The use of biochar as a soil amendment has recently gained attention due to its benefits associated with soil carbon (C) sequestration and mitigation of nitrous oxide (N₂O) emissions. Although several studies have observed soil N₂O emissions decrease in response to biochar application, explaining the cause-and-effect relationship remains challenging. In addition to this knowledge gap, there is a shortage of data obtained in tropical environments. In this context, this study was developed to assess the effect of biochar application on soil N₂O emissions in tropical conditions and how different factors can influence this response. Therefore, the first experiment was conducted to evaluate the effects of converting sugarcane straw into biochar, comparing straw-covered soils with the two application rates (5 and 10 Mg ha^-1) of straw-based biochar. In addition, we also focused on unraveling how biochar might affect these emissions through the quantification of N-related functional genes (AOA, AOB, nirK, nirS, nosZ). Our results revealed that applying sugarcane straw-based biochar to the soil decreased N₂O emissions by 73% compared to straw-covered soils. However, this reduction was due to the N₂O emissions increase caused by the straw presence, as the biochar application at both 5 and 10 Mg ha^-1 rates exhibited similar results to the application of N fertilizer alone. The rise in N₂O emissions under soils covered with straw had a strong positive interaction with the AOB relative abundance, which seems to be a significant N₂O source from nitrification under tropical soils. Nevertheless, the biochar application rates of 5 and 10 Mg ha^-1 appeared to be insufficient for N₂O mitigation; therefore, a 20 Mg ha^-1 rate was adopted for the following experiment. In the second experiment, we sought to determine the influence of different types of biochar produced from sugarcane (Saccharum spp.) straw (SB) and bagasse (BB), together with Pinus spp. and Eucalyptus spp. residues on soil N₂O emissions. For a more precise physicochemical characterization, the different types of biochar were also examined through scanning electron microscopy (SEM), dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In this experiment, we observed the biochar capacity to suppress N₂O emissions driven by N fertilizer use. Our results showed that the magnitude of this mitigation capacity varied with the feedstock biomass, where SB, BB, PB, and EB decreased soil N₂O emissions by 50, 35, 35, and 25%, respectively. Among the evaluated treatments, only SB expressed a higher capacity to decrease N₂O emissions than EB, which also had the highest share of hydroxyl/ether (CO) functional groups on its surface. Furthermore, biochars from forestry residues had more C in its surface composition, resulting in higher soil C contents. The application of PB was the best option among the forestry biomasses, as it decreased soil N₂O emissions to levels similar to SB and BB while promoting higher soil C input. Our results validate that the biochar use as a soil amendment can be considered a win-win strategy, as it enhances soil C stocks while decreasing N₂O emissions. However, the magnitude of this response relies on the biochar feedstock material and application rate under tropical conditions. Our study contributes to elucidating the effects of biochar application to soil on N₂O emissions in tropical environments and provides data for future projects that aim to include the practice as a nature-based solution.

A aplicação de biochar no solo tem ganhado atenção devido aos seus benefícios associados ao sequestro de carbono (C) do solo e à mitigação das emissões de óxido nitroso (N₂O). Embora o efeito de redução da emissão de N₂O em resposta ao uso de biochar tenha sido observado em diversos estudos, a explição da causa e efeito continua desafiadora. Além dessa lacuna no conhecimento, há uma escassez de dados obtidos em ambientes tropicais. Desta forma, este estudo foi desenvolvido para avaliar o efeito da aplicação de biochar nas emissões de N₂O do solo em condições tropicais, e como diferentes fatores podem influenciar esta resposta. O primeiro experimento foi realizado para avaliar os efeitos da conversão da palha de cana-de- açúcar em biochar, comparando solos cobertos por palha com a aplicação de duas doses (5 e 10 Mg ha^-1) de biochar de palha. Em adição, se buscou desvendar como o biochar pode afetar estas emissões por meio da quantificação de genes funcionais relacionados ao ciclo do N (AOA, AOB, nirK, nirS, nosZ). A aplicação de biochar no solo diminuiu as emissões de N₂O em 73% em comparação com solos cobertos com palha. No entanto, esta redução foi relacionada ao aumento das emissões causado pela presença da palha, uma vez que a aplicação de biochar teve emissões semelhantes ao tratamento com uso de apenas fertilizante nitrogenado. As emissões de N₂O sob cobertos com palha teve uma forte interação positiva com a abundância relativa de AOB, que pode ser fonte significativa de N₂O pela nitrificação em solos tropicais. No entanto, a aplicação de biochar nas doses 5 e 10 Mg ha^-1 demonstrou ser insuficiente para a mitigação de N₂O, portanto uma dose de 20 Mg ha^-1 foi adotada no experimento seguinte. No segundo experimento, buscou-se determinar a influência de diferentes tipos de biochar produzidos a partir da palha (PB) e bagaço (BB) da cana-de-açúcar (Saccharum spp.), e resíduos de Pinus spp. (PB) e Eucalyptus spp. (EB). Para uma caracterização físico-química mais precisa, as amostras de foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Neste experimento, a capacidade do biochar em suprimir as emissões de N₂O derivadas do uso de fertilizantes nitrogenados foi confirmada. Porém a magnitude dessa capacidade de mitigação variou com a biomassa da matéria-prima, onde SB, BB, PB, EB diminuiram as emissões de N₂O do solo em 50, 35, 35 e 25%, respectivamente. Entre os tratamentos avaliados, apenas SB expressou uma maior capacidade de reduzir as emissões de N₂O do que EB, que também apresentou uma maior proporção de grupos funcionais hidroxila/éter (CO) em sua superfície. Além disto, biochars produzidos de resíduos florestais apresentaram maiores teores de C em sua superfície, resultando em maiores níveis de C no solo. A aplicação de PB foi a melhor opção entre as biomassas florestais, pois reduziu as emissões de N2O do solo para níveis semelhantes a SB e BB, ao mesmo tempo em que promoveu maior aporte de C no solo. Com isto, o uso de biochar para aplicação no solo pode ser considerado uma relação ganha-ganha, uma vez que aumenta os estoques de C do solo enquanto diminui as emissões de N₂O. No entanto, a magnitude dessa resposta sob condições tropicais depende da matéria prima utilizada e dose de aplicação do biochar. O presente trabalho contribui para elucidar os efeitos da aplicação de biochar no solo nas emissões de N₂O em ambientes tropicais e fornece resultados à futuros projetos que visam incluir a prática como uma solução baseada na natureza.