Published December 24, 2020
| Version v1
Publication
Open
An approach to sustainable agriculture by untangling the fate of contrasting nitrogen sources in double‐season rice grown with and without biochar
Creators
- 1. Guangxi University
- 2. Northwest University
- 3. Hunan Agricultural University
- 4. The University of Agriculture, Peshawar
Description
Abstract Excessive use of inorganic nitrogen (N) fertilizers is the primary anthropogenic cause of low N use efficiency and environmental damage in wetland rice agriculture. However, little is known about the performance of traditional inorganic N sources used in paddy rice production. Biochar (BC) is considered to be a climate change mitigation tool that can enhance N uptake and utilization in N‐fertilized crops. To test this hypothesis, we performed a pot experiment to study the fate of 15 N‐labeled urea, ammonium nitrate, and ammonium sulfate with and without BC at tillering, heading, and maturity stages of rice in the early and late seasons of 2019. Fertilizer N leaching was significantly reduced by 75.69% and 110.32% in BC vs. non‐BC treatments across growth stages in the early and late seasons. The rate of leaching was lower for urea than for ammonium nitrate and ammonium sulfate. Furthermore, the addition of BC resulted in 55.58% and 41.33% higher soil 15 N concentrations in the early and late season, respectively, indicating that BC increased N adsorption. 15 N uptake by roots, stems, leaves, panicles, and grains averaged 52.39%, 37.14%, 40.86%, 36.37%, and 29.94% higher in BC‐amended pots than in BC‐free pots in both seasons. There were significant differences ( p < 0.05) among N sources in terms of fertilizer N loss, residual N, and N uptake, and performance was ranked in the order urea > ammonium sulfate > ammonium nitrate. Overall, our results indicate that urea with BC is a preferable N source for double rice cropping systems compared with ammonium nitrate and ammonium sulfate.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الاستخدام المفرط للأسمدة النيتروجينية غير العضوية هو السبب البشري الرئيسي لانخفاض كفاءة استخدام النيتروجين والأضرار البيئية في زراعة الأرز في الأراضي الرطبة. ومع ذلك، لا يُعرف سوى القليل عن أداء مصادر N غير العضوية التقليدية المستخدمة في إنتاج أرز الأرز. يعتبر الفحم الحيوي (BC) أداة للتخفيف من تغير المناخ يمكن أن تعزز امتصاصه واستخدامه في المحاصيل المخصبة. لاختبار هذه الفرضية، أجرينا تجربة وعاء لدراسة مصير 15 نيوتن من اليوريا ونترات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم مع وبدون BC في مراحل الحراثة والرأس والنضج للأرز في المواسم المبكرة والمتأخرة من عام 2019. تم تقليل ترشيح الأسمدة N بشكل كبير بنسبة 75.69 ٪ و 110.32 ٪ في BC مقابل العلاجات غيرBC عبر مراحل النمو في المواسم المبكرة والمتأخرة. كان معدل الرشح أقل بالنسبة لليوريا منه بالنسبة لنترات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم. علاوة على ذلك، أدت إضافة BC إلى ارتفاع تركيزات التربة بنسبة 55.58 ٪ و 41.33 ٪ 15 نيوتن في أوائل الموسم وأواخره، على التوالي، مما يشير إلى أن BC زادت من امتزاز N. بلغ متوسط امتصاص الجذور والسيقان والأوراق والعناقيد والحبوب 52.39 ٪ و 37.14 ٪ و 40.86 ٪ و 36.37 ٪ و 29.94 ٪ في الأواني المعدلة قبل الميلاد مقارنة بالأواني الخالية من BC في كلا الموسمين. كانت هناك اختلافات كبيرة ( p < 0.05) بين مصادر N من حيث فقدان الأسمدة N، والامتصاص N المتبقي، و N، وتم تصنيف الأداء في ترتيب اليوريا > كبريتات الأمونيوم > نترات الأمونيوم. بشكل عام، تشير نتائجنا إلى أن اليوريا مع BC هي مصدر N المفضل لأنظمة زراعة الأرز المزدوجة مقارنة بنترات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم.Translated Description (French)
Résumé L'utilisation excessive d'engrais azotés inorganiques (N) est la principale cause anthropique de la faible efficacité de l'utilisation de l'azote et des dommages environnementaux dans la riziculture dans les zones humides. Cependant, on sait peu de choses sur la performance des sources inorganiques traditionnelles d'azote utilisées dans la production de riz paddy. Le biochar (BC) est considéré comme un outil d'atténuation du changement climatique qui peut améliorer l'absorption et l'utilisation de l'azote dans les cultures fertilisées à l'azote. Pour tester cette hypothèse, nous avons effectué une expérience en pot pour étudier le devenir de l'urée, du nitrate d'ammonium et du sulfate d'ammonium marqués à l'azote 15 avec et sans BC aux stades de taille, de tête et de maturité du riz au début et à la fin de la saison 2019. La lixiviation de l'azote des engrais a été significativement réduite de 75,69 % et 110,32 % dans les traitements en C.-B. par rapport aux traitements horsC.-B. à tous les stades de croissance en début et en fin de saison. Le taux de lixiviation était plus faible pour l'urée que pour le nitrate d'ammonium et le sulfate d'ammonium. De plus, l'ajout de BC a entraîné des concentrations de 15 N dans le sol de 55,58 % et 41,33 % plus élevées en début et en fin de saison, respectivement, ce qui indique que BC a augmenté l'adsorption de N. L'absorption de 15 N par les racines, les tiges, les feuilles, les panicules et les grains était en moyenne de 52,39 %, 37,14 %, 40,86 %, 36,37 % et 29,94 % plus élevée dans les pots modifiés en C.