A busca por sistemas de produção agrícola sustentáveis é tema de destaque no atual contexto mundial e sua implementação demanda tecnologias que proporcionem a reutilização racional de resíduos agrícolas, de modo a promover melhorias no solo, proteção de recursos hídricos, redução da emissão de gases de efeito estufa, dentre outros fatores. Nesse contexto, o Brasil ocupa lugar de destaque, como maior produtor mundial de cana-de-açúcar, cuja cadeia produtiva gera diversos resíduos tais como: vinhaça, bagaço e torta de filtro. E que uma vez utilizados indiscriminadamente podem representar um problema econômico e ambiental. O potássio é o principal nutriente da composição química da vinhaça, possuindo potencial de uso como fertilizante, porém, diante de uma aplicação inadequada às plantas, pode vir a contaminar corpos hídricos e águas subterrâneas, bem como, reduzir a sua eficiência de aproveitamento pelas plantas nessas condições. No caso do bagaço de cana e a torta de filtro, diante de estudos recentes, comprova-se o potencial de uso dessas matérias primas ao serem pirolisadas e convertidas em biochar, um tipo de carvão vegetal que, quando incorporado ao solo, apresenta a capacidade de promover melhorias em suas propriedades físico-químicas. Sendo assim, a hipótese da presente pesquisa é que a aplicação de biochars oriundo de tais matérias primas, pirolisadas em diferentes temperaturas e incubadas ao solo em diferentes tempos de duração são capazes de promover melhorias físico-químicas no solo. Nesse sentido, o principal objetivo dessa pesquisa foi avaliar a dinâmica do íon potássio em um solo representativo da região canavieira de Piracicaba, SP, incorporado com biochar, por meio da obtenção de parâmetros de transporte do íon potássio, mediante a elaboração e ajuste numérico de Breakthrough Curves (BTC s). Foram utilizados diferentes tipos de biochar (matérias primas de bagaço da cana-de-açúcar (B) e torta de filtro (T)), sob diferentes pirólises (250°C e 450°C) e diferentes tempos de incubação (0 e 2 meses). Os parâmetros de transporte do K⁺ aplicado via vinhaça, avaliados, foram: fator de retardamento (R), Peclet number (P) e coeficiente de dispersão (D). Tais parâmetros foram obtidos mediante o ajuste numérico das BTC's, em colunas condicionadas com diferentes tipos de biochar e tempos de incubação, além das colunas controle (sem biochar). Os dados foram ajustados pelo modelo STANMOD (STudio of ANalytical MODels) e os parâmetros foram submetidos à uma análise de variância em esquema fatorial triplo (2 x 2 x 2) e quando constatadas significância no teste F a 5% de probabilidade os resultados foram desdobrados e submetidos ao teste de Tukey (p≥0,05). Pelos resultados obtidos, notou-se uma melhoria química no solo, com o aumento nos teores de fósforo disponível superiores a 300% em relação ao solo natural. Além disso, elevações de 17% na CTC do solo também foram obtidas. O pH do solo foi incrementado em todos os tratamentos aos 2 meses de incubação, cabendo ressaltar que em ambos os períodos de incubação, os demais biochars promoveram aumento nos teores de matéria orgânica do solo. Em termos físicos pode-se dizer que a densidade do solo nas colunas foi significantemente reduzida naquelas condicionadas com os biochar. Apesar de todas essas alterações promovidas pela aplicação do biochar, não foram encontradas diferenças estatísticas nos parâmetros de transporte do íon potássio obtidos quando foram comparadas as colunas condicionadas com biochar com aquelas que não foram condicionadas. Em termos de fator de retardamento os valores variaram de 1,25 a 1,11, respectivamente, indicando uma baixa interação do potássio com solo. Os valores médios do Peclet number variaram de 5,34 a 22,77 indicando que o transporte de potássio no solo, por difusão, nessas condições do estudo foi quase que desprezível em relação ao transporte convectivo-dispersivo. O coeficiente de dispersão, indicador da "distribuição" do K⁺ no solo, variou de 0,52 cm² min^-1 a 5,05 cm² min^-1. Embora os parâmetros obtidos nos tratamentos não tenham se diferido do controle, foram notadas diferenças significativas nos parâmetros D e P entre as combinações dos diferentes fatores. Diante dos resultados obtidos pode-se inferir que o biochar pode ser um importante aliado no processo de melhoria da qualidade físico-química do solo. Contudo, ressalta-se que estudos envolvendo a elaboração de BTC's e aplicação do modelo STANMOD em outras condições fazem-se necessários para melhor elucidação da relação dos biochars com os parâmetros de transporte do íon potássio proveniente da vinhaça.

