Efectos de la enmienda con biochar en el nitrógeno disponible del suelo rizosférico y el crecimiento de los cultivos

Convertir los residuos de los cultivos en un potenciador del suelo

Los agricultores de todo el mundo lidian con un problema básico: gran parte del fertilizante nitrogenado que compran nunca llega a sus cultivos. Se filtra al aire y al agua, desperdiciando dinero y dañando el medio ambiente. Este estudio explora una vía prometedora para retener más de ese nitrógeno convirtiendo los residuos agrícolas, como los tallos de maíz y las podas de vid, en biochar —un material parecido al carbón— y mezclándolo en el suelo donde se cultiva tabaco. Los hallazgos sugieren que el tipo adecuado de mezcla de biochar puede ayudar al suelo a alimentar las plantas de forma más constante, lo que conduce a un crecimiento más vigoroso.

Cómo la materia vegetal quemada se convierte en ayuda para el suelo

El biochar se produce calentando residuos vegetales a altas temperaturas con poco o ningún oxígeno, lo que da como resultado un material negro y poroso. Debido a que está lleno de pequeños poros y tiene una gran área superficial, el biochar puede actuar como una esponja y un refugio en el suelo, reteniendo nutrientes y ofreciendo un hábitat para los microbios. Los investigadores se centraron en dos tipos: biochar de tallos de maíz y de ramas de vid. Querían saber si cada tipo, y las mezclas de ambos, cambiarían la forma en que el nitrógeno se mueve y se almacena en el suelo alrededor de las raíces del tabaco, y si esos cambios se traducirían en plantas más saludables.

Prueba de mezclas de biochar en macetas con tabaco

El equipo realizó un experimento en macetas en el suroeste de China usando un suelo local común y una variedad de tabaco popular. Cada maceta recibió o bien nada de biochar o bien una adición del 2% de biochar de maíz, biochar de vid, o una de tres mezclas de ambos. Todas las macetas fueron fertilizadas de la misma manera, imitando la práctica agrícola real. A lo largo de la temporada, en tres etapas clave del crecimiento de la planta, los científicos muestrearon dos zonas: el suelo rizosférico adherido a las raíces y el suelo a granel más alejado. Midieron varias formas de nitrógeno —como el nitrógeno total, el amonio y el nitrato disponibles para la planta, el nitrógeno microbiano y el nitrógeno orgánico disuelto— así como la actividad de enzimas del suelo que impulsan las transformaciones del nitrógeno.

Más nitrógeno disponible donde las raíces más lo necesitan

La adición de biochar cambió claramente el panorama del nitrógeno en el suelo. En las macetas con biochar, especialmente en aquellas con una mezcla uno a uno de biochar de maíz y de vid, el suelo cercano a las raíces contenía más nitrógeno total y más amonio y nitrato disponibles para las plantas que el suelo sin biochar. También aumentaron el nitrógeno microbiano y el nitrógeno orgánico disuelto, lo que indica una zona rizosférica más viva y rica en nutrientes. Con el tiempo, el amonio y el nitrato fácilmente utilizables aún disminuyeron a medida que el cultivo los absorbía y parte del nitrógeno se perdía, pero partían de niveles más altos y permanecieron más disponibles en los suelos tratados con biochar. En el suelo más alejado de las raíces, el biochar aumentó el nitrógeno total pero pareció sustentar un equilibrio diferente, con formas orgánicas disueltas convirtiéndose en nitrato para ayudar a mantener el suministro.

Vida del suelo, enzimas y plantas de tabaco más grandes

El biochar hizo más que simplemente retener nitrógeno adicional; también pareció acelerar la maquinaria natural que cicla el nitrógeno en el suelo. Las macetas con biochar mostraron mayor actividad de la nitrogenasa, que ayuda a incorporar nuevo nitrógeno al sistema, así como de la ureasa y la nitrito reductasa, que ayudan a convertir el nitrógeno entre distintas formas. Estos aumentos fueron más fuertes en la rizosfera y, de nuevo, más pronunciados en la mezcla equilibrada de biochar de maíz y vid. Como resultado, las plantas de tabaco cultivadas con biochar, especialmente con esta mezcla, tuvieron un mayor contenido de nitrógeno en las hojas y acumularon mucha más materia seca tanto por encima como por debajo del suelo. Las raíces crecieron más y los brotes fueron más pesados, lo que sugiere que las plantas pudieron acceder y utilizar el nitrógeno de forma más eficiente.

Qué significa esto para agricultores y el medio ambiente

Este estudio muestra que no todos los biochars son iguales, pero que una combinación cuidadosamente elegida puede hacer que el suelo funcione mejor para los cultivos. Al enriquecer la estrecha zona alrededor de las raíces con más nitrógeno utilizable y microbios más activos, una mezcla uno a uno de biochar de maíz y vid ayudó a las plantas de tabaco a crecer más sin añadir fertilizante extra. Para los agricultores, mezclas de biochar a medida elaboradas con residuos de cultivos locales podrían mejorar los rendimientos y reducir el desperdicio de nitrógeno. Para el medio ambiente, un mejor uso del nitrógeno significa menos fertilizante que se escurre hacia las vías fluviales o se escapa a la atmósfera. Serán necesarios ensayos en campo futuros, pero los resultados apuntan a una forma práctica de convertir los residuos agrícolas en una herramienta para una producción de cultivos más limpia y eficiente.

Cita: Jiang, H., Zhu, M., Li, J. et al. Effects of biochar amendment on rhizosphere soil available nitrogen and crop growth. Sci Rep 16, 11917 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42014-z

Palabras clave: biochar, nitrógeno del suelo, crecimiento del tabaco, rizosfera, fertilidad del suelo