Novas práticas e posicionamentos estão sendo requeridos na agricultura moderna, visto que a produção com uso contínuo de aditivos e suprimentos tóxicos, prejudicam e degradam ao meio ambiente, segundo diversas pesquisas e estudos recentes. Além disso, comprometem também o bem-estar da sociedade.
Diante desse cenário, o mercado do agronegócio está buscando por suprimentos e matérias-primas renováveis, vistas e adotadas como a nova fonte de prosperidade a longo prazo. Elas precisam oferecer maior qualidade dos produtos, a saúde e a resiliência do solo, economia de água, emissões de carbono e descarte sustentável de resíduos.
No entanto, migrar para essas práticas geralmente resulta em safras menores e uma elevação nos preços pode não compensar. Encontrar soluções que são, ao mesmo tempo, sustentáveis e produtivas é muito desafiador, especialmente se considerarmos o aumento da demanda por alimentos.
Os bioinsumos são produtos de origem natural, usados para melhorar a produtividade das plantas e as condições dos solos. O adubo orgânico biochar é uma das alternativas promissoras que não compromete a saúde do planeta e também agentes em todas as etapas da cadeia de valor da agricultura.
Acompanhe esse artigo e saiba como se beneficiar do adubo biochar, composto de carvão vegetal, usado para melhorar a fertilidade do solo, a produtividade de lavouras, e de ainda, reduz a emissão de gás carbono.
Adubo Biochar: revolução sustentável para o agronegócio
Infelizmente a agricultura está entre as principais atividades antropogênicas que interferem nas mudanças climáticas, seja pelas emissões de gases de efeito estufa (GEEs) devidas à produção de alimentos em si, seja pelas emissões destes gases causadas pelas mudanças no uso da terra.
A produção de alimentos gera emissões em suas várias etapas, desde a produção de fertilizantes, o uso de combustível no transporte e a exportação de biomassa fotossintetizada. As mudanças de uso da terra envolvem alterações nos estoques de carbono na vegetação e no solo.
Os solos agrícolas, apesar de conterem apenas uma pequena proporção do carbono do planeta, podem provocar mudanças significativas no fluxo anual de carbono atmosférico. Daí a importância de manter ou aumentar os estoques de carbono no solo, visto seu potencial de armazenamento ser praticamente ilimitado.
Diante de cenários citados acima, é necessário recorrer a energias renováveis como as das biomassas: fontes renováveis de energia, já conhecidas e muito utilizadas.
Consolidando-se como uma solução estudada e validada pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) e pela Organização para a Alimentação e Agricultura (FAO), acredita-se que soluções como essas sejam os componentes chaves em estratégias para resolver vários desafios ecológicos e energéticos atuais.
O papel do biochar como veiculo sequestrador viável foi recentemente reconhecido formalmente no projeto de texto de negociação na próxima reunião da ONU de Copenhaga (Dinamarca) sobre as alterações climáticas: “Devemos dar especial atenção ao papel dos solos no sequestro de carbono, incluindo o uso de biochar e de sumidouros de carbono em terras áridas”.
De todas as opções, apenas os sumidouros biológicos e a captura e armazenamento de carbono a partir da conversão de biomassa é que conseguem remover CO2 já presente na atmosfera, as restantes opções apenas reduzem ou previnem futuras emissões.
O sequestro de carbono nos solos agrícolas tem sido repetidamente considerado como uma opção interessante, graças à vasta quantidade de carbono que pode ser potencialmente armazenada nos solos.
Sustentabilidade na agriculturaMudanças nas práticas de lavoura, melhoria nas rotações de culturas, a aplicação de resíduos orgânicos (composto, resíduos agrícolas, estrumes) e outras oferecem a possibilidade de aumentar o conteúdo de carbono orgânico no solo devido ao aumento dos inputs de carbono e da redução das taxas de decomposição.
A utilização da biomassa como fonte de energia renovável é uma forma importante de resposta ao problema global eminente.
O Carvão Ativado ou Carvão Vegetal transformado em Biochar, ou, como é por vezes chamado, “black carbon” é capaz de reduzir a aplicação de fertilizantes sintéticos, minimiza exponencialmente também as emissões de gases de efeito estufa da sua produção (CO2) e de seu uso (N2O).