The development of sustainable agricultural production systems is currently of utmost worldwide. The implementation of such systems often involves the reuse of agricultural wastes for soil improvement, water resources protection, reduction of greenhouse gases emissions, among other uses. However, the use of waste streams without criteria or control can lead to be environmental and economic issues. As the biggest sugarcane producer in the world, with waste streams such as vinasse, sugarcane bagasse and filter cake, Brazil has an important role to play. Potassium is the main chemical element in vinasse, therefore, it has potential use as a fertilizer. However, if it is misapplied to soil, it can contaminate surface water or groundwater, as well as reducing its use by the plants. Recent research has shown that sugarcane bagasse and filter cake have great potential to be transformed in biochar, a type of vegetal charcoal, that, when applied to soil, has the capacity to enhance many soil properties. The main hypothesis of this research is that sugarcane-based biochar, produced at different temperatures and incubated in soil for different periods is able to promote soil physicochemical improvements. The main objective of this work was to assess potassium ion dynamics in a biochar-amended soil of Piracicaba, a traditional region of sugarcane production in Brazil, by obtaining potassium's transport parameters, through numerical fitting of Breakthrough Curves (BTC's). Biochar produced from sugarcane bagasse (B) or filter cake (T), at three temperatures (250°C and 450°C) and two incubation periods (0 and 2 months) were used to evaluate transport parameters for potassium applied via vinasse. The selected parameters, retardation factor (R), Peclet number (P) and dispersion coefficient (D), were obtained by numerically fitting BTC's, in soil columns amended with different types of biochar and incubation periods. The data were fitted by the STANMOD model (STudio of ANalytical MODels) and the parameters were submitted to analysis of variance in a triple factorial scheme (2 x 2 x 2). When significance was found in the F test at a 5% probability, the treatments were compared pairwise using the Tukey test (p≥0.05). The results are indicative of an increase in available phosphorus levels greater than 300% in relation to the natural soil. In addition, soil CEC was elevated by 17%. Soil pH was increased in all treatments for biochar incubated for 2 months. For both incubation periods, all biochars promoted an increase in soil organic matter content. Soil density in column amended with biochar was significantly reduced. Despite all these changes promoted by the application of biochar, no statistical differences were found in the potassium ion transport parameters obtained when the biochar amended columns were compared with unamended columns. The retardation factor ranged from 1.11 to 1.25, indicating a low interaction of potassium with soil. The average Peclet number values ranged from 5.34 to 22.77, indicating that the transport of potassium in the soil, by diffusion, under these conditions of the study was almost negligible in relation to the convective-dispersive transport. The dispersion coefficient, an indicator of the "distribution" of K⁺ in the soil, varied from 0.52 cm² min^-1 to 5.05 cm² min^-1. Although the parameters obtained in the treatments did not differ from the control, significant differences were observed in the D and P parameters between the combinations of the different factors. In view of the results obtained, it can be inferred that biochar can be an important resource in the process of improving the physical-chemical quality of the soil. However, more studies involving the elaboration of BTC's and application of the STANMOD model in other conditions are necessary to better elucidate the relationship of biochars with the transport parameters of potassium ion from vinasse.