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Biochar application as a soil amendment [Italia]

Applicazione di biochar come ammendante organico

technologies_1279 - Italia

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1. Información general

1.2 Detalles de contacto de las personas de referencia e instituciones involucradas en la evaluación y la documentación de la Tecnología

Persona(s) de referencia clave

Especialista MST:
Especialista MST:

Morari Francesco

francesco.morari@unipd.it

University of Padova

Via 8 Febbraio 1848, 2, 35122 Padova PD, Italy

Italia

Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Preventing and Remediating degradation of soils in Europe through Land Care (EU-RECARE )
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
University of Padova (UNIPD) - Italia

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

¿Cuándo se compilaron los datos (en el campo)?

23/04/2015

El compilador y la/s persona(s) de referencia claves aceptan las condiciones acerca del uso de los datos documentados mediante WOCAT:

1.5 Referencia al (los) Cuestionario(s) de Enfoques MST

Carbon farming
approaches

Carbon farming [Italia]

Managing land, water, plants and animals to meet the landscape restoration, climate change and food security.

  • Compilador: Nicola Dal Ferro

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

Application of fine-grained charcoal as an amendment to improve the soil quality and mitigate GHG emissions from croplands

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

Biochar is a fine-grained charcoal, rich in refractory organic carbon compounds. Biochar is produced from pyrolysis of plant and waste feedstock, i.e. during thermal decomposition of biomass in partial or total absence of oxygen. As a soil amendment, biochar can favour a long-term stabilisation of carbon stocks, serving as a net withdrawal of atmospheric carbon dioxide. From an agronomic point of view, high organic carbon input from biochar can enhance the nutrient and water retention capacity of the amended soil, reducing the total fertilizer requirements.

Purpose of the Technology: Therefore, the application of biochar is proposed as a strategy to reduce the climate and environmental impact of cropland systems as well as improve the soil quality by enhancing its physical-chemical characteristics.

Establishment / maintenance activities and inputs: Due to high recalcitrance of its C compounds, fine-grained biochar can be applied occasionally in the field, although its long-term effect is still being studied. High doses of biochar can be distributed (e.g. > 10 t C ha-1) just before ploughing in order to favour its incorporation, mixing and interaction with soil particles.

Natural / human environment: Potentially, the high stability of biochar C-compounds favours a reduction of GHG emissions by increasing the soil carbon stocks. Potentially, the soil can benefit from biochar application by improving its structure, the water retention capacity and finally the nutrient cycling. Nevertheless, it must be underlined that such technique is still in its infancy and needs testing before it is widespread as an agricultural practice. Although the biochar costs of production are not available, it must be noted that, due to the occasional application, the management costs would be low.

2.3 Fotografías de la Tecnología

2.5 País/ región/ lugares donde la Tecnología fue aplicada y que se hallan comprendidos por esta evaluación

País:

Italia

Región/ Estado/ Provincia:

Italy

Especifique más el lugar :

Veneto region

2.7 Introducción de la Tecnología

Especifique cómo se introdujo la Tecnología:
  • durante experimentos/ investigación

3. Clasificación de la Tecnología MST

3.2 Tipo(s) actuales de uso de la tierra donde se aplica la Tecnología

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual
Comentarios:

Major land use problems (compiler’s opinion): Soils in the low Venetian plain of the Veneto region generally suffer from a loss of soil organic matter (SOM) that is strongly affected by their natural texture and climatic conditions. Moreover, in the last 50 years intensive tillage practices contributed to a further SOM decrease estimated at 0.02-0.58 t/ha/y of carbon and high intensive monoculture practices implied oversimplification of agro-ecosystems and decline of soil biodiversity. Finally, in the last few years attention is given to excessive GHG emissions from croplands.

Major land use problems (land users’ perception): Decrease of productivity. However to date, few farmers have adopted conservation practices in order to reduce a decline of soil fertility and water quality, symptom of poor perception of the problem.