Todas as maiores empresas de bens de grande consumo assumiram compromissos de neutralidade de carbono cobrindo por inteiro sua cadeia de valor.
A maioria de suas emissões vem de atividades de escopo 3; que abrangem práticas que elas não controlam diretamente, como a agricultura.
Assim, reduzir essas emissões é muito difícil, já que são geradas em ações intrinsecamente necessárias para produção de grandes safras (como é o caso dos fertilizantes).
Porém, essa demanda por bens de grande consumo está rapidamente migrando para produtos orgânicos e sustentáveis, que podem ser difíceis de disponibilizar em quantidade suficiente e por preços razoáveis, considerando as dificuldades dos agricultores de implementar essas práticas de forma lucrativa.
O biochar pode ser um catalizador para a resolução de ambas essas questões:
- Ele promove a redução do uso de fertilizantes, viabilizando a opção de migração para uma produção 100% orgânica;
- Ele ajuda a minimizar a pegada de carbono da agricultura, por remover carbono da atmosfera e por reduzir emissões adicionais que seriam causadas por produção e uso ampliados de fertilizantes.
Produção BiocharO que é biochar ou biocarvão?
O Adubo Biochar, é um sólido triturado de carvão Vegetal. Essa matéria-prima é transformada em biochar por meio da pirólise, uma reação termoquímica em que a alta temperatura, na ausência de oxigênio, quebra moléculas complexas e rearranja ligações químicas para formar um produto sólido e muito estável.
O produto é composto por carbono e cinzas, pode ser usado numa gama de aplicações, incluindo na adição ao solo (onde ganha o nome de biochar) ou como fonte de energia em processos de conversão.
O biochar é altamente poroso, usualmente alcalino e apresenta grande área de superfície específica. Na pirólise cerca de 90% do carbono contido na biomassa original pode ser retido dentro do biochar.
Possui uma forte estrutura aromática e é por isso bioquimicamente mais recalcitrante (difícil degradação) que muitas outras formas de matéria orgânica no solo. A sua oxidação no solo ocorre de forma lenta, o que leva à produção de grupos funcionais negativos na sua superfície, como o grupo carboxílico e fenólico.
Além disso, o biochar pode ser usado como fertilizante para melhorar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, e devido à sua elevada estabilidade pode ser considerado como sequestrador de carbono com a consequência de impedir as emissões de carbono para a atmosfera.
Adicionalmente, devido ao seu baixo teor de enxofre (S) e fósforo (P) e às suas propriedades estruturais e reactivas, o biochar pode ser usado nas indústrias químicas, farmacêuticas e de comida.
Os outros produtos da pirólise têm um elevado conteúdo energético, podendo ser queimados para ajudar termicamente o processo endotérmico da pirólise, como o Extrato Pirolenhoso.
O substrato potencializa a fertilidade do solo, além de contribuir para a redução das emissões de CO2. O principal componente químico do biochar é o carbono, que foi inicialmente capturado na atmosfera pelas plantas durante a fotossíntese. Então o extraímos e estabilizamos pelo processo de pirólise.
Se inserido no solo, o carbono permanece ali por centenas de anos, no mínimo. Assim, o biochar é uma solução para remoção de carbono da atmosfera a longo prazo.
A aplicação de biochar tem grande potencial para promover alterações químicas no solo que podem incrementar o aproveitamento de nutrientes, pelas plantas.
Ainda que o biochar possa ser utilizado para vários fins, nós nos concentramos em seu uso agrícola, o que requer que ele seja misturado à superfície do solo. O processo de produção do biochar gera quantidades consideráveis de energia renovável em forma de gases e calor.
As propriedades fisicotérmicas do biochar melhoram a qualidade do solo. Sua alta porosidade aumenta a capacidade da terra para absorver água; sua superfície possui carga magnética negativa e contribui para melhor retenção de nutrientes; e a abundância de carbono ajuda a equilibrar solos ácidos.
O resultado é a alta produtividade das safras por um tempo prolongado, e ainda oferece ao produtor a opção de adotar a agricultura 100% orgânica.
