Efeitos do envelhecimento do biochar nas funções de mitigação das emissões de N2O e sequestro de carbono do solo

• Processo: 23/08012-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Acordo de Cooperação: União Europeia (Horizonte 2020)
• Pesquisador responsável: João Luís Nunes Carvalho
• Beneficiário: Luiza Cordeiro Boff
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM)
• Vinculado ao auxílio: 16/50403-2 - Valorização da cadeia produtiva descentralizada de biomassa visando a produção de biocombustíveis avançados: desenvolvimento e avaliação de rotas termoquímicas integradas à produção de biomassas e a rotas bioquímicas, AP.PITE
• Assunto(s): Biocarvão Mudança climática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biochar | estoques de carbono | Mudanças Climáticas | N2O | emissões de gases do efeito estufa

Resumo

O projeto BioValue vem sendo desenvolvido com o intuito de valorizar da cadeia produtiva de biocombustíveis avançados por meio da pirólise de biomassas lignocelulósicas. O processo da pirólise resulta na degradação da biomassa lignocelulósica e tem a formação de subprodutos líquidos (bio-óleo), sólidos (biochar) e gasosos (biogás). O bio-óleo é o produto de interesse comercial, o biogás serve de fonte de energia e o biochar é um resíduo sólido do processo, o qual principalmente aplicado em solos agrícolas. O biochar é caracterizado como um resíduo carbonizado oriundo da pirólise de materiais orgânicos, rico em carbono, de alta área superficial específica, porosidade e elevado teor de cinzas. Cerca de 97% do carbono presente no biochar é encontrado sob formas recalcitrantes devido a transformação do carbono lábil da biomassa em estruturas aromáticas quimicamente estáveis durante a pirólise, aumentando sua resistência contra a degradação microbiana (Wang et al., 2016). Devido a esta aromaticidade, considera que aproximadamente 80% do carbono presente no biochar fica sequestrado no solo, o que afeta sobremaneira a qualidade dos solos agrícolas. Os principais benefícios desencadeados pela aplicação de biochar no solo são relacionados ao sequestro de carbono, ao aumento da capacidade de troca de cátions, bem como a capacidade de mitigar as emissões de N2O dos solos agrícolas (Blanco-Canqui, 2021). Em adição aos seus efeitos ambientais positivos, o uso de biochar como insumo agrícola acarreta outros benefícios multifuncionais relacionados ao aumento na produtividade das culturas e da qualidade do solo, influenciando nos parâmetros químicos, físicos e biológicos do solo (Jindo et al., 2020). No entanto, ao ser colocado no solo o biochar sofre diferentes tipos de intemperismo (químicos e físicos), o que pode levar a modificação de algumas de suas propriedades sendo esse processo chamado de "envelhecimento do biochar" (Liu, Chen; 2021). O envelhecimento do biochar pode ter caráter positivo ou negativo para seu desempenho no solo, afetando seus grupos funcionais, porosidade e perfil toxicológico, além de alterar teor de carbono e oxigênio do material (Wang, et al.; 2020). Dentre os efeitos da aplicação de biochar envelhecido no solo, pouco se sabe sobre os impactos do envelhecimento na capacidade do biochar em mitigar as emissões de N2O do solo, sobretudo em solos de clima tropical. O objetivo deste estudo será avaliar os prós e contras da adição de biochar de palha de cana-de-açúcar (sem envelhecimento) e envelhecido em solo agrícola e entender como estes resíduos afetam as taxas de sequestro de carbono e as emissões de N2O do solo. Para tanto, serão realizados experimentos em casa de vegetação para testar o papel de diferentes tipos de biochar produzidos no escopo do projeto BioValue. As atividades deste projeto de bolsa TT3 envolverão caracterizações físico-químicas dos diferentes tipos de biochar e também avaliação dos impactos da sua aplicação em solo. (AU)