Published May 24, 2023 | Version v1
Publication Open

Long-term effects of single application of biochar on physical and hydrological properties of crosby silt loam soil in Central Ohio, USA

Creators

  • 1. The Ohio State University
  • 2. ICAR Research Complex for NEH Region

Description

Abstract Purpose Very few studies have been done on the effect of one time biochar application on soil physical and hydrological properties after long time lag. The current investigation aims to know the alterations in infiltration rate, soil water content at different potential, water stability of aggregates etc. caused after six years of application of oak wood biochar in Crosby silt loam soil of temperate ecosystem. Methods The trial was carried out using a complete randomized block design with three treatments: B0 (no biochar), B25 (biochar at 25 Mg ha − 1 ), and B5 (biochar at 5 Mg ha − 1 ) and six replications. After six years, soil's physical and hydrological characteristics were measured. Results The application of B25 resulted in the lowest bulk density but highest total porosity as compared to the other treatments. B25 also enhanced the water stability of aggregates by 4.1%, as compared to the B0. B25 significantly enhanced soil water retention at all measured soil water potentials (0, -6, -10, -33, -100 and − 1500 kPa) except for − 1500 kPa (0–10 cm), -6 kPa (10–20 cm), and 0 kPa (10–20 cm) relative to B0. The highest increase in soil water content was recorded for B25 at 0 kPa (9.2%) followed by that at -6 kPa (7.4%). While, the B25 increased the mean hydraulic conductivity by 55.9% over control, B5 resulted in a 15.5% increase. IR of soil also increased under B25 and B5 over B0 by 15.5 and 5.0%, respectively. Conclusions Biochar application in Crosby silt loam soil can enhance soil physical and hydrological properties even in the long run.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم إجراء عدد قليل جدًا من الدراسات حول تأثير استخدام الفحم الحيوي لمرة واحدة على الخصائص الفيزيائية والهيدرولوجية للتربة بعد تأخر طويل. يهدف التحقيق الحالي إلى معرفة التغيرات في معدل التسرب، ومحتوى مياه التربة عند إمكانات مختلفة، والاستقرار المائي للركام وما إلى ذلك الناجم بعد ست سنوات من تطبيق الفحم الحيوي لخشب البلوط في تربة طمي كروسبي في النظام البيئي المعتدل. الطرق تم إجراء التجربة باستخدام تصميم كتلة عشوائية كاملة مع ثلاثة علاجات: B0 (بدون فحم حيوي)، B25 (فحم حيوي عند 25 ملغ هكتار -1 )، و B5 (فحم حيوي عند 5 ملغ هكتار -1 ) وستة تكرارات. بعد ست سنوات، تم قياس الخصائص الفيزيائية والهيدرولوجية للتربة. النتائج أدى تطبيق B25 إلى أقل كثافة كتلة ولكن أعلى مسامية كلية مقارنة بالعلاجات الأخرى. عززت B25 أيضًا الاستقرار المائي للركام بنسبة 4.1 ٪، مقارنة بـ B0. B25 يعزز بشكل كبير احتباس مياه التربة في جميع إمكانات مياه التربة المقاسة (0، -6، -10، -33، -100 و 1500 كيلو باسكال) باستثناء − 1500 كيلو باسكال (0–10 سم)، -6 كيلو باسكال (10–20 سم)، و 0 كيلو باسكال (10–20 سم) بالنسبة إلى B0. تم تسجيل أعلى زيادة في محتوى مياه التربة لـ B25 عند 0 كيلو باسكال (9.2 ٪) تليها -6 كيلو باسكال (7.4 ٪). في حين أن B25 زاد من متوسط الموصلية الهيدروليكية بنسبة 55.9 ٪ على التحكم، إلا أن B5 أدى إلى زيادة بنسبة 15.5 ٪. كما زادت الأشعة تحت الحمراء للتربة تحت B25 و B5 فوق B0 بنسبة 15.5 و 5.0 ٪ على التوالي. الاستنتاجات يمكن أن يؤدي استخدام الفحم الحيوي في تربة طمي كروسبي إلى تعزيز الخصائص الفيزيائية والهيدرولوجية للتربة حتى على المدى الطويل.

