorció del diuron. No obstant, això no va canviar la mobilitat i toxicitat aquàtica predites pels pesticides. L’adició de MC no reduí l’eficiència dels herbicides, però augmentà l’emergència sense incrementar el creixement. L’aplicació d’herbicides no causà efectes tòxics en col·lèmbols o enquitreids, sinó que promogué la reproducció sense afectar la supervivència. S’observà una evitació generalitzada de les barreges sòl-MC en enquitreids contrària a la preferència dominant en col·lèmbols, independentment de la presència d’herbicides. Finalment, no aparegueren canvis en la diversitat funcional microbiana amb l’adició d’herbicides o MC, llevat de l’increment en la taxa de consum d’alguns substrats en algunes barreges sòl-MC tractades amb diuron. En conclusió, l’adició de MC no canvià l’eficiència dels herbicides ni el seu destí en l’Ultisol tropical argilós estudiat. Sota la gestió habitual del cultiu de la pinya a la regió nord de Costa Rica, tots dos herbicides presentaren un elevat risc ambiental per a aigües superficials i subterrànies, i malgrat que l’adició de MC no ho va mitigar, no van causar efectes negatius sinó una millora del sòl com a hàbitat per a invertebrats edàfics. |
|---|