3.3 Información adicional sobre el uso de tierras

Provisión de agua para la tierra donde se aplica la Tecnología:
  • mixta de secano – irrigada
Número de temporadas de cultivo por año:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 210Longest growing period from month to month: March to OctoberSecond longest growing period in days: 180

3.4 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • manejo integrado de la fertilidad del suelo

3.5 Difusión de la Tecnología

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • distribuida parejamente sobre un área
Si la tecnología se halla difundida homogéneamente en un área, indique el área aproximada que cubre:
  • < 0.1 km2 (10 ha)
Comentarios:

This is only a research trial that is now performed at the experimental farm of the University of Padova.

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas agronómicas

medidas agronómicas

  • A2: materia orgánica/ fertilidad del suelo
Comentarios:

Main measures: agronomic measures

Type of agronomic measures: manure / compost / residues

3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología

deterioro químico del suelo

deterioro químico del suelo

  • Cn: reducción de la fertilidad y contenido reducido de la materia orgánica del suelo (no ocasionados por la erosión)
Comentarios:

Main type of degradation addressed: Cn: fertility decline and reduced organic matter content

Main causes of degradation: soil management, crop management (annual, perennial, tree/shrub), population pressure

3.8 Prevención, reducción o restauración de la degradación del suelo

Especifique la meta de la Tecnología con relación a la degradación de la tierra:
  • reducir la degradación del suelo
  • restaurar/ rehabilitar tierra severamente degradada
Comentarios:

Main goals: mitigation / reduction of land degradation, rehabilitation / reclamation of denuded land

Secondary goals: prevention of land degradation

4. Especificaciones técnicas, actividades de implementación, insumos y costos

4.2 Especificaciones técnicas/ explicaciones del dibujo técnico

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate

Technical knowledge required for land users: moderate

Main technical functions: increase in organic matter

Secondary technical functions: improvement of topsoil structure (compaction), increase in nutrient availability (supply, recycling,…), increase / maintain water stored in soil

Agronomic measure: Biochar
Material/ species: Plant feedstock
Remarks: 10-40 t C ha-1 still being studied

4.3 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

otra / moneda nacional (especifique):

Indique la tasa de cambio de USD a la moneda local (si fuese relevante): 1 USD =:

0,8

Indique el costo promedio del salario de trabajo contratado por día:

21.00

4.4 Actividades de establecimiento

Actividad Tipo de medida Momento
1. Biochar input Agronómicas

4.5 Costos e insumos necesarios para el establecimiento

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Otros Biochar 20t ha 1,0 6000,0 6000,0 100,0
Costos totales para establecer la Tecnología 6000,0
Comentarios:

Life span of biochar is several years but still under study.

4.7 Costos e insumos necesarios para actividades de mantenimiento/ recurrentes (por año)

Comentarios:

Costs are only indicative at the moment (2015 y) since a real market is not available.

4.8 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

Currently biochar is difficultly available in the market and some estimates report a high cost (300 US $/ t). However, the application of biochar can be done once every several years. As a result, costs are mainly as an initial investment.

5. Entorno natural y humano

5.1 Clima

Lluvia anual
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Zona agroclimática
  • Sub-húmeda

Thermal climate class: temperate

5.2 Topografía

Pendientes en promedio:
  • plana (0-2 %)
  • ligera (3-5%)
  • moderada (6-10%)
  • ondulada (11-15%)
  • accidentada (16-30%)
  • empinada (31-60%)
  • muy empinada (>60%)
Formaciones telúricas:
  • meseta/ planicies
  • cordilleras
  • laderas montañosas
  • laderas de cerro
  • pies de monte
  • fondo del valle
Zona altitudinal:
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1,000 m s.n.m
  • 1,001-1,500 m s.n.m
  • 1,501-2,000 m s.n.m
  • 2,001-2,500 m s.n.m
  • 2,501-3,000 m s.n.m
  • 3,001-4,000 m s.n.m
  • > 4,000 m s.n.m

5.3 Suelos

Profundidad promedio del suelo:
  • muy superficial (0-20 cm)
  • superficial (21-50 cm)
  • moderadamente profunda (51-80 cm)
  • profunda (81-120 cm)
  • muy profunda (>120 cm)
Textura del suelo (capa arable):
  • mediana (limosa)
Materia orgánica de capa arable:
  • media (1-3%)
Si se halla disponible, adjunte una descripción completa de los suelos o especifique la información disponible, por ej., tipo de suelo, pH/ acidez de suelo, capacidad de intercambio catiónico, nitrógeno, salinidad, etc. :