As pesquisas mostram que o adubo tem vários efeitos no solo, incluindo:
- Aumento da infiltração de água e capacidade de retenção de água;
- Melhor estrutura do solo, inclinação e estabilidade;
- Aumento da capacidade de troca catiônica (CEC);
- Aumento da adsorção de íons amônio, nitrato, fosfato e cálcio;
- Maior retenção de nutrientes em relação à matéria orgânica comum;
- Melhor amortecimento e estabilidade do pH do solo;
- Aumento da biologia e diversidade do solo;
- Desenvolvimento de raiz melhorado e mais denso;
- Escoamento reduzido de fertilizantes, especialmente nitrogênio e fósforo;
- Necessidades totais reduzidas de fertilizantes;
- Diminuição da absorção pelas plantas de toxinas do solo;
- Diminuição das emissões de óxido nitroso
O maior efeito e benefício principal do adubo é o aumento na fertilidade do solo, e isso é atribuído às propriedades únicas de adsorção e estabilidade desse produto. Em comparação com outros corretivos orgânicos do solo, o biochar é muito mais eficaz na retenção de nutrientes e na disponibilização deles para as plantas.
Biochar Brasil – Fonte de crescimento e fortalecimento para as culturas
- MELHORA O ENRAIZAMENTO DAS PLANTAS
- MELHORA EM ATÉ 50% A CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO DE NUTRIENTES
- RETÉM EM ATÉ 18% A MAIS DE ÁGUA CONTIDA NO SOLO
- EQUILIBRA O PH DO SOLO E AERAÇÃO
- AUMENTA AS MATÉRIAS ORGÂNICAS
- ACELERA O CRESCIMENTO DAS RAÍZES
- REDUÇÃO DE FERTILIZANTES QUÍMICOS
Agricultores do Brasil, tem usado o produto com muita eficiência como condicionador para o solo, misturado à superfície da terra ao nível das raízes das plantas, age como uma esponja de carbono que retém água e nutrientes no nível das raízes das plantas.
Ele também ajuda a equilibrar o pH do solo e ampliar sua aeração. Todos esses benefícios podem melhorar a saúde dos campos enquanto reduzem o uso de irrigação e de fertilizantes.
Estudos e testes demostram que ele age como uma esponja que suja e retém 5,6 vezes o seu peso em água. E, como os poros são muito longos em comparação com as suas aberturas, há muito pouca evaporação. Quando as raízes não consomem a água sequestrada, ela é retida por longos períodos.
Sendo aplicado apenas uma vez e garante benefícios agronômicos muito duradouros. Para agricultores, isso significa maiores safras (aumento na ordem de 25%) e/ou menores custos (dependendo da safra ou da redução de fertilizantes), ampliando assim a sua renda.
Biochar mantém uma estrutura porosa, que atrai micróbios benéficos, retém nutrientes, retém umidade – qualidades que aumentam a eficiência do fertilizante e melhoram o rendimento das culturas, ao mesmo tempo que reduzem a necessidade de irrigação.
Para sujar os micróbios, os poros limpos do biocarvão parecem um condomínio de concreto, então eles se mudam para estabelecer uma família e uma comunidade. Uma vez incorporados, ficam protegidos da precipitação que, de outra forma, os dispersaria. Com o biochar, os micróbios florescem e ajudam a criar um solo vivo.
O Biochar tem recebido atenção crescente devido às suas características únicas, como alto teor de carbono e capacidade de troca catiônica, grande área de superfície específica, além de estrutura estável e forte capacidade de adsorção.
O biochar é usado como adsorvente no solo para remover contaminantes orgânicos (pesticidas, corantes, poluentes orgânicos persistentes e antibióticos, etc.), metais pesados (como chumbo, arsênio, cádmio, mercúrio e crômio) e reter íons inorgânicos (fosfato, nitrato e amônio) de águas residuais e remediar solos contaminados por contaminantes orgânicos e metais pesados (Figura 3).
Figura 3. Possíveis utilizações do biochar. Fonte: Adaptado de Wang & Wang, 2019.
Matéria-prima do biochar ou biocarvão Como é feito o Biochar?
O biochar pode ser feito de uma grande variedade de matéria orgânica, desde que ela seja renovável. A produção se faz por meio da antiga prática de aquecer madeira ou outro material vegetal (biomassa) com pouco ou nenhum oxigênio.