Translated Description (French)

Résumé Objet Très peu d'études ont été réalisées sur l'effet d'une application unique de biochar sur les propriétés physiques et hydrologiques du sol après un long décalage. La présente étude vise à connaître les altérations du taux d'infiltration, de la teneur en eau du sol à différents potentiels, de la stabilité de l'eau des agrégats, etc. causées après six ans d'application de biochar de bois de chêne dans le sol limoneux limoneux de Crosby de l'écosystème tempéré. Méthodes L'essai a été réalisé en utilisant un plan de bloc randomisé complet avec trois traitements : B0 (pas de biochar), B25 (biochar à 25 Mg ha − 1 ) et B5 (biochar à 5 Mg ha − 1 ) et six réplications. Après six ans, les caractéristiques physiques et hydrologiques du sol ont été mesurées. Résultats L'application de B25 a entraîné la densité apparente la plus faible mais la porosité totale la plus élevée par rapport aux autres traitements. Le B25 a également amélioré la stabilité à l'eau des agrégats de 4,1 %, par rapport au B0. B25 a significativement amélioré la rétention d'eau du sol à tous les potentiels d'eau du sol mesurés (0, -6, -10, -33, -100 et − 1500 kPa), sauf pour − 1500 kPa (0–10 cm), -6 kPa (10–20 cm) et 0 kPa (10–20 cm) par rapport à B0. La plus forte augmentation de la teneur en eau du sol a été enregistrée pour la B25 à 0 kPa (9,2 %) suivie de celle à -6 kPa (7,4 %). Alors que le B25 a augmenté la conductivité hydraulique moyenne de 55,9 % par rapport au contrôle, le B5 a entraîné une augmentation de 15,5 %. L'IR du sol a également augmenté sous B25 et B5 par rapport à B0 de 15,5 et 5,0%, respectivement. Conclusions L'application de biocharbon dans le sol limoneux limoneux de Crosby peut améliorer les propriétés physiques et hydrologiques du sol, même à long terme.

Translated Description (Spanish)

Resumen Propósito Se han realizado muy pocos estudios sobre el efecto de la aplicación única de biochar en las propiedades físicas e hidrológicas del suelo después de un largo lapso de tiempo. La presente investigación tiene como objetivo conocer las alteraciones en la tasa de infiltración, el contenido de agua del suelo a diferentes potenciales, la estabilidad al agua de los agregados, etc., causadas después de seis años de aplicación de biocarbón de madera de roble en el suelo franco limoso de Crosby del ecosistema templado. Métodos El ensayo se llevó a cabo utilizando un diseño de bloque aleatorizado completo con tres tratamientos: B0 (sin biochar), B25 (biochar a 25 Mg ha − 1 ) y B5 (biochar a 5 Mg ha − 1 ) y seis réplicas. Después de seis años, se midieron las características físicas e hidrológicas del suelo. Resultados La aplicación de B25 dio como resultado la densidad aparente más baja pero la porosidad total más alta en comparación con los otros tratamientos. B25 también mejoró la estabilidad al agua de los áridos en un 4,1%, en comparación con B0. B25 mejoró significativamente la retención de agua del suelo en todos los potenciales de agua del suelo medidos (0, -6, -10, -33, -100 y -1500 kPa), excepto en -1500 kPa (0–10 cm), -6 kPa (10–20 cm) y 0 kPa (10–20 cm) en relación con B0. El mayor aumento en el contenido de agua del suelo se registró para B25 a 0 kPa (9.2%) seguido por el de -6 kPa (7.4%). Mientras que el B25 aumentó la conductividad hidráulica media en un 55,9% sobre el control, el B5 dio como resultado un aumento del 15,5%. El IR del suelo también aumentó en B25 y B5 sobre B0 en un 15.5 y 5.0%, respectivamente. Conclusiones La aplicación de biochar en el suelo franco limoso de Crosby puede mejorar las propiedades físicas e hidrológicas del suelo incluso a largo plazo.