Soil fertility is low
Soil drainage/infiltration level is medium
Soil water storage capacity is medium

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

< 5 m

Disponibilidad de aguas superficiales:

bueno

Calidad de agua (sin tratar):

agua potable de buena calidad

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • mediana

5.6 Las características de los usuarios de la tierra que aplican la Tecnología

Orientación del mercado del sistema de producción:
  • comercial/ mercado
Nivel de mecanización:
  • mecanizado/motorizado
Indique otras características relevantes de los usuarios de las tierras:

Difference in the involvement of women and men: Farmers in the Veneto region are traditionally males due to historical and cultural reasons.

Population density: 200-500 persons/km2

Annual population growth: 0.5% - 1%

5.7 Área promedio de la tierra que pertenece a o es arrendada por usuarios de tierra que aplican la Tecnología

  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha
Comentarios:

Average area of land owned or leased by land users applying the Technology: Also 15-50 ha

5.8 Tenencia de tierra, uso de tierra y derechos de uso de agua

Tenencia de tierra:
  • individual, sin título
  • individual, con título
Derechos de uso de tierra:
  • arrendamiento
  • individual
Derechos de uso de agua:
  • comunitarios (organizado)
  • arrendamiento

5.9 Acceso a servicios e infraestructura

salud:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
educación:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
asistencia técnica:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
empleo (ej. fuera de la granja):
  • pobre
  • moderado
  • bueno
mercados:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
energía:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
caminos y transporte:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
agua potable y saneamiento:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
servicios financieros:
  • pobre
  • moderado
  • bueno

6. Impactos y comentarios para concluir

6.1 Impactos in situ demostrados por la Tecnología

Impactos socioeconómicos

Producción

riesgo de fracaso de producción

incrementó
disminuyó
Ingreso y costos

gastos en insumos agrícolas

incrementó
disminuyó

Impactos socioculturales

Improved livelihoods and human well-being

decreased
increased
Comentarios/ especifique:

So far the technology is in its infancy and improvements in livelihoods and human well-being are still not conceivable

Impactos ecológicos

Suelo

humedad del suelo

disminuyó
incrementó

ciclo/ recarga de nutrientes

disminuyó
incrementó

materia orgánica debajo del suelo C

disminuyó
incrementó
Reducción de riesgos de desastres y riesgos climáticos

emisión de carbono y gases de invernadero

incrementó
disminuyó

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

capacidad de amortiguación/ filtrado

disminuyó
mejoró

6.3 Exposición y sensibilidad de la Tecnología al cambio climático gradual y a extremos relacionados al clima/ desastres (desde la percepción de los usuarios de tierras)

Cambio climático gradual

Cambio climático gradual
Estación tipo de cambios climáticos/ climas extremos ¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
temperatura anual incrementó bien

Extremos (desastres) relacionados al clima

Desastres climatológicos:
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
tormenta de lluvia local bien
tormenta de viento bien
Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
sequía bien
Desastres hidrológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
inundación general (río) bien

Otras consecuencias relacionadas al clima

Otras consecuencias relacionadas al clima
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
periodo reducido de crecimiento bien

6.4 Análisis costo-beneficio

Comentarios:

Short-term and long-term benefits are still being studied, therefore right now it is not possible to evaluate benefits

6.5 Adopción de la Tecnología

Comentarios:

There is a little trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: The technology is not yet applied in the field, although tested and proposed by research institutes in order to imporve soil fertility and soil organic matter content.

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
Enhances soil organic carbon content in the long-term
Improves soil water retention and nutrient cycling
Mitigates GHG emissions of cropland systems

6.8 Debilidades/ desventajas/ riesgos de la Tecnología y formas de sobreponerse a ellos

Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Still not completely known the long-term effects on soil properties and biodiversity

7. Referencias y vínculos

7.2 Vínculos a las publicaciones disponibles

Título, autor, año, ISBN:

Physico-chemical properties and microbial responses in biochar-amended soils: Mechanisms and future directions, Gul et al., 2015. Agriculture, Ecosystems & Environment (206), 46-59.

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