Tecnologias

Biochar application as a soil amendment [Itália]

Applicazione di biochar come ammendante organico

technologies_1279 - Itália

Completude: 76%

1. Informação geral

1.2 Detalhes do contato das pessoas capacitadas e instituições envolvidas na avaliação e documentação da tecnologia

Pessoa(s) capacitada(s)

Especialista em GST:
Especialista em GST:

Morari Francesco

University of Padova

Itália

Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
Preventing and Remediating degradation of soils in Europe through Land Care (EU-RECARE )
Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)
University of Padova (UNIPD) - Itália

1.3 Condições em relação ao uso da informação documentada através de WOCAT

O compilador e a(s) pessoa(s) capacitada(s) aceitam as condições relativas ao uso de dados documentados através do WOCAT:

Sim

1.5 Referência ao(s) questionário(s) sobre abordagens GST (documentado(s) usando WOCAT)

Carbon farming
approaches

Carbon farming [Itália]

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

  • Compilador/a: Nicola Dal Ferro

2. Descrição da tecnologia de GST

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

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

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

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 Fotos da tecnologia

2.5 País/região/locais onde a tecnologia foi aplicada e que estão cobertos nesta avaliação

País:

Itália

Região/Estado/Província:

Italy

Especificação adicional de localização:

Veneto region

Especifique a difusão da tecnologia:
  • Uniformemente difundida numa área
Se a área precisa não for conhecida, indicar a área aproximada coberta:
  • < 0,1 km2 (10 ha)
Comentários:

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

2.7 Introdução da tecnologia

Especifique como a tecnologia foi introduzida:
  • durante experiências/ pesquisa

3. Classificação da tecnologia de GST

3.2 Tipo(s) atualizado(s) de uso da terra onde a tecnologia foi aplicada

Terra de cultivo

Terra de cultivo

  • Cultura anual
Número de estações de cultivo por ano:
  • 1
Especifique:

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

Comentários:

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.

3.4 Abastecimento de água

Abastecimento de água para a terra na qual a tecnologia é aplicada:
  • Misto de precipitação natural-irrigado

3.5 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia

  • Gestão integrada de fertilidade do solo

3.6 Medidas de GST contendo a tecnologia

Medidas agronômicas

Medidas agronômicas

  • A2: Matéria orgânica/fertilidade do solo
Comentários:

Main measures: agronomic measures

Type of agronomic measures: manure / compost / residues

3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia

Deteriorização química do solo

Deteriorização química do solo

  • Cn: declínio de fertilidade e teor reduzido de matéria orgânica (não causado pela erosão)
Comentários:

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 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo

Especifique o objetivo da tecnologia em relação a degradação da terra:
  • Reduzir a degradação do solo
  • Recuperar/reabilitar solo severamente degradado
Comentários:

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

Secondary goals: prevention of land degradation

4. Especificações técnicas, implementação de atividades, entradas e custos

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Especificações técnicas (relacionada ao desenho 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

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Outro/moeda nacional (especifique):

Se for relevante, indique a taxa de câmbio do USD para moeda local (por exemplo, 1 USD = 79,9 Real): 1 USD =:

0,8

Indique a média salarial da mão-de-obra contratada por dia:

21.00

4.3 Atividades de implantação

Atividade Periodicidade (estação do ano)
1. Biochar input

4.4 Custos e entradas necessárias para a implantação

Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade Custos totais por entrada % dos custos arcados pelos usuários da terra
Outros Biochar 20t ha 1,0 6000,0 6000,0 100,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 6000,0
Custos totais para o estabelecimento da Tecnologia em USD 7500,0
Comentários:

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

4.6 Custos e entradas necessárias pata a manutenção/atividades recorrentes (por ano)

Comentários:

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

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

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. Ambiente natural e humano

5.1 Clima

Precipitação pluviométrica 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
  • Subúmido

