Name: Evaluación de biochars derivados de residuos sobre la salud y la actividad biológica del suelo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-10-10T13:05:00.000+00:00
Duration: 10 min 31 s
Description: Aprende a evaluar biochars derivados de residuos sobre la salud del suelo, midiendo actividad microbiana, crecimiento de plantas y ecotoxicidad en invertebrados. Este método ayuda a comprender los beneficios y riesgos de estos enmiendas.

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1. Preparación de biocarbón
NOTA: Consulte la Tabla de materiales para obtener detalles sobre los biochars utilizados aquí como materiales de prueba. Los productores proporcionaron las condiciones de pirólisis, la composición elemental y los datos del análisis próximo (Tabla 1).
PRECAUCIÓN: Realice siempre la pirólisis en un laboratorio que esté bien ventilado con un sistema de escape o humos adecuado. Use guantes resistentes al calor, bata de laboratorio, gafas de seguridad y use un protector facial si es necesario.
Tabla 1: Características básicas de los biochars probados. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table_1.xlsx" target="_blank">Haga clic aquí para descargar esta tabla.</a>
2. Caracterización química del biocarbón
<ol>
	<li>Analizar la composición elemental de todos los biochars (realizado mediante espectroscopia de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP OES) o espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP MS), en función de las concentraciones, después de la descomposición asistida por microondas (Tabla 2).</li>
</ol>
3. Preparación de mezclas de suelo y biocarbón.
<ol>
	<li>Recolección de suelo y configuración de experimentos<ol>
		<li>Recolecte tierra vegetal de un campo experimental.</li>
		<li>Elimine los desechos de la superficie manualmente. Tamizar el suelo a un tamaño de partícula inferior a 5 mm para eliminar los residuos.</li>
		<li>Pese 100 g de tierra tamizada y agréguela a los recipientes de prueba.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Enmienda e incubación de biocarbón<ol>
		<li>Agregue 1 g, 5 g o 10 g de cada tipo de biocarbón por cada 100 g de suelo para crear una enmienda de biocarbón del suelo al 1%, 5% y 10% (p / p).</li>
		<li>Agregue agua destilada para alcanzar el 60% de la capacidad máxima de retención de agua (WHC).</li>
		<li>Mezcle bien con una espátula.</li>
		<li>Pese cada recipiente y cúbralo con parafilm para minimizar la evaporación.</li>
		<li>Incubar las mezclas a 27 °C durante 10 días. NOTA: Esta mezcla se utilizará para la medición de la pérdida de agua, el cambio de pH, la fitotoxicidad y los ensayos de cuantificación bacteriana. El suelo usado debe recolectarse y eliminarse de acuerdo con los protocolos locales de biosólidos.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Medición del pH de las mezclas de suelo y biocarbón
<ol>
	<li>Pesar 10 g de cada mezcla de suelo y biocarbón en tubos cónicos de 50 ml.</li>
	<li>A los tubos, agregue 25 ml de agua destilada.</li>
	<li>Agite los tubos durante 30 s manualmente o use un mezclador de vórtice a velocidad media. Filtre la mezcla con papel de filtro Whatman No. 1 en un vaso limpio de 100 ml.</li>
	<li>Mida el pH del filtrado a temperatura ambiente (20-25 °C) con un medidor de pH calibrado.</li>
</ol>
5. Ensayo de toxicidad de Enchytraeus albidus
<ol>
	<li>Realice la prueba de acuerdo con la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) 2016, Prueba No. 22016.</li>
	<li>Preparación del suelo para la prueba.<ol>
		<li>Utilice suelo artificial de la OCDE para esta prueba.</li>
		<li>Mida el pH del suelo siguiendo los pasos mencionados en la sección 4.</li>
		<li>Ajuste a pH 6.0 ± 0.5 agregando carbonato de calcio de grado analítico (CaCO3) gradualmente al suelo y mezcle bien.</li>
