ABSTRACT Although biochar has potential benefits in environmental and agronomic aspects, short-term application of biochar to rice does not increase grain yield. The objective of this study was to identify the crop growth characteristics responsible for why applying biochar over the short-term does not increase grain yield in rice, thus providing information for how to increase grain yield in rice following short-term application of biochar. Field experiments were conducted to investigate the effects of biochar application (20 t ha–1) on yield attributes and crop growth characteristics in rice grown under two N rates in two years. Results showed that biochar application had no significant effects on grain yield or yield components. Biochar application increased radiation use efficiency and biomass production during post-heading and total biomass production by 7–16%. Pre-heading biomass translocation and harvest index were decreased by 4–11% with biochar application. These results indicate that the lack of increased yield in rice following short-term application of biochar is attributable to compensation between increased biomass production resulting from improved post-heading crop growth and decreased harvest index resulting from reduced pre-heading biomass translocation. The finding of this study suggests that establishing a compatible relationship between post-heading crop growth and pre-heading biomass translocation is critical for increasing grain yield in rice following application of biochar over the short-term. Graphical abstract

中文翻译：

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生物炭的短期施用可改善水稻抽穗后作物的生长但减少抽穗前生物量的易位

摘要 虽然生物炭在环境和农艺方面具有潜在的益处，但在水稻中短期施用生物炭并不能提高粮食产量。本研究的目的是确定为什么短期施用生物炭不会增加水稻的粮食产量的作物生长特征，从而为短期施用生物炭后如何提高水稻的粮食产量提供信息。进行了田间试验，研究了生物炭施用（20 t ha-1）对两年内在两种施氮量下种植的水稻的产量属性和作物生长特性的影响。结果表明，生物炭施用对谷物产量或产量构成没有显着影响。应用生物炭将抽穗后的辐射利用效率和生物质产量提高了 7-16%。施用生物炭使抽穗前生物量易位和收获指数降低了 4-11%。这些结果表明，短期施用生物炭后水稻产量没有增加可归因于抽穗后作物生长改善导致生物量产量增加与抽穗前生物量易位减少导致收获指数降低之间的补偿。这项研究的发现表明，在短期内应用生物炭后，在抽穗后作物生长和抽穗前生物量易位之间建立兼容关系对于提高水稻的粮食产量至关重要。图形概要 施用生物炭使抽穗前生物量易位和收获指数降低了 4-11%。这些结果表明，短期施用生物炭后水稻产量没有增加可归因于抽穗后作物生长改善导致生物量产量增加与抽穗前生物量易位减少导致收获指数降低之间的补偿。这项研究的发现表明，在短期内应用生物炭后，在抽穗后作物生长和抽穗前生物量易位之间建立兼容关系对于提高水稻的粮食产量至关重要。图形概要 施用生物炭使抽穗前生物量易位和收获指数降低了 4-11%。这些结果表明，短期施用生物炭后水稻产量没有增加可归因于抽穗后作物生长改善导致生物量产量增加与抽穗前生物量易位减少导致收获指数降低之间的补偿。这项研究的发现表明，在短期内应用生物炭后，在抽穗后作物生长和抽穗前生物量易位之间建立兼容关系对于提高水稻的粮食产量至关重要。图形概要 这些结果表明，短期施用生物炭后水稻产量没有增加可归因于抽穗后作物生长改善导致生物量产量增加与抽穗前生物量易位减少导致收获指数降低之间的补偿。这项研究的发现表明，在短期内应用生物炭后，在抽穗后作物生长和抽穗前生物量易位之间建立兼容关系对于提高水稻的粮食产量至关重要。图形概要 这些结果表明，短期施用生物炭后水稻产量没有增加可归因于抽穗后作物生长改善导致生物量产量增加与抽穗前生物量易位减少导致收获指数降低之间的补偿。这项研究的发现表明，在短期内应用生物炭后，在抽穗后作物生长和抽穗前生物量易位之间建立兼容关系对于提高水稻的粮食产量至关重要。图形概要 这项研究的发现表明，在短期内应用生物炭后，在抽穗后作物生长和抽穗前生物量易位之间建立兼容关系对于提高水稻的粮食产量至关重要。图形概要 这项研究的发现表明，在短期内应用生物炭后，在抽穗后作物生长和抽穗前生物量易位之间建立兼容关系对于提高水稻的粮食产量至关重要。图形概要