Los científicos de la Universidad de Cornell Rachel Hestrin y Johannes Lehmann, junto con colaboradores de Canadá y Australia, han demostrado que el carbón vegetal puede absorber grandes cantidades de nitrógeno del amoníaco contaminante del aire, resultando en un posible fertilizante de liberación lenta con más nitrógeno que la mayoría de los abonos animales u otras enmiendas naturales del suelo. Los resultados fueron publicados el viernes en Comunicaciones de la naturaleza .

El amoníaco es un componente común de los fertilizantes agrícolas y proporciona una forma biodisponible del nitrógeno nutriente esencial para las plantas. Sin embargo, El amoníaco también es un gas altamente reactivo que puede combinarse con otros contaminantes del aire para crear partículas que viajan profundamente a los pulmones. conduciendo a una serie de problemas respiratorios. También contribuye indirectamente al cambio climático cuando el exceso de fertilizantes en el suelo se convierte en óxido nitroso. un potente gas de efecto invernadero.

En Canadá, las emisiones de amoníaco han aumentado en un 22 por ciento desde 1990, y el 90 por ciento son producidos por la agricultura, particularmente de estiércol, aplicaciones de lodos y fertilizantes. Mitigar este contaminante, sin limitar el crecimiento de fertilizantes y alimentos para nuestra creciente población mundial, es clave para un futuro sostenible.

Carbón, también conocido como materia orgánica derivada del fuego o biocarbón, es un material natural que se encuentra en el medio ambiente y una enmienda agrícola. Investigaciones recientes sobre los posibles beneficios agrícolas del carbón vegetal han despertado interés en sus propiedades químicas y su capacidad para retener y suministrar nutrientes esenciales a las plantas.

Los investigadores utilizaron la fuente de luz canadiense de la Universidad de Saskatchewan para examinar cómo el gas amoniaco interactúa con el carbón vegetal en condiciones naturales. Según Lehmann, "Las estaciones finales exclusivas de CLS son excelentes para este tipo de espectroscopía de rayos X de nitrógeno".

El estudio de Hestrin y Lehmann identifica la capacidad del carbón vegetal para capturar nitrógeno del amoníaco en el aire mediante la formación de enlaces covalentes. que podría proporcionar un fertilizante de liberación lenta a largo plazo para la producción de cultivos en el campo y en invernadero. Estudios anteriores demostraron que estas reacciones ocurrieron entre el amoníaco y los materiales de carbono diseñados bajo altas temperaturas, pero no hubo evidencia de condiciones de temperatura y presión ambientales.

Hestrin dice que el uso de las capacidades de la línea de luz en la fuente de luz canadiense fue esencial para este descubrimiento revolucionario y lo convirtió en un proyecto mucho más grande de lo planeado originalmente.

"La línea de luz CLS proporcionó el mejor método para investigar cómo el carbón vegetal puede retener el nitrógeno del amoníaco. Descubrir que el nitrógeno se retiene a través de una variedad de enlaces covalentes fue un verdadero cambio de juego en nuestra investigación. Implica que el nitrógeno capturado del compost o el estiércol podría ser menos susceptible a pérdidas por lixiviación o volatilización de lo que pensábamos ".

El nitrógeno juega un papel importante en el cambio climático, y está presente en numerosas formas, algunos esenciales para los organismos vivos, y otros que sean gases tóxicos o nocivos. Proporcionar suficiente nitrógeno a los cultivos mientras se reduce la lixiviación de nitrógeno al agua subterránea o las emisiones gaseosas a la atmósfera tiene importantes consecuencias ambientales.

En la actualidad, hasta el 50 por ciento del nitrógeno que entra en una instalación de compostaje se puede perder como gas amoniaco; capturarlo directamente en la fuente podría reducir significativamente la contaminación y la pérdida de un valioso nutriente para las plantas.

La investigación adicional sobre este descubrimiento innovador indica que el impacto ambiental de la captura de nitrógeno del carbón vegetal del gas amoníaco podría desempeñar un papel importante en los ciclos globales del carbono y el nitrógeno. Además de su potencial para mejorar la gestión de nutrientes agrícolas, las influencias del carbón vegetal en los suelos, el aire y el agua sobre el almacenamiento y la disponibilidad de nitrógeno en los ecosistemas naturales también deben tenerse en cuenta.