印度夏尔马学院1*，西亚姆·杜德拉2*, 王建军3, 基兰·帕武里2穆拉利·达拉普内尼4、桑库·达塔穆迪5, 比杰什·马哈詹6 和 Gehendra Kharel7
1 Rodale Institute-东南有机中心，7850 Rico Rd，Chattahoochee Hills，GA 30268，美国。
2 国际肥料开发中心，美国阿拉巴马州马斯尔肖尔斯 35662。
3 路易斯安那州立大学农业中心植物、环境与土壤科学学院，美国路易斯安那州巴吞鲁日 70803。
4 新墨西哥州立大学图克姆卡里农业实验站和科学中心，6502 Quay Rd. AM。
5 美国新墨西哥州图克姆卡里 88401。5 德克萨斯 A&M 大学金斯维尔分校农业、农业综合企业和环境科学系，美国德克萨斯州金斯维尔 78363。
6 内布拉斯加大学林肯分校农学与园艺系，内布拉斯加州斯科茨布拉夫 69361，美国。
7 美国德克萨斯州沃斯堡德克萨斯基督教大学环境科学系，邮编 76129。
*联系人：Bharat Sharma Acharya， bharat.acharya@rodaleinstitute.org; 赛亚姆·杜德拉， sdodla@ifdc.org
抽象
在全球农业用水需求日益加剧的背景下，优化管理实践和了解土壤改良剂，特别是生物炭 (BC) 在调节土壤水分动态中的作用至关重要。在本文中，我们回顾了 BC 对土壤水分动态的潜在影响，阐明了机制基础，并确定了关键的研究空白和潜在途径。一般来说，BC 会改变土壤结构、水力特性、地表反照率和热通量，从而影响土壤储水、能量平衡和灌溉模式。根据土壤质地和 BC 特性，与细质地土壤相比，粗质地土壤中的 BC 会更大程度地降低容重和饱和水力传导率。施用 BC 通常会增加持水能力 (WHC)，但对土壤水分渗透没有一致的影响。土壤 WHC 的增加是由于孔隙度、表面积和土壤聚集度的增加。孔隙度的增加源于多种因素的共同作用，包括新孔隙的形成、孔隙的重组、土壤聚集度的增加、BC 的稀释效应、土壤压实度的降低以及生物相互作用，包括穴居无脊椎动物数量的增加。由于 BC 具有亲水性、比表面积增大和整体孔隙度增强，因此它往往会增加粗粒土壤中植物可利用的水量。然而，BC 可能会引起土壤疏水性，这取决于原料成分、热解温度和特定土壤属性等变量。虽然 BC 在增强土壤水力特性方面表现出变革潜力，但可扩展性和经济可行性对其广泛的农业应用构成了挑战。总体而言，BC 为可持续水资源管理提供了有希望的途径。然而，必须探索大规模应用，并在不同的管理、气候和土壤类型中进行长期实地研究，以充分了解不同类型的 BC 如何影响土壤水动力学。
亮点
- 生物炭通常可以改善粗质地土壤的保水性。
- 在粗质地土壤中，生物炭会增加孔隙度和 PAW，但会降低容重和 Ksat。
- 生物炭对渗透率的影响取决于土壤类型、生物炭颗粒大小、生产温度和放置深度。
- 有必要进一步研究生物炭改良土壤中保水机制。
- 需要对各种土壤和生物炭类型进行长期研究。
关键词： 生物炭、水力传导率、渗透性、植物可利用水、孔隙度、土壤水文、持水能力