Terra Preta en Los Portales – Terra Preta at Los Portales
El papel del Biochar para la fertilización de los suelos
Considerado por algunos como «la revolución negra», el biochar nos llega de las antiguas civilizaciones de la Amazonia. Es un carbón vegetal que se produce a altas temperaturas conocidas como pirólisis- Tiene la capacidad de aumentar la fertilidad del suelo y mejorar la producción de los cultivos.
Historia
En la década de 1960 se realizaron estudios en la Amazonia sobre suelos de más de 2.000 años de antigüedad que presentaban una elevada fertilidad y una capa de humus de entre 0,5 y 2 metros. En las muestras de suelo se descubrieron restos de carbón vegetal, fragmentos de arcilla, huesos, restos de heces humanas, cenizas y espinas de pescado.
En las culturas antiguas, la gente vivía en armonía con la naturaleza y se hacía un uso inteligente de los recursos sin derrocharlos.
La naturaleza no conoce el desperdicio –
Hipótesis
- En las civilizaciones antiguas predominaban los huertos forestales en los que se introducían residuos de cocina, excrementos animales y humanos y polvo de carbón vegetal.
- La higiene era sumamente importante para evitar la propagación de enfermedades. Se supone que existían retretes secos hechos con vasijas de barro en las que se añadía carbón vegetal y que se cerraban herméticamente. Así se evitaba la putrefacción, la plaga de moscas y la propagación de gérmenes.
- Los recipientes herméticamente cerrados provocaban la fermentación por las bacterias lácticas presentes en las heces
- La orina se utilizaba por separado para fertilizar con nitrógeno y fósforo.
- Se supone que había grandes recipientes de recogida hechos de arcilla (200-300 litros) enterrados en el suelo. Para el drenaje de los líquidos del compost y para atraer a los organismos del suelo tenían un agujero en el fondo
- El humus podía acumularse sin que se perdiera.
- Los contenedores llenos se utilizaban para plantar más árboles frutales y aumentar así el suministro de alimentos.
¿Qué es el biochar?
- Debido a su enorme superficie (< 300m2/gr), el biochar tiene una gran capacidad de almacenamiento de agua y nutrientes (5 veces la absorción de agua y nutrientes disueltos en él) y sirve de hábitat para microorganismos
- La pirólisis convierte entre el 25 y el 50% de los residuos vegetales en biocarbón estable y rico en poros en lugar de CO2
- Biochar = 95% de carbono puro difícilmente degradable microbianamente, lo que significa que se fija en el suelo como medio de almacenamiento de carbono permanente y neutro desde el punto de vista climático
La producción de Biochar
Para producir el biochar, utilizamos los residuos leñosos de que disponemos en Los Portales. También es importante para nosotros aprovechar todo el material vegetal antes de convertirlo en biocarbón como paso final. Por ejemplo, las ramas de olivo podadas después de la cosecha, al igual que las ramas después de podar los árboles frutales, primero van a las cabras para que puedan comer las hojas verdes. Lo mismo ocurre con otros residuos de madera que aún tienen hojas verdes, como las viejas plantas de pimiento y berenjena. El ciclo se cierra cuando el estiércol de las cabras se mezcla después con el biocarbón y se devuelve a la tierra en forma de compost.
Además de los recortes de árboles y los residuos de madera del jardín, en esta zona climática crece mucha jara, que utilizamos para hacer biocarbón. La jara es muy invasiva aquí y alberga un alto riesgo de incendios forestales, por lo que se utiliza principalmente como leña en las estufas para limitar su propagación y como protección contra incendios. Las ramas más finas que ya no se utilizan como leña son excelentes para la producción de biocarbón.
Para nosotros es importante utilizar únicamente material de desecho para la conversión en biocarbón y, por tanto, no sacrificar ningún árbol sano. Este tipo de producción nos permite cubrir varias áreas al mismo tiempo: Alimento para los animales, protección contra incendios y gestión forestal, así como aprovechamiento de residuos y mejora de la calidad del suelo.
El método Kon-Tiki
En Los Portales estamos haciendo el fuego de biochar en dos grandes Kon-Tikis de tierra. Se trata de agujeros de forma cónica excavados en el suelo (aproximadamente con un diámetro de 2 m y una pendiente de 60 grados). Para nuestros talleres también utilizamos barriles abiertos por un lado que pueden producir cantidades más pequeñas de biocarbón.
