Effects of biobased fertilisers on soil physical, chemical and biological indicators – a one-year incubation study

Resumo

A qualidade do solo está em declínio na Europa e globalmente devido às práticas agrícolas e às mudanças climáticas. O mercado europeu para novos fertilizantes de base biológica (FBBs) está crescendo e o novo regulamento de fertilizantes da União Europeia promove seu uso. No entanto, o conhecimento sobre os efeitos de muitos FBBs inovadores na qualidade do solo é atualmente muito limitado. Em um experimento de incubação laboratorial de um ano, este estudo teve como objetivo testar o efeito em indicadores de qualidade do solo biológicos (carbono da biomassa microbiana (C)), físicos (dispersibilidade da argila e capacidade de retenção de água) e químicos (pH, capacidade de troca catiônica (CTC), C total e C em frações granulométricas do solo (<250, 50-250 e >50 μm)) de 10 FBBs aplicados em duas doses diferentes em dois tipos de solo: um Arenossolo e um Luvissolo. A configuração também incluiu um solo que foi submetido à aplicação anual de longo prazo do composto utilizado na incubação. A aplicação de FBBs geralmente melhorou a qualidade do solo, sendo o material de composto o que mais melhorou a qualidade do solo, seguido por um fertilizante de base vegetal e um digestato de biogás. O efeito da aplicação de FBB na CTC, C total e matéria orgânica particulada (MOP) esteve relacionado à quantidade de C total adicionada com o FBB. Além disso, o efeito sobre o C total e as frações da MOP também esteve relacionado ao C facilmente decomponível adicionado com o FBB. A comparação da aplicação única acelerada com a aplicação anual em condições de campo indicou que o ensaio de incubação de longo prazo é um preditor razoável dos efeitos de longo prazo do composto no campo. Resta saber se isso se aplica a FBBs com propriedades muito diferentes.

Abstract

Soil quality is declining in Europe and globally due to agricultural practices and climate change. The European market for novel biobased fertilisers (BBFs) is growing and the new European Union fertiliser regulation promotes their use. However, knowledge about the effects of many novel BBFs on soil quality is currently very limited. In a one-year laboratory incubation experiment, this study aimed to test the effect on biological (microbial biomass carbon (C)), physical (clay dispersibility and water-holding capacity) and chemical (pH, cation exchange capacity (CEC), total C and C in soil size fractions (<250, 50–250 and >50 μm)) soil quality indicators of 10 BBFs applied at two different rates on two soil types: an Arenosol and a Luvisol. The set-up also included a soil that was subjected to long-term annual application of the compost used in the incubation. The application of BBFs generally improved soil quality, with the compost material improving soil quality most, followed by a plant-based fertiliser and a biogas digestate. The effect of BBF application on CEC, total C and particulate organic matter (POM) was related to the amount of total C added with the BBF. Furthermore, the effect on total C and POM fractions was also related to easily decomposable C added with the BBF. Comparing the single accelerated application with annual application under field conditions indicated that the long-term incubation trial is a reasonable predictor of compost long-term effects in the field. Whether this applies to BBFs with very different properties remains to be shown.