Effetti dell’aggiunta di biochar sulla disponibilità di azoto nel suolo della rizosfera e sulla crescita delle colture

Trasformare gli scarti delle colture in un potenziatore del suolo

Gli agricoltori di tutto il mondo affrontano un problema fondamentale: gran parte dell’azoto fertilizzante che acquistano non arriva mai alle colture. Perde nell’aria e nell’acqua, sprecando denaro e danneggiando l’ambiente. Questo studio esplora un modo promettente per trattenere una quota maggiore di quell’azoto trasformando i residui agricoli, come stocchi di mais e potature di vite, in biochar — un materiale simile al carbone — e incorporandolo nel suolo destinato alla coltivazione del tabacco. I risultati suggeriscono che il giusto tipo di miscela di biochar può aiutare il suolo a nutrire le piante in modo più costante, favorendo una crescita più robusta.

Come la materia vegetale bruciata diventa un aiuto per il suolo

Il biochar si ottiene riscaldando i rifiuti vegetali ad alte temperature con poco o nessun ossigeno, producendo un materiale nero e poroso. Per la sua struttura piena di piccolissimi fori e la grande area superficiale, il biochar può comportarsi come una spugna e come rifugio nel suolo, trattenendo nutrienti e offrendo un habitat per i microrganismi. I ricercatori si sono concentrati su due tipi: biochar prodotto da stocchi di mais e da rami di vite. Hanno voluto capire se ciascun tipo, e miscele dei due, potesse modificare il modo in cui l’azoto si muove e si accumula nel suolo intorno alle radici del tabacco, e se questi cambiamenti si traducessero in piante più sane.

Testare miscele di biochar in vasi con tabacco

Il team ha condotto un esperimento in vaso nel sud-ovest della Cina usando un suolo locale comune e una varietà di tabacco diffusa. A ogni vaso è stato aggiunto o nessun biochar, o il 2% di biochar di mais, di vite, o una delle tre miscele dei due. Tutti i vasi hanno ricevuto la stessa concimazione, imitando le pratiche agricole reali. Nel corso della stagione, in tre fasi chiave dello sviluppo delle piante, gli scienziati hanno campionato due zone: il suolo della rizosfera aderente alle radici e il suolo di massa più lontano. Hanno misurato diverse forme di azoto — come l’azoto totale, l’ammonio e il nitrato disponibili per le piante, l’azoto presente nei microrganismi e l’azoto organico disciolto — oltre all’attività di enzimi del suolo che guidano le trasformazioni dell’azoto.

Più azoto disponibile dove le radici ne hanno più bisogno

L’aggiunta di biochar ha chiaramente modificato il quadro dell’azoto nel suolo. Nei vasi con biochar, in particolare quelli con una miscela uno a uno di biochar di mais e di vite, il suolo vicino alle radici conteneva più azoto totale e più ammonio e nitrato pronti per le piante rispetto al suolo senza biochar. Anche l’azoto microbico e l’azoto organico disciolto sono aumentati, indicando una rizosfera più vivace e ricca di nutrienti. Nel tempo, l’ammonio e il nitrato prontamente utilizzabili sono comunque diminuiti man mano che la coltura li assorbiva e una parte dell’azoto andava persa, ma sono partiti da livelli più alti e sono rimasti più disponibili nei suoli trattati con biochar. Nel suolo più lontano dalle radici, il biochar ha aumentato l’azoto totale ma ha sostenuto un equilibrio diverso, con forme organiche disciolte che si sono convertite in nitrato per contribuire a mantenere la disponibilità.

La vita del suolo, gli enzimi e piante di tabacco più grandi

Il biochar ha fatto più che trattenere semplicemente azoto in più; è apparso anche in grado di accelerare i meccanismi naturali che ciclanol’azoto nel suolo. I vasi con biochar hanno mostrato una maggiore attività della nitrogenasi, che contribuisce a introdurre nuovo azoto nel sistema, così come di ureasi e nitrato reduttasi, che aiutano a convertire l’azoto tra le sue diverse forme. Questi incrementi sono stati più marcati nella rizosfera e sono risultati nuovamente più pronunciati nella miscela bilanciata di biochar mais–vite. Di conseguenza, le piante di tabacco coltivate con biochar, in particolare con questa miscela, avevano un contenuto di azoto nelle foglie più alto e hanno accumulato molta più massa secca sia sopra che sotto terra. Le radici sono cresciute più grandi e gli apparati aerei più pesanti, suggerendo che le piante potevano accedere e utilizzare l’azoto in modo più efficiente.

Cosa significa per gli agricoltori e per l’ambiente

Questo studio mostra che non tutti i biochar sono uguali, ma che una combinazione attentamente scelta può far lavorare il suolo meglio per le colture. Arricchendo la stretta zona intorno alle radici con più azoto utilizzabile e microrganismi più attivi, una miscela uno a uno di biochar di mais e di vite ha aiutato le piante di tabacco a crescere di più senza aggiungere fertilizzante extra. Per gli agricoltori, tali miscele di biochar su misura, ricavate da residui locali delle colture, potrebbero migliorare le rese e ridurre lo spreco di azoto. Per l’ambiente, un uso più efficiente dell’azoto significa meno fertilizzante che finisce nei corsi d’acqua o sfugge nell’atmosfera. Saranno necessari ulteriori test in campo, ma i risultati indicano una strada pratica per trasformare i rifiuti agricoli in uno strumento per una produzione agricola più pulita ed efficiente.

Citazione: 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

Parole chiave: biochar, azoto del suolo, crescita del tabacco, rizosfera, fertilità del suolo