La forma cónica del Kon-Tiki favorece una excelente dinámica de combustión gracias a la perfecta interacción de los vórtices contrarrotatorios creados por los gases ascendentes de la madera y el aire exterior que fluye hacia abajo por encima del lecho de brasas.
Con la correcta gestión del proceso y las altas temperaturas (650° – 700°C), se produce un biocarbón de muy alta calidad prácticamente sin humo.
Pirólisis
Pyrolysis takes place in several stages:
- Encendido del material de partida
- Regulación del suministro de aire
- El oxígeno es necesario para encender el fuego, pero si hay demasiado oxígeno, gran parte de la biomasa se convierte en ceniza de madera.
- Alimentación continua del fuego con más biomasa
- Asegurar una pirólisis completa
- La pirólisis se ha completado cuando se ha formado una fina capa de ceniza gris sobre la capa superior de biomasa: las llamas amarillas indican emisiones de gas y muestran que la pirólisis aún no se ha completado.
- Apagado del biocarbón con agua
- La extinción con agua detiene completamente el proceso de carbonización, de lo contrario el biocarbón se quemaría y sólo quedaría ceniza.
Cargar el biochar
A la producción le sigue el proceso de trituración del biocarbón (todo entre polvo y > 1 cm) y su carga con nutrientes. Si el biocarbón se añade puro al suelo, absorbería los nutrientes presentes en él y los retiraría de las plantas. Por lo tanto, siempre debe cargarse previamente con nutrientes.
- Mezclándolo en un compost (compost aeróbico y anaeróbico, añadiéndole microorganismos eficaces)
- Mezclándolo con fertilizantes líquidos como líquido de compost, estiércol vegetal u orina
- Utilizarlo como lecho adicional en establos
- Utilizarlo como materia orgánica en baños secos
Efectos positivos del biochar en el suelo
- El biochar es altamente alcalino, con un pH de 9 a 12, por lo que contrarresta la acidificación del suelo.
- Evita la putrefacción, regula la humedad y mejora las condiciones para la fermentación láctica (por ejemplo, Bokashi), ya que los poros llenos de agua del biocarbón proporcionan un hábitat para las bacterias lácticas.
- Esto conduce a una mayor actividad del suelo, por lo que aumenta el número de microorganismos regenerativos y se reducen los microorganismos degradativos.
- Especialmente fuerte es el aumento de los hongos del suelo, que descomponen los nutrientes y los ponen a disposición de las plantas.
- El biochar fomenta la capacidad de intercambio catiónico, que se refiere a la capacidad del suelo para almacenar temporalmente nutrientes cargados positivamente, poniéndolos a disposición de las plantas cuando los necesitan.
- Ayuda a mejorar su estructura, capacidad de retención de agua y resistencia a la erosión.
- Acumulación de humus
- La capacidad de absorción puede contribuir a la desintoxicación del suelo
- Mayor capacidad de almacenamiento de agua
- Activación de la vida del suelo a través del hábitat en biochar
- Las bacterias del suelo descomponen los nutrientes para las plantas
- Micorrizas radiculares: simbiosis entre hongos y plantas que mejora la absorción de agua y nutrientes.
- Descomposición de sustancias tóxicas del suelo
- Mejora de la aireación del suelo
The Role of Biochar for Fertile Soils
Considered by some as «the Black Revolution», biochar comes to us from the ancient civilisations of Amazonia. It is a charcoal that is produced at high temperatures known as pyrolysis- It has the ability to increase soil fertility and improve crop production.
History
In the 1960s, studies were carried out in Amazonia on soils that were over 2000 years old and had a high fertility and a humus layer of between 0.5 and 2 metres. Remains of charcoal, clay fragments, bones, traces of human faeces, ash and fish bones were discovered in the soil samples.
In the ancient cultures, people lived in harmony with nature and there was an intelligent use of resources without waste.
Nature knows no waste –
Hypothesis
- In ancient civilisations, forest gardens predominated in which kitchen waste, animal and human excrement and charcoal powder were introduced.
- Hygiene was extremely important to prevent the spread of disease. It is assumed that there were dry toilets made of clay pots into which charcoal was added and which were sealed hermetically. This prevented putrefaction, fly infestation and the spread of germs.
- The hermetically sealed containers led to fermentation by the lactic acid bacteria present in the faeces
- The urine was used separately for nitrogen and phosphorus fertilisation
- It is assumed that there were large collection containers made of clay (200-300 litres) buried in the ground. For the drainage of compost juices and to attract soil organisms they had a hole in the bottom
- Humus could be built up protected from washing out
- The filled containers were used to plant more fruit trees to increase the food supply
What is Biochar?
