학술논문

Slow pyrolysis pine wood-derived biochar reduces nitrous oxide production from surface but not subsurface soil (1)
Document Type
Academic Journal
Source
Canadian Journal of Soil Science. March, 2022, Vol. 102 Issue 1, p147, 8 p.
Subject
Canada
Quebec
Language
English
ISSN
0008-4271
Abstract
Soil amended with biochar is expected to produce less nitrous oxide ([N.sub.2]O), although this may depend on nitrate (N[O.sub.3.sup.-]N) availability. Our objective was to determine how pine wood biochar, slow pyrolyzed at 500 [degrees]C, affects [N.sub.2]O production in soil having different denitrification potentials with variable N[O.sub.3.sup.-]N concentrations under controlled laboratory conditions. Sandy loam surface soils (0-30 cm, pH 5.7) and sandy clay loam subsurface soils (40-60 cm, pH 5.6) were amended with four biochar rates (0, 10, 20, and 30 g*[kg.sup.-1]), two nitrogen fertilizer rates (0 and 100 mg*[kg.sup.-1] N[O.sub.3.sup.-]N) and two acetylene levels (0% and 10% headspace), arranged as a full factorial. Soil moisture content was adjusted to 80% water-filled pore space, and flasks were incubated at 20 [degrees]C for 30 h. Headspace gas was collected from each flask at 25, 26, 28, and 30 h. There was a significant reduction in [N.sub.2]O production with an increasing rate of biochar in the surface soil but not in the subsurface soil. On average, less [N.sub.2]O was produced in the subsurface soil than in the surface soil. As the N[O.sub.3.sup.-]N concentration was not a limiting factor for denitrification, the most likely explanation was that denitrifier activity was influenced by the availability of soluble organic carbon in the soil--biochar mixtures. We recommend further study of the coupled carbon--nitrogen transformations during denitrification to understand how biochar influences soil [N.sub.2]O production in sandy loam soils. Key words: anoxic incubation, denitrification, slow pyrolysis, soil profile, subsoil. Le sol amendé avec du biocharbon devrait libérer moins d'oxyde nitreux ([N.sub.2]O), bien que cela puisse dépendre de la quantité de nitrate (N-N[O.sub.3]) disponible. Les auteurs voulaient préciser les effets du biocharbon de pin obtenu par pyrolyse lente à 500 [degrees]C sur la production de [N.sub.2]O par des sols au potentiel de dénitrification différent en raison d'une concentration variable de N-N[O.sub.3], dans des conditions contrôlées, en laboratoire. À cette fin, ils ont amendé un loam sablonneux de surface (0-30 cm, pH 5,7) et un loam argileux-sablonneux plus profond (40-60 cm, pH 5,6) avec 0,10, 20 ou 30 g de biocharbon par kilo, 0 ou 100 mg d'engrais azoté (N-N[O.sub.3]) par kilo et 0 ou 10% d'acétylène dans l'espace libre, le tout structuré en un plan factoriel. La teneur en eau du sol a été corrigée à 80% des pores emplis d'eau et les ballons contenant le sol ont été incubés 30 h à 20 [degrees]C. Le gaz dans l'espace libre de chaque ballon a été recueilli au bout de 25, 26, 28 et 30 h. Les auteurs ont noté que l'addition d'une quantité croissante de biocharbon entraîne une baisse significative de la production de [N.sub.2]O par le sol de surface, mais pas par la couche inférieure. En moyenne, le sol sous la couche cultivée libère moins de [N.sub.2]O que le sol de surface. Puisque la concentration de N-N[O.sub.3] n'est pas un facteur limitant la dénitrification, l'explication la plus plausible est que la quantité de carbone organique soluble disponible dans le mélange sol-biocharbon exerce une influence sur le phénomène. Les auteurs préconisent une étude plus approfondie des transformations carbone-azote durant la dénitrification en vue de mieux comprendre comment le biocharbon modifie la production de [N.sub.2]O par les loams sablonneux. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : incubation anoxique, dénitrification, pyrolyse lente, profil du sol, sous-sol.
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