		<li>Ajuste el contenido de humedad al 40-60% del WHC máximo agregando agua destilada o desionizada. NOTA: Verifique la consistencia a mano; El suelo debe estar húmedo pero no grumoso.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Aclimatación y selección de lombrices<ol>
		<li>Enjuague los gusanos suavemente con agua destilada para eliminar la solución salina de transporte.</li>
		<li>Coloque las lombrices en el suelo preparado por la OCDE y aclimate a 20 °C durante 24 h bajo un ciclo de luz de 16 h / 8 h de oscuridad a 6.000 lux.</li>
		<li>Seleccione 15 gusanos adultos sanos por configuración, utilizando un microscopio estereoscópico basado en la presencia de clitelo.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Configuración e incubación de pruebas<ol>
		<li>Mezcle 100 g del suelo preparado por la OCDE con 5 g de cada tipo de biocarbón en recipientes limpios.</li>
		<li>Prepare el control con 100 g de suelo de la OCDE sin enmendar.</li>
		<li>Confirme que el pH y el contenido de humedad están en el rango requerido (pH - 6.0 ± 0.5; contenido de humedad - 40-60% del WHC máximo).</li>
		<li>Introduzca 15 gusanos adultos en cada recipiente de prueba y control con pinzas de punta blanda.</li>
		<li>Agregue 25 mg de copos de avena finamente molidos como fuente de alimento en la superficie del suelo.</li>
		<li>Cubra los recipientes con papel de aluminio perforado para permitir el intercambio de aire.</li>
		<li>Incubar los recipientes a 20 °C durante 5 días bajo un ciclo de 16 h de luz/8 h de oscuridad a 6.000 lux.</li>
		<li>Pese los recipientes diariamente y reponga la pérdida de peso mediante la adición de una cantidad adecuada de agua destilada o desionizada para mantener un contenido de humedad constante.</li>
		<li>Monitoree la actividad de los gusanos y registre cualquier mortalidad visible durante la prueba.</li>
		<li>Una vez finalizada la prueba, calcule el efecto letal (%) utilizando la fórmula: 
		<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq1.jpg" style="margin: auto;"> Dónde: Wi - recuento inicial de gusanos al inicio de la prueba Wf - recuento final de gusanos al final de la prueba NOTA: Para que la prueba sea válida, la mortalidad adulta en la configuración de control no debe exceder el 20% al final de la prueba.</li>
		<li>Después de la prueba, seque el suelo de prueba a 105 °C para inactivarlo y deséchelo de acuerdo con los protocolos locales de biosólidos.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Ensayo de fitotoxicidad
<ol>
	<li>Realice la prueba de acuerdo con la Organización Internacional de Normalización (ISO) 18763:201617.</li>
	<li>Configuración de la placa de Petri<ol>
		<li>Agregue 20 g de las mezclas de suelo y biocarbón incubadas en placas de Petri limpias de 9 cm. Aplana la superficie suavemente con una espátula limpia.</li>
		<li>Prepare tres réplicas para cada concentración de biocarbón e incluya dos controles sin modificar.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Siembra e incubación de semillas<ol>
		<li>Coloque 10 semillas de Sinapis alba espaciadas uniformemente en cada plato sobre la superficie del suelo. NOTA: No presione las semillas en el suelo; Deja que se fijen de forma natural con la humedad.</li>
		<li>Cubra los platos con tapas y colóquelos en una incubadora a 25 °C ± 2 °C durante 5 días sin luz directa.</li>
		<li>Después de la incubación, mida la longitud de la raíz desde el borde de la semilla hasta el final de una raíz, usando una regla de plástico. Repórtalo en cm o mm. Si la semilla está agrietada, indíquela como 0,1 cm o 1 mm.</li>
		<li>Calcule el efecto de inhibición (%) usando la fórmula: 