Aqui na Florence Pro Vegetal, usamos apenas resíduos do processo de produção do Extrato Pirolenhoso, sendo a matéria-prima da madeira queimada, ou seja, o carvão vegetal, mas pode ser produzido também pela queima de outros materiais orgânicos (casca de arroz orgânico, material de poda, serragem, entre outros).
O Extrato Pirolenhoso é um subproduto da pirólise, também conhecido como Ácido Pirolenhoso, Vinagre de Madeira, Licor Pirolenhoso e Fumaça Líquida, é encontrado no residual líquido que resulta da queima de madeira, como eucalipto, bambu, pínus ou acácia-negra, para produção de carvão.
Antes de mais é importante esclarecer o que é o biochar, segundo Lehmann (2009) é “um material carbonáceo de granulosidade fina com elevado teor de carbono orgânico e largamente resistente à decomposição (mineralização).
É produzido pela pirólise de resíduos de biomassa e recebe esta designação quando é produzido especificamente para a aplicação ao solo com a função de gestão ambiental ou agronómica”.
Pirólise de biomassa: Utilização da Biomassa como fonte de energia alternativa
Pirólise é o processo pelo qual o biochar é produzido. A pirólise rápida ou lenta, em conjunto com a escolha da matéria-prima, tem o maior impacto no biocarvão resultante.
A pirólise rápida aumenta rapidamente as temperaturas para faixas moderadas a altas, a fim de realizar a rápida conversão da matéria-prima em biocarvão.
A pirólise lenta aquece gradual e uniformemente a matéria-prima e faz bem em levar em conta as diferenças na umidade e a inconsistência no tamanho da matéria-prima.
Uma das formas de tirar benefício energético e orgânico destes é através da pirólise. Ao aliar-se a biomassa com a pirólise encontramos uma das promissoras tecnologias termoquímicas para conversão de biomassa em energia.
Processo termoquímico: Pirólise
A pirólise é um processo de decomposição térmica, entre os 400 ºC e os 800 ºC, na ausência total ou parcial de oxigénio, convertendo a matéria-prima da biomassa em três produtos, obtendo carvão vegetal (sólido), bio-óleo (combustível liquido) e gás combustível contendo CO, CO2, H2, CH4 e outros hidrocarbonetos. As proporções relativas de cada produto obtido dependem do tipo de pirólise usada, dos seus parâmetros e das características da biomassa usada.
Capacidade de troca catiónica e pH do Adubo Orgânico Biochar
A capacidade de troca catiónica (CTC) do biochar é afectada pelo tipo de matéria-
prima usada e pela temperatura da pirólise. Altas temperaturas fazem com que a CTC seja
baixa devido à perda de grupos funcionais.
Com a maturação do biochar a sua CTC
aumenta graças à formação na sua superfície de grupos funcionais como o carboxilo e
outros oxigenados. Ao mesmo tempo, a idade causa uma redução substancial da
capacidade de troca aniónica (CTA) derivada do desaparecimento da carga positiva da
superfície.
Biochar mais antigo tem também pH mais baixo e o ponto de equilíbrio entre a CTC
(afectada pelo pH) e CTA (não afectada pelo pH) é mais baixo (Silber et al., 2010).
Estas características afectam a biodisponibilidade dos nutrientes para a planta no
solo com biochar incorporado.
Componentes Químicos Biochar
Nitrogênio – Fósforo – Ferro – Cobre – Potássio – Cálcio – Zinco – Manganês – Magnésio – Enxofre – Boro – SódioBiochar para recuperação do solo
Biochar oferece uma solução extremamente econômica para ligar toxinas e evitar sua lixiviação para águas superficiais e subterrâneas. E, como bônus, o solo antes estéril agora pode sustentar o crescimento das plantas.
Ao sequestrar os metais pesados e ácidos do solo que rodeia as minas abandonadas, o biochar evita que estes contaminantes sejam lixiviados para os abastecimentos de água locais – e imobiliza-os durante tempo suficiente para que se degradem naturalmente.
