On the Potential of Biochar Soil Amendments as a Sustainable Water Management Strategy
Notice bibliographique
Résumé
Biochar has been put forward as a potential technology that could help achieve sustainable water management in agriculture through its ability to increase water holding capacity in soils. Despite this opportunity, there are still a limited number of studies, especially in vulnerable regions like the tropics, quantifying the impacts of biochar on soil water storage and characterizing the impacts of biochar additions on plant water composition. To address this critical gap, we present a case study using stable water isotopes and hydrometric data from melon production in tropical agriculture to explore the hydrological impacts of biochar as a soil amendment. Results from our 10-week growing season experiment in Costa Rica under drip irrigation demonstrated an average increase in volumetric soil moisture content of about 10% with an average moisture content of 25.4 cm3 cm−3 versus 23.1 cm3 cm−3, respectively, for biochar amended plots compared with control plots. Further, there was a reduction in the variability of soil matric potential for biochar amended plots compared with control plots. Our isotopic investigation demonstrated that for both biochar and control plots, there was a consistent increase (or enrichment) in isotopic composition for plant materials moving from the roots, where the average δ18O was −8.1‰ and the average δ2H was −58.5‰ across all plots and samples, up through the leaves, where the average δ18O was 4.3‰ and the average δ2H was 0.1‰ across all plots and samples. However, as there was no discernible difference in isotopic composition for plant water samples when comparing across biochar and control plots, we find that biochar did not alter the composition of water found in the melon plant material, indicating that biochar and plants are not competing for the same water sources. In addition, and through the holistic lens of sustainability, biochar additions allowed locally sourced feedstock carbon to be directly sequestered into the soil while improving soil water availability without jeopardizing production for the melon crop. Given that most of the expansion and intensification of global agricultural production over the next several decades will take place in the tropics and that the variability of tropical water cycling is expected to increase due to climate change, biochar amendments could offer a pathway forward towards sustainable tropical agricultural water management.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».