		<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq2.jpg" style="margin: auto;"> Dónde: RLc - longitud media de la raíz de las semillas en el plato de control RLt - longitud media de la raíz de las semillas en la placa de prueba NOTA: Para que la prueba sea válida, es importante verificar que la germinación de la semilla en control sea al menos del 80% (8 germinadas de 10 semillas).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
7. Cuantificación de colonias bacterianas
<ol>
	<li>Suspensión y dilución del suelo<ol>
		<li>Pese 5 g de cada mezcla de suelo y biocarbón incubada en tubos cónicos estériles de 50 ml.</li>
		<li>Agregue 25 ml de agua destilada estéril y agite bien durante 30 segundos.</li>
		<li>Deje que la suspensión se homogeneice a temperatura ambiente durante 2 h.</li>
		<li>Filtre la suspensión con una gasa o malla estéril y prepare diluciones en serie con esta solución madre.</li>
		<li>Prepare cinco tubos de ensayo que contengan 9 ml de agua destilada estéril cada uno.</li>
		<li>Realice diluciones en serie de 10 veces con pipetas estériles, por ejemplo, transfiera 1 ml de la solución madre al primer tubo = 10-1, luego 1 ml al siguiente = 10-2, etc.)</li>
		<li>Use una dilución de 10-2 para el emplatado.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Siembra y recuento de colonias<ol>
		<li>Pipetear 0,2 ml de dilución 10-2 en placas estériles de agar nutritivo.</li>
		<li>Extienda la muestra uniformemente con un esparcidor esterilizado.</li>
		<li>Incubar las placas en posición invertida a 27 °C durante 24 h.</li>
		<li>Cuente las colonias usando un contador de colonias.</li>
		<li>Calcule las unidades formadoras de colonias (UFC) mL-1 de la mezcla utilizando la fórmula: 
		<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq3.jpg" style="margin: auto;"> NOTA: Trabaje debajo de un gabinete de bioseguridad si está disponible. Esterilizar las herramientas con llama entre muestras para evitar la contaminación. Desinfecte todas las placas con etanol al 70% o autoclave antes de desecharlas.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
8. Determinación de la materia seca (MS)
NOTA: Use guantes resistentes al calor cuando manipule tazones calientes.
<ol>
	<li>Pesa 10 g de tierra en un recipiente de vidrio o porcelana resistente al calor.</li>
	<li>Colocar el bol en un horno de secado precalentado a 105 °C y secar durante 2 h.</li>
	<li>Después del secado, transfiera el recipiente a un desecador y déjelo enfriar durante 10 minutos para evitar la absorción de humedad del aire.</li>
	<li>Vuelva a pesar el recipiente enfriado con una balanza analítica.</li>
	<li>Repita el procedimiento para al menos tres muestras para garantizar la precisión.</li>
	<li>Calcule el contenido de materia seca (MS) usando la fórmula: 
	<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq4.jpg" style="margin: auto;"> Dónde: MS - contenido de materia seca (%) Md - peso de la muestra seca en g Mw - peso de la muestra sin secar (original) en g</li>
</ol>
9. Prueba de actividad deshidrogenasa (DHA)
<ol>
	<li>Realice la prueba de acuerdo con el protocolo estándar (ISO 23753-1: 2019)18.</li>
	<li>Preparación de reactivos<ol>
		<li>Solución tampón TRIS (100 mmol/L, pH 7,6).<ol>
			<li>Disuelva 12,12 g de tris(hidroximetil)aminometano (TRIS) en 800 ml de agua destilada.</li>
			<li>Ajuste el pH a 7,6 con ácido clorhídrico (HCl) 1 M.</li>
			<li>Ajuste el volumen total a 1 L con agua destilada.</li>
			<li>Almacenar a 4 °C y utilizarlo en el plazo de una semana.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Solución de sustrato TTC (300 mmol/L)<ol>
			<li>Disolver 1 g de TTC en 10 ml de la solución tampón Tris preparada.</li>
			<li>Conservar en la oscuridad a 4 °C y utilizarlo en 1 semana.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Prepare la solución estándar TPF para la curva de calibración:<ol>