- Due to its enormous surface area (< 300m2/gr), biochar has a high storage capacity for water and nutrients (5-times the absorption of water and nutrients dissolved in it) and it serves as a habitat for microorganisms
- Pyrolysis converts 25 – 50% of plant residues into stable, pore-rich biochar instead of CO2
- Biochar = 95% pure carbon that is hardly degradable microbially, which means it is fixed in the soil as a permanent and climate-neutral carbon storage medium
The production of Biochar
To produce biochar, we use the woody waste available to us in Los Portales. It is also important to us to make full use of all plant material before it is converted into biochar as a final step. For example, the pruned olive branches after the harvest, just like the branches after pruning fruit trees, first go to the goats so that they can eat the green leaves. The same happens with other wooden waste that still has green leaves, such as the old pepper and aubergine plants. The cycle is closed when the goats manure later is mixed with the biochar and brought back into the soil as compost.
Apart from the tree cuttings and wooden garden waste, a lot of rockrose grows in this climate zone, which we use to make biochar. The rockrose is very invasive here and harbours a high risk of forest fires, so it is mainly used as firewood in the stoves to limit its further spread and for fire protection. The thinner branches that are no longer used as firewood are excellent for the production of biochar.
It is important for us to use only waste material for the conversion into biochar and therefore not to sacrifice any healthy trees. This type of production allows us to cover several areas at the same time: Food for the animals, fire protection and forest management, as well as waste utilisation and improved soil quality.
The Kon-Tiki method
In Los Portales we are making the biochar fire in two big earth Kon-Tikis. Those are conically shaped holes digged in the ground (approx. with a diameter of 2m and a slope of 60 degree). For our workshops we also use barrels that are cut open on one side which can produce smaller amounts of biochar.
The conical shape of the Kon-Tiki favours excellent combustion dynamics through the perfect interplay of counter-rotating vortices created by the rising wood gases and downward-flowing outside air above the ember bed.
With the correct process management and the high temperatures (650° – 700°C), a very high quality biochar is produced with virtually no smoke.
Pyrolysis
Pyrolysis takes place in several stages:
- lighting of the starting material
- Regulation of the air supply
- Oxygen is necessary to get the fire going, but if there is too much oxygen, a large proportion of the biomass turns into wood ash
- continuous feeding of the fire with further biomass
- Asure complete pyrolysis
- Pyrolysis is complete when a thin grey ash layer has formed on the top layer of biomass: yellow flames indicate gas emissions and show that pyrolysis is not yet complete.
- quenching the biochar with water
- Extinguishing with water stops the charring process completely, otherwise the biochar would burn up and only ash would remain
Charging the Biochar
Production is followed by the process of crushing the biochar (everything between powder form and > 1cm) and charging it with nutrients. If biochar is added pure to the soil; it would absorb the nutrients present there and thus withdraw them from the plants. It must therefore always be charged with nutrients beforehand.
- Mixing it into a compost (aerobic and anaerobic compost, adding effective microorganisms to it)
- Mixing it with liquid fertilizers such as compost tea, plant manure or urine
- Use as additional bedding in stables
- Use as organic material in compost toilets
Positive effects of Biochar on the soil
- Biochar is highly alkaline with a pH value of 9 to 12 and thus counteracts soil acidification.
- It prevents putrefaction, regulates moisture, and improves conditions for lactic acid fermentation (e.g. Bokashi) as the water-filled pores of the biochar provide a habitat for the lactic acid bacteria.
- This leads to increased soil activity, whereby the number of regenerative microorganisms is increased and degradative microorganisms are reduced.
- Particularly strong is the increase in soil fungi, which break down nutrients and make them available to plants
- Biochar promotes cation exchange capacity, which refers to the ability of the soil to temporarily store positively charged nutrients, making them available to plants when needed.
- It helps to improve its structure, water-holding capacity, and ability to resist erosion
- Humus build-up
- Absorption capacity can contribute to soil detoxification
- Higher water storage capacity
- Activation of soil life through habitat in Biochar
- Soil bacteria break down nutrients for plants
- Root mycorrhizae – symbiosis between fungus and plant that leads to improved water and nutrient uptake
- Decomposition of toxic soil substances
- Improved soil aeration