Il biochar può influenzare negativamente la capacità del cloroformio di lisare le cellule microbiche del suolo?

Biochar is a carbonaceous material deriving from the thermochemical decomposition of biomass under oxygen-limiting conditions[1]. During the last decades, biochar has been extensively applied to soil as amendment due to its beneficial effects on fertility, crop productivity and microbial biomass. Due to its porous structure and high specific surface area, biochar is able to adsorb volatile organic compounds, including chloroform (CHCl3)[2]. Thus, we hypothesized that such a biochar property might interfere with the two most widely used methods for the determination of microbial biomass based on the ability of CHCl3 in lysing microbial cells[3][4]. Moreover, over the years, several critical issues related to the use of CHCl3 have been raised due to its toxicity[5] to humans and environment, and scarce efficiency in lysing soil microbial cells[6][7][8]. The aim of this work was to evaluate the ability of CHCl3 to lyse microbial cells in soils amended with biochar. To this aim, microbial biomass C and N (MBC and MBN) determined by the fumigation-incubation and fumigation-extraction methods were compared to MBC and MBN assessed in high CO2-pressurized soils (CO2HP). The latter is a new physical approach based on the lysis of soil microbial cells by high pressurization of soil with CO2, instead by CHCl3 fumigation. Results confirmed the hypothesis that biochar interfere with the fumigation-based methods for soil microbial biomass determination. Moreover, CO2HP approach is more effective for lysis of microbial cells in soils amended with biochar.

Il biochar è un materiale carbonioso derivante dalla decomposizione termochimica della biomassa in condizioni di limitazione dell'ossigeno[1]. Negli ultimi decenni, il biochar è stato ampiamente applicato come ammendante grazie ai suoi effetti benefici sulla fertilità del suolo, sulla produttività delle colture e sulla biomassa microbica. Grazie alla sua struttura porosa e all'elevata superficie specifica, il biochar è in grado di adsorbire composti organici volatili, tra cui il cloroformio (CHCl3)[2]. Pertanto, tale proprietà del biochar potrebbe interferire con i due metodi più utilizzati per la determinazione della biomassa microbica, basati sulla capacità del CHCl3 di lisare le cellule microbiche[3][4]. Inoltre, nel corso degli anni, sono state sollevate diverse criticità legate all'uso di CHCl3 a causa della sua tossicità[5] per l'uomo e l'ambiente e della sua scarsa efficienza nel lisare le cellule microbiche del suolo[6][7][8]. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di valutare la capacità del CHCl3 di lisare le cellule microbiche in terreni ammendati con biochar. A tal fine, il C e l’N della biomassa microbica (BMC e BMN) determinata con i metodi di fumigazione-incubazione e fumigazione-estrazione è stata confrontata con la BMC e la BMN valutate in suoli trattati con alte pressurizzazioni di CO2 (CO2HP). Quest'ultimo è un nuovo approccio fisico basato sulla lisi delle cellule microbiche del suolo mediante un'elevata pressurizzazione con CO2, al posto della fumigazione con CHCl3. I risultati hanno confermato l'ipotesi che il biochar interferisca con i metodi per la determinazione della biomassa microbica del suolo basati sulla fumigazione. Inoltre, l'approccio CO2HP è più efficace per la lisi delle cellule microbiche nei suoli modificati con biochar.