			<li>Agregue 100 mg de TPF a 10 ml de etanol al 96% y revuelva hasta que se disuelva por completo para obtener una solución madre de TPF (33 mmol / L).</li>
			<li>Diluir 0,5 ml de la solución madre de TPF preparada con 50 ml de etanol para obtener una solución de trabajo de TPF (330 nmol/ml).</li>
			<li>Prepare estándares de trabajo de 0, 0,1, 0,2, 0,5 y 1,0 ml a partir de la solución de trabajo, diluidos con etanol hasta un volumen final constante de 3 ml.</li>
			<li>Mida la absorbancia a 485 nm para generar la curva de calibración.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Preparación de muestras<ol>
		<li>Agregue 5 g de cada mezcla de suelo y biocarbón en tubos cónicos de 50 ml.</li>
		<li>Agregue 4 ml de tampón Tris (100 mmol/L, pH 7,6) y 1 ml de solución TTC a las configuraciones de prueba.</li>
		<li>Agregue solo 4 ml de tampón Tris a las configuraciones de control.</li>
		<li>Mezclar los tubos manualmente mediante una inversión suave e incubar a 25 °C durante 6 h en la oscuridad.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Extracción de formazán<ol>
		<li>Agregue 25 ml de etanol a cada tubo después de la incubación.</li>
		<li>Coloque las muestras bajo agitación orbital en la oscuridad durante 1 h (250 min-1, a 25 °C).</li>
		<li>Después de la agitación, agregue 1 ml de TTC a los tubos de control.</li>
		<li>Centrifugar todos los tubos a 2.000 × g durante 5 min a 25 °C para separar el sobrenadante.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Medición y cálculo<ol>
		<li>Transfiera los sobrenadantes a cubetas limpias.</li>
		<li>Lea la absorbancia a 485 nm usando un espectrofotómetro.</li>
		<li>Uso de la curva de calibración para determinar la concentración de TPF en muestras (nmol/L).</li>
		<li>Calcule la actividad de la deshidrogenasa utilizando la siguiente fórmula: 
		<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq5.jpg" style="margin: auto;"> Dónde: A - actividad enzimática en mU g-1 (o nmol min-1 g-1) de suelo seco Cs - concentración de TPF en muestras de prueba en nmol mL-1 Cb - concentración de TPF en la muestra de control en nmol mL-1 V - volumen total de reacción (suma de los volúmenes de sustrato, solución tampón y etanol, en ml) RT - duración de la reacción en minutos M - masa de suelo por tubo en g MS - contenido de materia seca del suelo (%) NOTA: Manipule TTC y TPF con guantes, ya que son mutágenos potenciales. Utilice una campana extractora cuando prepare reactivos a base de etanol. Después de la prueba, deseche el etanol y los desechos que contienen TTC en contenedores designados para desechos químicos.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig1.jpg"> 
Figura 1: Representación esquemática del flujo de trabajo experimental. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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</ol>

<table><tbody><tr><td>1,3,5- Trifeniltetrazolium formazan</td><td>Sigma-Aldrich, República Checa</td><td>93145</td><td></td></tr><tr><td>2,3,5- cloruro de trifeniltetrazolio &nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, República Checa</td><td>T8877</td><td></td></tr><tr><td>autoclave CertoClav Classic</td><td>CertoClav, Austria</td><td>8510174</td><td></td></tr><tr><td>Carbonato de Calcio &nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, República Checa</td><td>239216</td><td></td></tr><tr><td>centrífuga MPW-251</td><td>MPW Med. Instrument, Polonia</td><td>10251</td><td></td></tr><tr><td>Colillas de cigarrillo biocarbón</td><td>Universidad de Hohenheim, Alemania</td><td></td><td>Producido a 700 °C; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Contador de colonias CC-200</td><td>Cole-Parmer</td><td>14212-04</td><td></td></tr><tr><td>Enchytraeus albidus&nbsp; </td><td>INVITAL Aqua S.R.O.