Efeitos da temperatura de pirólise do biochar de caules de tomate na dinâmica de lixiviação de amônio, nitrato e carbono orgânico dissolvido em solo arenoso

Transformando Resíduos Agrícolas em um Auxiliar do Solo

A agricultura moderna depende fortemente de fertilizantes à base de nitrogênio para alimentar uma população crescente, mas em solos arenosos e leves grande parte desse fertilizante pode ser lavada pela chuva ou irrigação. Isso não apenas desperdiça dinheiro dos agricultores, como também pode poluir a água subterrânea com excesso de nitrato, um risco à saúde especialmente para lactentes. Neste estudo, os pesquisadores fizeram uma pergunta simples com grandes implicações: podemos transformar caules residuais de tomate em um material semelhante ao carvão, chamado biochar, que ajuda solos arenosos a reter nutrientes em vez de deixá-los escapar?

Por que Solos Permeáveis São um Problema Oculto

Solos arenosos agem um pouco como uma peneira. Suas partículas grandes deixam grandes espaços para a água fluir rapidamente, carregando nutrientes dissolvidos como amônio e nitrato junto para baixo. Quando o nitrogênio escapa abaixo da zona das raízes, as culturas não podem mais usá-lo, forçando os agricultores a aplicar mais fertilizante. Ao mesmo tempo, o nitrato que alcança a água subterrânea pode contribuir para problemas ambientais e de saúde. Encontrar uma maneira de frear essa fuga descendente de nutrientes, especialmente em regiões arenosas, é crucial tanto para a produção de alimentos quanto para a água limpa.

Dando uma Segunda Vida aos Caules de Tomate

Os pesquisadores coletaram caules residuais de tomate em propriedades do sul do Egito e os aqueceram em condições de baixo oxigênio a três temperaturas diferentes: relativamente baixa, média e alta. Isso produziu três tipos de biochar, cada um com propriedades distintas, como alcalinidade, teor de carbono e quantidade de sítios carregados para atrair nutrientes. Em seguida misturaram cada tipo de biochar em um solo muito arenoso em três doses diferentes, de uma aplicação leve a uma adição mais pesada, e compactaram as misturas em colunas plásticas altas. Ao longo de várias semanas adicionaram água e uma quantidade conhecida de fertilizante nitrato de amônio, coletando a água que drenou pelo fundo para monitorar quanto nitrogênio e carbono orgânico dissolvido escaparam.

Como o Biochar Alterou o Solo e a Lixiviação

Adicionar biochar de caule de tomate melhorou várias características básicas do solo arenoso. Os solos tratados retiveram mais água, continham mais matéria orgânica e apresentaram maior capacidade de troca catiônica, uma medida de quão bem o solo consegue reter nutrientes positivamente carregados. O biochar produzido em temperatura média foi especialmente eficaz em aumentar essa capacidade, enquanto o biochar de temperatura mais alta tornou o solo mais alcalino. Todos os tipos de biochar aumentaram substancialmente a disponibilidade de potássio e fósforo, nutrientes-chave para as plantas. Essas mudanças mostram que os caules carbonizados fizeram muito mais do que apenas permanecer no solo; eles remodelaram ativamente sua capacidade de armazenar água e nutrientes.

Mais importante, o biochar reduziu a quantidade de nitrogênio que foi lavada do solo arenoso. Em todos os tratamentos, a quantidade total de amônio e nitrato que saiu das colunas diminuiu em comparação com o solo que não recebeu biochar. O biochar de temperatura média foi o melhor em reter amônio, enquanto o biochar de temperatura mais alta reduziu de forma mais intensa as perdas de nitrato, diminuindo a lixiviação acumulada de nitrato em até cerca de um terço. Ao mesmo tempo, parte do carbono preso no próprio biochar apareceu na água de drenagem como carbono orgânico dissolvido, especialmente quando se usou biochar de baixa temperatura em doses altas. Esse carbono extra diminuiu em geral ao longo do tempo, sugerindo que a porção mais facilmente lixiviável foi rapidamente lavada ou decomposta.

O Que Isso Significa para Agricultores e para a Água

Ao final do experimento, os solos que receberam biochar de caule de tomate não apenas perderam menos nitrogênio, mas também frequentemente reteram mais nitrogênio disponível para plantas do que o solo não tratado, particularmente quando carvões de temperatura média e alta foram aplicados em taxas maiores. Em termos práticos, isso significa que agricultores que empregarem tais solos arenosos amendados poderiam obter mais valor da mesma quantidade de fertilizante enquanto enviam menos nitrato em direção ao aquífero abaixo. O estudo sugere que biochar produzido com cuidado a partir de um resíduo agrícola comum pode transformar areia pobre em nutrientes e com alta permeabilidade em um meio de cultivo mais eficiente e ambientalmente amigável.

Um Passo Rumo a uma Agricultura Mais Limpa e Inteligente

Para não especialistas, a mensagem principal é direta: em vez de queimar ou descartar os caules de tomate, eles podem ser “assados” até virar um condicionador de solo de longa duração que ajuda a manter o fertilizante no campo e fora da água potável. O trabalho mostra que a temperatura usada para produzir o biochar importa, porque controla quão bem o material retém diferentes formas de nitrogênio e quanto carbono extra ele libera. Embora esses testes tenham sido realizados em colunas laboratoriais e não em campos reais, apontam para um caminho prático rumo a uma agricultura mais circular — onde sobras de cultura tornam-se ferramentas para melhorar a saúde do solo, aumentar a eficiência do fertilizante e proteger a água subterrânea da poluição.

Citação: Amer, A.E., El-Desoky, M.A., Amin, A.EE.A.Z. et al. Pyrolysis temperature effects of tomato stems biochar on leaching dynamics of ammonium, nitrate, and dissolved organic carbon in sandy soil. Sci Rep 16, 9228 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41017-0

Palavras-chave: biochar, solo arenoso, lixiviação de nitrogênio, poluição de água subterrânea, resíduos de cultura de tomate