Files

latest.pdf.pdf

Files (384.6 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:6569b530ca74975f18da0cb96619b947
384.6 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الآثار طويلة الأجل لتطبيق واحد من الفحم الحيوي على الخصائص الفيزيائية والهيدرولوجية للتربة الطميية كروسبي في وسط أوهايو، الولايات المتحدة الأمريكية
Translated title (French)
Effets à long terme de l'application unique de biochar sur les propriétés physiques et hydrologiques du sol de loam limoneux crosby dans le centre de l'Ohio, aux États-Unis
Translated title (Spanish)
Efectos a largo plazo de la aplicación única de biochar en las propiedades físicas e hidrológicas del suelo franco limoso crosby en el centro de Ohio, EE. UU.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4377989789
DOI
10.21203/rs.3.rs-2905883/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W3199771669 (Other)
https://openalex.org/W319461510 (Other)
https://openalex.org/W3150549663 (Other)
https://openalex.org/W3024705442 (Other)
https://openalex.org/W2763797656 (Other)
https://openalex.org/W2619427965 (Other)
https://openalex.org/W2354133077 (Other)
https://openalex.org/W2253284738 (Other)
https://openalex.org/W2089520319 (Other)
https://openalex.org/W2033075760 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1466802614
  • https://openalex.org/W1497233069
  • https://openalex.org/W1541767474
  • https://openalex.org/W1550918981
  • https://openalex.org/W1562263645
  • https://openalex.org/W1602481625
  • https://openalex.org/W1739582900
  • https://openalex.org/W183922511
  • https://openalex.org/W1947538135
  • https://openalex.org/W1975898432
  • https://openalex.org/W1983122953
  • https://openalex.org/W1983586967
  • https://openalex.org/W1986747289
  • https://openalex.org/W1990074197
  • https://openalex.org/W1998272998
  • https://openalex.org/W2005501634
  • https://openalex.org/W2006764659
  • https://openalex.org/W2015379346
  • https://openalex.org/W2024443425
  • https://openalex.org/W2046325798
  • https://openalex.org/W2049270604
  • https://openalex.org/W2057617465
  • https://openalex.org/W2062159269
  • https://openalex.org/W2073852890
  • https://openalex.org/W2086810019
  • https://openalex.org/W2088901483
  • https://openalex.org/W2092521540
  • https://openalex.org/W2095212362
  • https://openalex.org/W2095867549
  • https://openalex.org/W2097643082
  • https://openalex.org/W2117729507
  • https://openalex.org/W2124723853
  • https://openalex.org/W2126768074
  • https://openalex.org/W2129623720
  • https://openalex.org/W2143596043
  • https://openalex.org/W2156119887
  • https://openalex.org/W2164794594
  • https://openalex.org/W2170170821
  • https://openalex.org/W2180862313
  • https://openalex.org/W2301599595
  • https://openalex.org/W2600328819
  • https://openalex.org/W2620769101
  • https://openalex.org/W2745180357
  • https://openalex.org/W2751135976
  • https://openalex.org/W2797936724
  • https://openalex.org/W2889097392
  • https://openalex.org/W2907878037
  • https://openalex.org/W2930814723
  • https://openalex.org/W2941324425
  • https://openalex.org/W2944228173
  • https://openalex.org/W3002630908
  • https://openalex.org/W3011592710
  • https://openalex.org/W3040230512
  • https://openalex.org/W3083565824
  • https://openalex.org/W3097706930
  • https://openalex.org/W3170168490
  • https://openalex.org/W4207050435
  • https://openalex.org/W4213068988
  • https://openalex.org/W4225656847
  • https://openalex.org/W4251064196
  • https://openalex.org/W4281720896
  • https://openalex.org/W4285200845
  • https://openalex.org/W4288060630
  • https://openalex.org/W4292068520
  • https://openalex.org/W4388416100