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>etanol y la información</td><td>Penta, República Checa</td><td>70390-11003</td><td></td></tr><tr><td>Biochar biomasa de lúpulo</td><td>Laboratorio de la Academia de Ciencias de la República Checa</td><td></td><td>Producido a 650 ºC; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Celda Q incubadora</td><td>Pol-Lab, Polonia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Horno de microondas</td><td>Anton Paar, Multiwave PRO</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PC portátil DELL Latitude 3510</td><td>Productos Dell, Irlanda</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agar nutritivo media&nbsp;</td><td>OXOID, República Checa</td><td>CM0003B</td><td></td></tr><tr><td>Suelo de la OCDE y nbsp;</td><td>Microbiotest, Bélgica</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Medidor de pH WTW inoLab pH 7110&nbsp;</td><td>Xylem Analytics, Alemania</td><td>1AA112</td><td></td></tr><tr><td>Semillas de Sinapis alba y</td><td>Microbiotest, Bélgica</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Espectrofotómetro M4 UV-Visible</td><td>VWR</td><td>76520-716</td><td></td></tr><tr><td>Biocarbón de café molido usado</td><td>Laboratorio de la Academia de Ciencias de la República Checa</td><td></td><td>Producido a 650 ºC; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Biocarbón de madera de abeto</td><td>Olesnice, República Checa</td><td></td><td>Producido a 600 ºC; C&nbsp;</td></tr><tr><td>Estereomicroscopio MSZ5000-T-IL-TL</td><td>A.Kruss Optronic, Alemania</td><td>MSZ5000-T-IL-TL</td><td></td></tr><tr><td>Tris Base&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, República Checa</td><td>252859</td><td></td></tr><tr><td>ocular de vídeo VOPC93 USB 2.0</td><td>A.Kruss Optronic, Alemania</td><td>&nbsp; VOPC93</td><td></td></tr><tr><td>Báscula KERN EMB&nbsp;</td><td>KERN, Alemania</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

evaluación de biochars derivados de residuos sobre la salud y la actividad biológica del suelo

Assessment of Waste-Derived Biochars on the Health and Biological Activity of Soil

Caracterización química Los biochars mostraron diferencias significativas en la composición elemental (Tabla 2). El calcio (Ca) y el potasio (K) fueron más altos en los biochars de colillas de cigarrillos y lúpulo gastado. El biocarbón de madera de abeto tenía la mayor cantidad de aluminio (Al) y hierro (Fe). El cobre (Cu) y el magnesio (Mg) se enriquecieron fuertemente en biocarbón de lúpulo gastado. El plomo (Pb), el cadmio (Cd) y otros metales traza estaban presentes en bajas cantidades en todas las muestras.
Tabla 2: Composición química de los biochars. Principales contenidos elementales de los diferentes biochars utilizados en el estudio. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table%202.xlsx" target="_blank">Haga clic aquí para descargar esta tabla.</a>
Variación del pH durante el período de incubación En todos los tratamientos, el pH de las mezclas de suelo y biocarbón tendió a aumentar ligeramente con el tiempo (Figura 2). El valor de pH más alto se registró para la mezcla con biocarbón de colilla de cigarrillo al 10% p/p, alcanzando 9,48 el día 15; Este tratamiento mostró el mayor aumento con el tiempo. El biocarbón de posos de café también produjo un aumento gradual, con un pH máximo de 8,94 al 10% p/p el día 15. El biocarbón de lúpulo aumentó el pH en un 16,57%, con un máximo de 9,20 al 10% p/p. Por el contrario, la mezcla de biocarbón de abeto y madera alcanzó un pH de 8,56 al 10% p/p. El control mostró el pH más bajo, que osciló entre 6,57 y 7,66 con un cambio mínimo a lo largo del tiempo.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig2.jpg"> 
