Explorando la Relación Entre la Estructura de Poros del Biochar y la Composición de la Comunidad Microbiana en la Promoción del Crecimiento del Tabaco
Autores: Yang, Linyuan; Li, Shichen; Ahmed, Waqar; Jiang, Tao; Mei, Fupeng; Hu, Xiaodong; Liu, Wubo; Abbas, Fatima M.; Xue, Rujun; Peng, Xiaoci; Zhao, Zhengxiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Biochar
Rendimiento agrícola
Salud del suelo
Estructura de poros
Crecimiento de plantas
Comunidades microbianas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Los beneficios potenciales del biochar, una sustancia rica en carbono derivada de la biomasa, para mejorar el rendimiento agrícola y la salud del suelo han despertado un interés creciente. Sin embargo, debido a la falta de estudios especializados, el papel de su estructura poliespacial en el éxito de fomentar el crecimiento de las plantas sigue siendo incierto. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos de varias formas de poros del biochar en el crecimiento del tabaco y los procesos microbiológicos subyacentes. Se utilizaron tres temperaturas de pirólisis (250 grados C, 400 grados C y 550 grados C) para producir biochar a partir de tallos de tabaco, resultando en diferentes estructuras de poros (T3 > T2 > T1). Luego utilizamos mediciones de área de superficie específica BET, área de superficie específica de microporos t.Plot, área de superficie específica de mesoporos MSSA, volumen específico de poros SPV, tamaño promedio de poro AP y volumen de poro de mesoporos MPV para evaluar los efectos de estos biochars en el crecimiento del tabaco y la acumulación de biomasa, y se realizaron análisis microbianos para investigar los mecanismos subyacentes. Cuando se aplicó a las plantas, el biochar aumentó su crecimiento en comparación con los controles no tratados. La mejora más notable en el crecimiento del tabaco se observó en el biochar producido a 400 grados C (T3), que poseía la estructura de poro más grande y ventajosa entre todos los tratamientos. Estudios adicionales demostraron que los biochars con mayores áreas de superficie específica (BET, t.Plot y MSSA) alteraron positivamente la abundancia de taxones microbianos clave y la composición de la comunidad, fomentando así el desarrollo de las plantas y la acumulación de biomasa. Por el contrario, mayores volúmenes de poro inhibieron la actividad microbiana y afectaron significativamente el crecimiento y la acumulación de biomasa. La modelización de ecuaciones estructurales demostró además que la estructura de poro del biochar afectó en gran medida el crecimiento de las plantas al cambiar la abundancia relativa y la composición de la comunidad de microbios del suelo. Maximizar los beneficios del biochar en la estimulación del crecimiento de las plantas y la mejora de las comunidades microbianas del suelo depende de optimizar la estructura de poro del material, particularmente aumentando el área de superficie específica. Estos hallazgos ayudarán a expandir el uso del biochar en la agricultura sostenible.
Descripción
Los beneficios potenciales del biochar, una sustancia rica en carbono derivada de la biomasa, para mejorar el rendimiento agrícola y la salud del suelo han despertado un interés creciente. Sin embargo, debido a la falta de estudios especializados, el papel de su estructura poliespacial en el éxito de fomentar el crecimiento de las plantas sigue siendo incierto. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos de varias formas de poros del biochar en el crecimiento del tabaco y los procesos microbiológicos subyacentes. Se utilizaron tres temperaturas de pirólisis (250 grados C, 400 grados C y 550 grados C) para producir biochar a partir de tallos de tabaco, resultando en diferentes estructuras de poros (T3 > T2 > T1). Luego utilizamos mediciones de área de superficie específica BET, área de superficie específica de microporos t.Plot, área de superficie específica de mesoporos MSSA, volumen específico de poros SPV, tamaño promedio de poro AP y volumen de poro de mesoporos MPV para evaluar los efectos de estos biochars en el crecimiento del tabaco y la acumulación de biomasa, y se realizaron análisis microbianos para investigar los mecanismos subyacentes. Cuando se aplicó a las plantas, el biochar aumentó su crecimiento en comparación con los controles no tratados. La mejora más notable en el crecimiento del tabaco se observó en el biochar producido a 400 grados C (T3), que poseía la estructura de poro más grande y ventajosa entre todos los tratamientos. Estudios adicionales demostraron que los biochars con mayores áreas de superficie específica (BET, t.Plot y MSSA) alteraron positivamente la abundancia de taxones microbianos clave y la composición de la comunidad, fomentando así el desarrollo de las plantas y la acumulación de biomasa. Por el contrario, mayores volúmenes de poro inhibieron la actividad microbiana y afectaron significativamente el crecimiento y la acumulación de biomasa. La modelización de ecuaciones estructurales demostró además que la estructura de poro del biochar afectó en gran medida el crecimiento de las plantas al cambiar la abundancia relativa y la composición de la comunidad de microbios del suelo. Maximizar los beneficios del biochar en la estimulación del crecimiento de las plantas y la mejora de las comunidades microbianas del suelo depende de optimizar la estructura de poro del material, particularmente aumentando el área de superficie específica. Estos hallazgos ayudarán a expandir el uso del biochar en la agricultura sostenible.