-B. que dans les pots sans C.-B. dans les deux saisons. Il y avait des différences significatives ( p < 0,05) entre les sources d'azote en termes de perte d'azote des engrais, d'absorption résiduelle d'azote et d'azote, et les performances ont été classées dans l'ordre urée > sulfate d'ammonium > nitrate d'ammonium. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que l'urée avec BC est une source d'azote préférable pour les systèmes de culture du riz double par rapport au nitrate d'ammonium et au sulfate d'ammonium.Translated Description (Spanish)
Resumen El uso excesivo de fertilizantes de nitrógeno inorgánico (N) es la principal causa antropogénica de la baja eficiencia del uso de N y el daño ambiental en la agricultura de arroz en humedales. Sin embargo, se sabe poco sobre el rendimiento de las fuentes tradicionales de N inorgánico utilizadas en la producción de arroz con cáscara. El biocarbón (BC) se considera una herramienta de mitigación del cambio climático que puede mejorar la absorción y utilización de N en cultivos fertilizados con N. Para probar esta hipótesis, realizamos un experimento en maceta para estudiar el destino de la urea, el nitrato de amonio y el sulfato de amonio marcados con 15 N con y sin BC en las etapas de cultivo, rumbo y madurez del arroz en las primeras y últimas temporadas de 2019. La lixiviación con fertilizante N se redujo significativamente en un 75,69% y un 110,32% en los tratamientos BC frente a los no BC en todas las etapas de crecimiento en las primeras y últimas temporadas. La tasa de lixiviación fue menor para la urea que para el nitrato de amonio y el sulfato de amonio. Además, la adición de BC resultó en concentraciones de 55.58% y 41.33% más altas de 15 N en el suelo en la temporada temprana y tardía, respectivamente, lo que indica que BC aumentó la adsorción de N. 15 La absorción de N por raíces, tallos, hojas, panículas y granos fue en promedio 52.39%, 37.14%, 40.86%, 36.37% y 29.94% más alta en macetas modificadas con BC que en macetas sin BC en ambas temporadas. Hubo diferencias significativas ( p < 0.05) entre las fuentes de N en términos de pérdida de fertilizante N, N residual y captación de N, y el rendimiento se clasificó en el orden urea > sulfato de amonio > nitrato de amonio. En general, nuestros resultados indican que la urea con BC es una fuente de N preferible para los sistemas de cultivo de arroz doble en comparación con el nitrato de amonio y el sulfato de amonio.Files
gcbb.12789.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:253130634be562f96e45f6f9743bfefd
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج للزراعة المستدامة من خلال فك تشابك مصير مصادر النيتروجين المتناقضة في الأرز مزدوج الموسم المزروع مع وبدون الفحم الحيوي
- Translated title (French)
- Une approche de l'agriculture durable en démêlant le sort des sources d'azote contrastées dans le riz doublesaison cultivé avec et sans biochar
- Translated title (Spanish)
- Un enfoque de la agricultura sostenible al desenredar el destino de las fuentes de nitrógeno contrastantes en el arroz de dobletemporada cultivado con y sin biochar
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3111190892
- DOI
- 10.1111/gcbb.12789
References
- https://openalex.org/W1264360482
- https://openalex.org/W1437881549
- https://openalex.org/W1489947495
- https://openalex.org/W1502801871
- https://openalex.org/W1521740567
- https://openalex.org/W1586967741
- https://openalex.org/W1656301076
- https://openalex.org/W1966301619
- https://openalex.org/W1966626563
- https://openalex.org/W1984168249
- https://openalex.org/W1985129943
- https://openalex.org/W1988050537
- https://openalex.org/W1997185381
- https://openalex.org/W1997490480
- https://openalex.org/W2032515808
- https://openalex.org/W2036538049
- https://openalex.org/W2044023561
- https://openalex.org/W2061656902
- https://openalex.org/W2063243193
- https://openalex.org/W2064002802
- https://openalex.org/W2065455420
- https://openalex.org/W2068296036
- https://openalex.org/W2072378931
- https://openalex.org/W2073852890
- https://openalex.org/W2094776461
- https://openalex.org/W2102995297
- https://openalex.org/W2126595087
- https://openalex.org/W2132123999
- https://openalex.org/W2143596043
- https://openalex.org/W2145713406
- https://openalex.org/W2165590310
- https://openalex.org/W2167564629
- https://openalex.org/W2270332102
- https://openalex.org/W2492578204
- https://openalex.org/W2588178612
- https://openalex.org/W2598942925
- https://openalex.org/W2776606619
- https://openalex.org/W2981221143
- https://openalex.org/W3000583904
- https://openalex.org/W3034025878
- https://openalex.org/W3082461432
- https://openalex.org/W3094939866
- https://openalex.org/W56292316