Figura 2: Cambios de pH a lo largo del tiempo en mezclas de suelo y biocarbón. pH del suelo medido en los días 0, 10 y 15 para cada enmienda de biocarbón al 1%, 5% y 10% p/p. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig2largev2.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Retención de líquidos y pérdida de peso La capacidad de retención de agua en todos los tipos de biocarbón fue menor que la del suelo de control sin biocarbón (Figura 3). El control perdió el 3,67% de su peso en 15 días, lo que indica la mayor retención de agua. Entre los biochars, el tratamiento de colillas de cigarrillos tuvo la menor pérdida de agua, disminuyendo en un 5,89% durante la incubación y, por lo tanto, la mayor retención entre los biochars. Se observó un patrón similar pero más moderado con el biocarbón de lúpulo (9,22% de pérdida de peso total, con mayores pérdidas a concentraciones más altas). El biocarbón de posos de café mostró la mayor pérdida de peso (hasta 16,56%), lo que indica la menor retención de agua. La mezcla de madera de abeto perdió un promedio de 10,22%.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig3.jpg"> 
Figura 3: Pérdida de peso de las mezclas de suelo y biocarbón durante la incubación. Cambio de peso como indicador de retención de agua durante 15 días para todos los biochars y concentraciones. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig3largev2.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
 Prueba de toxicidad y reproducción de E. albidus La reproducción de E. albidus al 5% p/p de biocarbón mostró una marcada dependencia de la materia prima. En el control de suelos de la OCDE, la población aumentó de 15 a 24 (aumento del 60%, Figura 4). El biocarbón de madera de abeto resultó en solo 7 sobrevivientes (53% de inhibición, Figura 5). Los biochars de lúpulo y posos de café produjeron 12 sobrevivientes cada uno (inhibición del 20%, Figura 5). El biocarbón de colillas de cigarrillos estimuló la reproducción en un 33%, con un total de 20 gusanos, incluida la descendencia.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig4.jpg"> 
Figura 4: Cambio neto de la población de E. albidus en suelos tratados con biocarbón. Recuentos de gusanos iniciales y finales después de 5 días. Se probó la concentración del 5% p/p de cada biocarbón. Los datos representan la media ± la desviación estándar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig4largev2.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig5.jpg"> 
Figura 5: Efectos tóxicos o estimulantes sobre E. albidus. Efecto neto sobre los gusanos en comparación con el control. Los valores positivos muestran inhibición; Los valores negativos muestran estimulación. Los datos representan la media ± la desviación estándar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig5largev2.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Fitotoxicidad El alargamiento de la raíz en S. alba se midió después de una incubación de 10 días al 1%, 5% y 10% p/p (Figura 6). En suelos no enmendados, la longitud promedio de la raíz fue de 237 mm. El biocarbón de posos de café al 1% p/p produjo una estimulación del 79,16%; concentraciones más altas causaron inhibición, hasta 47,08% al 5% p/p. El biocarbón de madera de abeto estimuló el crecimiento en todas las concentraciones, alcanzando un máximo del 206,66% al 10% p/p. El biocarbón de colillas de cigarrillos produjo una estimulación del 41,01% al 1% p/p, pero inhibió el crecimiento al 5% y al 10% p/p, alcanzando un 62,36% de inhibición al 10% p/p. El biocarbón de lúpulo estimuló el crecimiento a todas las tasas (38,97%, 31,75% y 162,96% al 1%, 5% y 10% p/p, respectivamente).
