Repositorio
Institucional

Meier, Sebastian

Moore, Francisca

Gonzalez, Maria-Eugenia

Khan, Naser

Curaqueo, Gustavo

Sanchez-Monedero, Miguel

Rilling, Joaquin

Morales, Esteban

Panichini, Marcelo

Mutis, Ana

Jorquera, Milko

Mejias, Jaime

Hirzel, Juan

Copper immobilization by biochar and microbial community abundance in metal-contaminated soils

ELSEVIER

SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT

en

Biochar (BC) is gaining attention as a soil amendment that can remediate metal polluted soils. The simultaneous effects of BC on copper (Cu) mobility, microbial activities in soil using metallophytes have scarcely been addressed. The objective of this study was to evaluate the effects of biochar BCs on Cu immobilization and over soil microbial communities in a Cu-contaminated soil evaluated over a two-year trial. A Cu-contaminated soil (338 mg kg(-1)) was incubated with chicken manure biochar (CMB) or oat hull biochar (OHB) at rates of 1 and 5% w/w. Metallophyte Oenothera picensis was grown over one season (six months). The above process was repeated for 3 more consecutive seasons using the same soils. The BCs increased the soil pH and decreased the Cu exchangeable fraction Cu by 5 and 10 times (for OHB and CMB, respectively) by increasing the Cu bound in organic matter and residual fractions, and its effects were consistent across all seasons evaluated. BCs provided favorable habitat for microorganisms that was evident in increased microbial activity. The DHA activity was increased in all BC treatments, reaching a maximum of 7 and 6 times higher than control soils in CMB and OHB. Similar results were observed in microbial respiration, which increased 53% in OHB and 61% in CMB with respect to control. The BCs produced changes in microbial communities in all seasons evaluated. The fungal and bacterial richness were increased by CMB and OHB treatments, however, no clear effects were observed in the microbial diversity estimators. The physiochemical and microbiological effects produced by BC result in an increase of plant biomass production, which was on average 3 times higher than control treatments. However, despite being a metallophyte, O. picensis did not uptake Cu efficiently. Root and shoot Cu concentrations decreased or changed insignificantly in most BC treatments. Crown Copyright (c) 2017 Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

El biocarbón (BC) está ganando atención como una enmienda del suelo que puede remediar suelos contaminados con metales. Los efectos simultáneos del BC sobre la movilidad del cobre (Cu) y las actividades microbianas en el suelo utilizando metalofitas apenas se han abordado. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos de los BC de biocarbón sobre la inmovilización de Cu y sobre las comunidades microbianas del suelo en un suelo contaminado con Cu evaluado durante un ensayo de dos años. Un suelo contaminado con Cu (338 mg kg(-1)) se incubó con biocarbón de estiércol de pollo (CMB) o biocarbón de cascarilla de avena (OHB) a tasas de 1 y 5% p/p. La metalofita Oenothera picensis se cultivó durante una temporada (seis meses). El proceso anterior se repitió durante 3 temporadas consecutivas más utilizando los mismos suelos. Los BC aumentaron el pH del suelo y disminuyeron la fracción intercambiable de Cu en 5 y 10 veces (para OHB y CMB, respectivamente) al aumentar el Cu unido en materia orgánica y fracciones residuales, y sus efectos fueron consistentes en todas las temporadas evaluadas. Los BCs proporcionaron un hábitat favorable para los microorganismos, lo cual se evidenció en un aumento de la actividad microbiana. La actividad de DHA se incrementó en todos los tratamientos con BC, alcanzando un máximo de 7 y 6 veces mayor que los suelos control en CMB y OHB. Se observaron resultados similares en la respiración microbiana, que aumentó 53% en OHB y 61% en CMB con respecto al control. Los BCs produjeron cambios en las comunidades microbianas en todas las estaciones evaluadas. La riqueza fúngica y bacteriana se incrementó con los tratamientos CMB y OHB

sin embargo, no se observaron efectos claros en los estimadores de diversidad microbiana. Los efectos fisicoquímicos y microbiológicos producidos por el BC resultan en un aumento de la producción de biomasa vegetal, que fue en promedio 3 veces mayor que los tratamientos control. Sin embargo, a pesar de ser un metalofito, O. picensis no absorbió Cu eficientemente. Las concentraciones de Cu en raíces y brotes disminuyeron o cambiaron de manera insignificante en la mayoría de los tratamientos con BC. Crown Copyright (c) 2017 Publicado por Elsevier B.V. Todos los derechos reservados.

Artículo original

Esta investigación fue apoyada por el proyecto FONDECYT número 11150480.

This research was supported by FONDECYT project number 11150480.

10.1016/j.scitotenv.2017.10.223

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Biochar

Contamination

Copper

Immobilization

Microorganism

biocarbón

Contaminación

Cobre

Inmovilización

Microorganismo

Environmental Sciences

Biochar

Contamination

Copper

Immobilization

Microorganism

biocarbón

Contaminación

Cobre

Inmovilización

Microorganismo

Ciencias del suelo

Agronomía

Biotecnología Ambiental

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WOS:000424121800097

Copper immobilization by biochar and microbial community abundance in metal-contaminated soils

Artículo original

ELSEVIER

SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT

Ciencias Ambientales

0048-9697

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ANID FONDECYT 11150480

This research was supported by FONDECYT project number 11150480.

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