Secundariamente, o biochar facilita rapidamente o restabelecimento da vegetação neste solo tipicamente estéril, com melhoria da fertilidade do solo, aumento da infiltração e redução da erosão. Além disso, o biochar pode realizar a recuperação de minas rapidamente e por uma mera fração do custo da remoção de rejeitos para locais de resíduos perigosos.
Como usar o Biochar?
Hortaliças:
Para mistura no substrato: Adicione 50g de Biochar por litro de substrato
Como camada de cobertura: aplique uma camada de 300g por metro quadrado de cobertura.
Cannabis:
Para mistura no substrato: Adicione 100g de Biochar por litro de substrato
Como camada de cobertura: Aplique uma camada de 500g por metro quadrado de cobertura.
Soja:
Para mistura no substrato: Adicione 200g de Biochar por litro de substrato
Como camada de cobertura: Aplique uma camada de 1 kg por metro quadrado de cobertura.
Milho:
Para mistura no substrato: Adicione 250g de Biochar por litro de substrato
Como camada de cobertura: Aplique uma camada de 1,5 kg por metro quadrado de cobertura.
Frutíferas:
Para mistura no substrato: Adicione 150g de Biochar por litro de substrato
Como camada de cobertura: Aplique uma camada de 800g por metro quadrado de cobertura.
Suculentas:
Para mistura no substrato: Adicione 50g de Biochar por litro de substrato
Como camada de cobertura: Aplique uma camada de 300g por metro quadrado de cobertura.
Ornamentais:
Para mistura no substrato: Adicione 100g de Biochar por litro de substrato
Como camada de cobertura: Aplique uma camada de 500g por metro quadrado de cobertura.
Diferença entre biocarvão e carvão vegetal?
O biocarvão é produzido a partir de biomassa mais homogênea (picada) sob condições controladas de temperatura e baixa disponibilidade de oxigênio, ao passo que a produção de carvão vegetal ocorre via queima natural sob condições não controladas de temperatura e disponibilidade de oxigênio, sendo o material composto por uma maior diversidade de espécies vegetais e tamanhos.
A qualidade do biocarvão, porém, é afetada pelo processo de produção adotado (pirólise lenta, pirólise rápida, gaseificação, carbonização hidrotérmica) e pelo material utilizado na sua produção (que sofrem variação nos teores de lignina, celulose, hemicelulose e nutrientes).
As diferenças na qualidade do biocarvão refletem nas respostas, agronômicas e ambientais, obtidas quando da aplicação do produto no solo, assim como o tipo de solo e a cultura também respondem diferentemente a esses materiais.
Pesquisas Nacionais com Biochar
Buscando soluções para reduzir a dependência do Brasil por fertilizantes, uma nova pesquisa desenvolvida pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), com parceiros nacionais e internacionais, desenvolveu uma técnica de produção de biocarvão (biochar) de forma mais simples e eficiente.
A pesquisa baseia-se em um método dos indígenas pré-colombianos, que faziam a combustão parcial dos resíduos orgânicos misturados ao solo de cultivo, criando a terra conhecida como Terra Preta de Índio.
Além da qualidade em fertilidade, essa nova técnica possibilita a liberação gradativa de nutrientes absorvidos, permitindo que as plantas adquiram as substâncias ao longo do seu desenvolvimento.
Tanto a técnica para a obtenção do biochar quanto sua caracterização estão bem estabelecidas. No entanto, são necessários parceiros para desenvolver o produto em escala comercial, colocá-lo no mercado e comercializá-lo.
Outro estudo realizado na Embrapa Meio Ambiente com biocarvão mostrou que seu uso no solo aumenta a biomassa microbiana, promove o crescimento das plantas e reduz a severidade da murcha de Fusarium no tomate, além de mitigar as mudanças climáticas.
Conclusões
O Biochar ou biocarvão apresenta soluções interessantes do ponto de vista de ambiental de captura e armazenamento de carbono no solo e também do ponto de vista agronômico, por possuir alta porosidade, capacidade de retenção de cargas e superfície específica que pode ser benéfico para inúmeros processos agrícolas como retenção de cátions de interesse, fornecimento de nutrientes, retenção de água e diversos outros processos.
O biocarvão ainda possui estudos em pequena escala e custo relativamente elevado de produção, mas possui elevado potencial de utilização e de interesse no futuro.