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig6.jpg"> 
Figura 6: Efectos de la fitotoxicidad en Sinapis alba. Inhibición o estimulación del crecimiento radicular en relación con el control después de 10 días de crecimiento en todos los tratamientos con biocarbón. Los valores positivos muestran inhibición; Los valores negativos muestran estimulación. Los datos representan la media ± la desviación estándar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig6largev2.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Cuantificación de colonias bacterianas Los recuentos de colonias bacterianas se evaluaron después de 10 días (Figura 7). El control promedió 8,47 × 104 UFC/mL. El biocarbón de café rindió 7,33 × 104 UFC/mL a 1% p/p y aumentó a 1,18 × 105 y 1,50 × 105 UFC/mL a 5% y 10% p/p, respectivamente. El biocarbón de madera de abeto dio 1,97 × 105 UFC/mL al 1% p/p, disminuyendo a 9,73 × 104 y 4,93 × 104 UFC/mL al 5% y 10% p/p. El biocarbón de colillas de cigarrillos produjo 5,40 × 104 UFC/ml al 1% p/p y la estimulación más alta al 10% p/p (1,00 × 106 UFC/mL). El biocarbón de lúpulo mostró una ligera estimulación en todas las concentraciones, alcanzando un máximo de 1,07 × 105 UFC/ml al 5% p/p.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig7.jpg"> 
Figura 7: Crecimiento bacteriano en suelo tratado con biocarbón. UFC/ml bacteriano después de 10 días de incubación para todos los tratamientos y concentraciones. Control incluido para comparación. Los datos representan la media ± la desviación estándar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig7largev2.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Actividad deshidrogenasa El biocarbón de posos de café produjo la mayor actividad deshidrogenasa en todas las concentraciones, alcanzando un máximo de 1% p/p (3,53 × 10-3 mU/g) y permaneciendo comparable en 5% y 10% p/p (2,38 × 10-3 y 2,62 × 10-3 mU/g) (ver Figura 8). El biocarbón de lúpulo mejoró la actividad al 1% p/p (2,39 × 10-3 mU/g) pero disminuyó al 5% (6,34 × 10-4 mU/g) y se volvió negativo al 10% p/p (−8,30 × 10-4 mU/g). El biocarbón de colilla de cigarrillo fue positivo al 1% p/p (1,29 × 10-3 mU/g) y disminuyó a -7,26 × 10-4 y -8,53 × 10-4 mU/g al 5% y 10% p/p. El biocarbón de madera de abeto fue negativo en todas las concentraciones (−5,53 × 10-4 y −5,19 × 10-4 mU/g al 1% y 5% p/p; −3,11 × 10-4 mU/g al 10% p/p), permaneciendo más bajo que el control.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68994/68994fig8.jpg"> 
Figura 8: Actividad de la deshidrogenasa en suelos modificados con biocarbón. Actividad enzimática microbiana en todos los tipos y concentraciones de biocarbón. Los valores son relativos al suelo de control sin adición de biocarbón. Los valores positivos indican una mayor actividad enzimática en comparación con el control, y los valores negativos indican una actividad enzimática más baja que la del control. Los datos representan la media ± la desviación estándar (n = 3). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994fig8largev2.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Consulte la Tabla 3 y la Tabla 4 para obtener un resumen de los resultados.
Tabla 3: Efectos del biocarbón sobre el pH del suelo y la retención de agua. Muestra los valores de pH inicial y final, ΔpH, y % de pérdida de agua durante la incubación. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table_3.xlsx" target="_blank">Haga clic aquí para descargar esta tabla.</a>
Tabla 4: Resumen de los efectos biológicos y resultados del DHA. Datos combinados sobre reproducción de gusanos, fitotoxicidad, recuentos microbianos y actividad enzimática para todos los tratamientos. <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq6.jpg" style="margin: auto;"> indica estimulación e <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/68994/68994eq7.jpg" style="margin: auto;"> indica inhibición. Para los resultados de DHA, los valores positivos indican una mayor actividad enzimática en comparación con el control y los valores negativos indican una actividad enzimática menor que el control. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68994/68994_Table%204.xlsx" target="_blank">Haga clic aquí para descargar esta tabla.</a>
DISPONIBILIDAD DE DATOS: Los datos se cargarán en el repositorio público: DOI/URL: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30128803.v1

Evaluación de biochars derivados de residuos sobre la salud y la actividad biológica del suelo

Biochar is the product obtained by heating biomass through pyrolysis at high temperatures and has emerged as a common soil amendment based on its ...

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