Impacts of fresh and aged holm-oak biochar on clomazone behaviour in rice cropping soils after transition to sprinkler irrigation

Abstract

Aunque en las regiones con escasez de agua es urgente aplicar prácticas alternativas al cultivo tradicional de arroz por inundación, éstas pueden modificar las propiedades del suelo y afectar al comportamiento medioambiental de los plaguicidas. pueden modificar las propiedades del suelo, afectando así al comportamiento medioambiental de los plaguicidas. Uno de los herbicidas más utilizados en el cultivo de arroz es la clomazona. Se realizó un experimento de campo de dos años Se realizó un experimento de campo de dos años de duración para evaluar la influencia del biocarbón de encina (BH) fresco y envejecido en el comportamiento de la clomazona en el cultivo de arroz tras la transición de la inundación a la sequía. en el cultivo de arroz tras la transición del riego por inundación al riego por aspersión con diferentes sistemas de laboreo. El experimento incluyó riego por inundación tradicional y laboreo sin (FT) o con (FTBH) adición de BH el primer año, y cuatro tratamientos más en los que se había utilizado el riego por aspersión durante 3 años - riego por aspersión y laboreo sin (ST) o con (STBH) adición de BH en el primer año, riego por aspersión y no laboreo sin (SNT) o con (SNTBH) el primer año. Las mediciones realizadas en el primer y segundo año tras la aplicación de BH se tomaron para constituir la variabilidad temporal (es decir, los efectos "fresco" y "envejecido", respectivamente). Estudios de adsorción-desorción, Los estudios de adsorción-desorción, disipación y lixiviación se llevaron a cabo en condiciones de laboratorio utilizando los suelos del experimento de campo. Los valores de Kd (coeficiente de partición) fueron 1,2, 1,1 y 1,1 y 1,5, 1,2 y 1,2 veces mayores en SNTBH, STBH, y FTBH que en los correspondientes suelos no enmendados para los años frescos y envejecidos, respectivamente. La persistencia de la clomazona en persistencia de la clomazona sólo se vio afectada significativamente por la adición de BH en los tratamientos bajo riego por aspersión. En condiciones de incubación anaeróbica, la aplicación de BH provocó un aumento de los valores t½ (vida media) de 19 y 26 d y de 22 y 21 d en SNT y ST, a 36 y 35 d, y a 25 y 31 d en los correspondientes suelos enmendados para los años frescos y envejecidos, respectivamente. Sin embargo, en condiciones aeróbicas, mientras que para el año fresco t½ aumentaron de 37 y 41 d en SNT y ST a 40 y 52 d en los suelos enmendados correspondientes, para el año de envejecimiento estos valores no fueron significativamente más altos. el año de envejecimiento estos valores no se vieron afectados significativamente. Los regímenes de gestión influyeron significativamente en la lixiviación de la clomazona, mostrando los valores totales lixiviados la siguiente tendencia: ST = SNT > FT = STBH = SNTBH > FTBH. Por lo tanto, el uso de BH como enmienda orgánica puede ser una herramienta eficaz para reducir en gran medida la contaminación del agua por clomazona en los cultivos. contaminación del agua por clomazona en campos de arroz bajo labranza convencional y riego por inundación, pero también bajo riego por aspersión, particularmente después del envejecimiento de BH bajo prácticas de labranza cero.

Although alternative practices to traditional flooding rice cultivation urgently need to be implemented in waterstressed regions, these can modify soil properties, thereby affecting the environmental behaviour of pesticides. One of the most extensively used herbicides in rice cropping is clomazone. A field experiment covering two years was conducted to evaluate how fresh and aged holm oak biochar (BH) influenced clomazone’s behaviour in rice cropping after transition from flooding to sprinkler irrigation with different tillage systems. The experiment involved traditional flooding irrigation and tillage either without (FT) or with (FTBH) first-year BH addition, and four treatments more where sprinkler irrigation had been in use for 3 years – sprinkler irrigation and tillage without (ST) or with (STBH) first-year BH addition, sprinkler irrigation and no-tillage without (SNT) or with (SNTBH) first-year BH addition. The measurements done in the first and second years after BH application were taken to constitute the temporal variability (i.e., “fresh” and “aged” effects, respectively). Adsorption-desorption, dissipation, and leaching studies were carried out under laboratory conditions using soils from the field experiment. The Kd (partition coefficient) values were 1.2, 1.1, and 1.1 and 1.5, 1.2, and 1.2 times greater in SNTBH, STBH, and FTBH than in the corresponding unamended soils for the fresh and aged years, respectively. The clomazone persistence was only significantly affected by BH addition in the treatments under sprinkler irrigation. Under anaerobic incubation conditions the application of BH led to an increase in the t½ (half-live) values from 19 and 26 d and from 22 and 21 d in SNT and ST, to 36 and 35 d, and to 25 and 31 d in the corresponding amended soils for the fresh and aged years, respectively. However, under aerobic conditions, while for the fresh year t½ values increased from 37 and 41 d in SNT and ST to 40 and 52 d in the corresponding amended soils, for the aged year these values were not significantly affected. The management regimes significantly influenced clomazone leaching, with the total leached values showing the following trend: ST = SNT > FT = STBH = SNTBH > FTBH. Therefore, the use of BH as organic amendment may be an effective tool to greatly reduce water contamination by clomazone in rice fields under conventional tillage and flooding irrigation, but also under sprinkler irrigation, particularly after BH aging under no-tillage practices.