Thermal climate class: temperate

5.2 Topografia

Declividade média:
  • Plano (0-2%)
  • Suave ondulado (3-5%)
  • Ondulado (6-10%)
  • Moderadamente ondulado (11-15%)
  • Forte ondulado (16-30%)
  • Montanhoso (31-60%)
  • Escarpado (>60%)
Formas de relevo:
  • Planalto/planície
  • Cumes
  • Encosta de serra
  • Encosta de morro
  • Sopés
  • Fundos de vale
Zona de altitude:
  • 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 Solos

Profundidade do solo em média:
  • Muito raso (0-20 cm)
  • Raso (21-50 cm)
  • Moderadamente profundo (51-80 cm)
  • Profundo (81-120 cm)
  • Muito profundo (>120 cm)
Textura do solo (solo superficial):
  • Médio (limoso, siltoso)
Matéria orgânica do solo superficial:
  • Médio (1-3%)
Caso disponível anexe a descrição completa do solo ou especifique as informações disponíveis, p. ex. tipo de solo, PH/acidez do solo, nitrogênio, capacidade de troca catiônica, salinidade, etc.

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

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

Lençol freático:

< 5 m

Disponibilidade de água de superfície:

Bom

Qualidade da água (não tratada):

Água potável boa

5.5 Biodiversidade

Diversidade de espécies:
  • Médio

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado do sistema de produção:
  • Comercial/mercado
Nível de mecanização:
  • Mecanizado/motorizado
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

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 média de terrenos utilizados pelos usuários de terrenos que aplicam a Tecnologia

  • < 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
Comentários:

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

5.8 Propriedade de terra, direitos de uso da terra e de uso da água

Propriedade da terra:
  • Indivíduo, não intitulado
  • Indivíduo, intitulado
Direitos do uso da terra:
  • Arrendado
  • Indivíduo
Direitos do uso da água:
  • Comunitário (organizado)
  • Arrendado

5.9 Acesso a serviços e infraestrutura

Saúde:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Educação:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Assistência técnica:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Emprego (p. ex. não agrícola):
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Mercados:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Energia:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Vias e transporte:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Água potável e saneamento:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Serviços financeiros:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Risco de falha de produção

aumentado
diminuído
Renda e custos

Despesas com insumos agrícolas

aumentado
diminuído

Impactos socioculturais

Improved livelihoods and human well-being

decreased
increased
Comentários/especificar:

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

Impactos ecológicos

Solo

Umidade do solo

diminuído
aumentado

Ciclo e recarga de nutrientes

diminuído
aumentado

Matéria orgânica do solo/carbono abaixo do solo

diminuído
aumentado
Clima e redução de riscos de desastre

Emissão de carbono e gases de efeito estufa

aumentado
diminuído

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Capacidade de tamponamento/filtragem

Reduzido
Melhorado

6.3 Exposição e sensibilidade da tecnologia às mudanças climáticas graduais e extremos/desastres relacionados ao clima (conforme o ponto de vista dos usuários da terra)

Mudança climática gradual

Mudança climática gradual
Estação do ano aumento ou diminuição Como a tecnologia lida com isso?
Temperatura anual aumento bem

Extremos (desastres) relacionados ao clima

Desastres meteorológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Temporal local bem
Tempestade de vento local bem
Desastres climatológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Seca bem
Desastres hidrológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Inundação geral (rio) bem

Outras consequências relacionadas ao clima

Outras consequências relacionadas ao clima
Como a tecnologia lida com isso?
Período de crescimento reduzido bem

6.4 Análise do custo-benefício

Comentários:

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

6.5 Adoção da tecnologia

Comentários:

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 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do compilador ou de outra pessoa capacitada
Enhances soil organic carbon content in the long-term
Improves soil water retention and nutrient cycling
Mitigates GHG emissions of cropland systems

6.8 Pontos fracos, desvantagens/riscos da tecnologia e formas de superá-los

Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do compilador ou de outra pessoa capacitada Como eles podem ser superados?
Still not completely known the long-term effects on soil properties and biodiversity

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

7.2 Referências às publicações disponíveis

Título, autor, ano, 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.

Módulos