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Adiciones de biocarbón a los suelos tienen el potencial de mejorar la calidad del suelo y la productividad agrícola. Este trabajo se centra en la hipótesis de que un biocarbón se puede adaptar de forma tal que, incorpora las características esenciales tanto de un fertilizante comercial como de un acondicionador del suelo. En este estudio, la urea se adsorbió sobre biorcarbón de pasto Napier activado con KOH (KANGB) para producir un carbón enriquecido en nitrógeno que por un lado mejora la capacidad de retención de agua del suelo, la actividad microbiana, y proporciona un sumidero potencial de carbono, mientras que por otro lado suministra una liberación controlada gradual de urea (por desorción gradual de la urea del biocarbón del suelo en la adición de agua) a la planta en crecimiento. Inicialmente, se llevaron a cabo estudios de adsorción por lotes para evaluar la capacidad de absorción de urea de KANGB. Los datos de sorción obtenidos fueron ajustados a los modelos de isotermas Langmuir, Freundlich y Dubinin-Radushkevich. Se obtuvo una capacidad máxima de adsorción monocapa de 1,282 mg.g-1 usando el modelo de Langmuir. Los estudios cinéticos revelaron que la adsorción de urea puede ser mejor descrita con el modelo de pseudosegundo orden con la difusión intra-partícula siendo esta uno de los pasos que limitan la velocidad. Todas las muestras se caracterizaron por espectroscopía infrarroja y microscopía de barrido electrónico. La aplicación de urea adsorbida KANGB para el acondicionamiento del suelo mostró efectos significativos en términos de aumento de la biomasa y el número de germinaciones. Los resultados revelaron que KANGB podría desempeñar un papel importante en el futuro de sistemas agrícolas sostenibles.
Biochar additions to soils have the potential to improve soil quality and agricultural productivity. This work focuses on the hypothesis that a biochar can be tailored in such a way that, it incorporates the essential characteristics of both a commercial fertilizer and a soil conditioner. In this study, Urea was adsorbed onto KOH-Activated Napier Grass Biochar (KANGB) to produce a nitrogen-enriched char that on one hand improves soil water retention capacity, microbial activity, and provides a potential sink for carbon while on the other hand supplies a controlled gradual release of urea (by gradual desorption of the urea from the biochar into the soil on addition of water) to the growing plant. Initially, batch adsorption studies were carried out to evaluate the urea uptake capacity of KANGB. The sorption data obtained was fitted to the Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich isotherm models. A maximum monolayer adsorption capacity of 1282 mg.g-1 was obtained using the Langmuir model. Kinetic studies revealed that the urea adsorption can be best described with the pseudo-second order model with intra-particle diffusion being one of the rate limiting steps. All the samples were characterized by Infrared Spectroscopy (IR) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The application of urea adsorbed KANGB for soil conditioning showed significant effects in terms of enhanced biomass and number of germinations. Results revealed that KANGB could play an important role in future sustainable-agricultural-systems.
