Uno studio di laboratorio ha scoperto che la combinazione del-biochar della paglia di riso con batteri-solubilizzanti il potassio ha aumentato il potassio-solubile in acqua nel terriccio acido del 52,5% e il potassio disponibile del 49,8%.
Il trattamento integrato ha inoltre aumentato il pH del suolo, aumentato la materia organica e ridotto il movimento di potassio nel sottosuolo. Questi risultati suggeriscono che i prodotti biologici e gli ammendanti-basati sul carbonio possono aiutare a trattenere i nutrienti nella zona delle radici delle colture. Tuttavia, i risultati si basano su un esperimento di incubazione e il documento è ancora una prestampa in fase di discussione pubblica e revisione tra pari.
I ricercatori guidati da Saba Babar hanno pubblicato questi risultati su EGUsphere, la piattaforma di prestampa per SOIL, una rivista ad accesso aperto-della European Geosciences Union. Il manoscritto è stato ricevuto il 1 giugno ed è entrato in discussione pubblica il 17 luglio.
Il trattamento combinato supera il solo fertilizzante di potassio
I ricercatori hanno posizionato 850 grammi di terreno acido in colonne con uno strato di terriccio di 0–15 centimetri e uno strato di sottosuolo di 15–30 centimetri. Il fertilizzante di potassio è stato applicato solo allo strato superiore per misurare la ritenzione vicino alla superficie e il movimento verso il basso sotto l'irrigazione.
Sono stati testati cinque trattamenti in quattro repliche: un controllo non trattato, solo fertilizzante di potassio, potassio con l’1% di biochar in peso del suolo, potassio con un inoculo batterico e potassio sia con biochar che con batteri.
Rispetto al solo fertilizzante potassico, il trattamento combinato ha aumentato il pH del terriccio del 13,5% e la materia organica del suolo del 53,9%. Il potassio solubile in acqua- è aumentato del 52,5% e il potassio disponibile è aumentato del 49,8%.
Il documento non suggerisce che i coltivatori possano ridurre l'applicazione di potassio della stessa percentuale. Invece, i risultati mostrano che il trattamento combinato ha alterato il rilascio e la ritenzione di potassio nel terreno sperimentale.
Il biochar trattiene il potassio mentre i batteri lo rilasciano
Il potassio nel terreno si trova in diverse pozze. Una parte viene dissolta nell’acqua del suolo o trattenuta in siti di scambio dove le radici delle piante possono accedervi, mentre una quota molto maggiore può essere intrappolata nei minerali o fissata in forme che non sono immediatamente disponibili per le colture.
I batteri solubilizzanti il potassio-rilasciano acidi organici e altri composti che mobilitano il potassio dai minerali. Lo studio suggerisce che il biochar supporta questo processo trattenendo parte del nutriente appena solubilizzato.
La struttura porosa, l'area superficiale e la capacità di scambio cationico-del biochar forniscono siti di adsorbimento per gli ioni potassio. Nell’esperimento, queste proprietà limitavano il movimento verso il basso poiché i batteri aumentavano la solubilità del potassio.
Questa interazione è particolarmente importante nei terreni acidi, che possono avere una capacità limitata di adsorbimento del potassio. Di conseguenza, il potassio disciolto può spostarsi al di sotto della zona radicale principale durante l’irrigazione.
Potenziali implicazioni per l’efficienza del potassio
Il potassio è uno dei tre principali nutrienti fertilizzanti dell'agricoltura, insieme all'azoto e al fosforo. Migliorare la ritenzione del potassio potrebbe avvantaggiare le regioni che dipendono dalla potassa importata e dai sistemi irrigui in cui la perdita di nutrienti al di sotto della zona radicale riduce l’efficienza.
I risultati suggeriscono una strategia di gestione dei nutrienti- complementare piuttosto che una sostituzione diretta del potassio minerale. Il biochar fornisce potassio solo se la materia prima lo contiene, mentre i batteri-solubilizzanti il potassio mobilitano principalmente le riserve esistenti nel suolo o negli ammendanti minerali.
Un programma commercialmente fattibile dovrebbe considerare le riserve di potassio nel suolo, i tassi di rimozione delle colture, la composizione del biochar, le prestazioni degli inoculanti e i tassi di applicazione dei fertilizzanti. La questione economica dipende dal fatto che una migliore ritenzione dei nutrienti compensi i costi di produzione, trasporto e applicazione di biochar e prodotti microbici.
