بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، تأثیر کاربرد سطوح مختلف بیوچار بقایای میوه پسته در سطوح صفر، 0/75، 1/5 و 2/5 درصد بر قابلیت استفاده پتاسیم و فسفر خاک بررسی شد. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه انجام شد. نمونهها به مدت 120 روز تحت شرایط رطوبت 60 درصد ظرفیت زراعی و دمای معمول گلخانه نگهداری شدند، سپس تجزیه شیمیایی نمونهها به روشهای متداول آزمایشگاهی انجام شد،
نتایج تجزیه واریانس نشان داد مقدار pH و EC به طور معنیداری تحت تأثیر فاکتور بیوچار قرار گرفتند. همچنین نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین نشان داد بیوچار مقدار فسفر و پتاسیم قابل استفاده را به طور معنیداری افزایش داد و بیشترین افزایش مربوط به بالاترین سطح بیوچار بود، که به ترتیب نسبت به شاهد 7/3 و 12/5 برابر افزایش داشت.
سطوح پایینتر مصرف بیوچار نیز افزایش معنیدار دو عنصر مذکور را نسبت به شاهد به دنبال داشت به طوری که پس از یک دوره 120 روزه انکوباسیون مقدار فسفر در سطوح 0/75 و 1/5 درصد به ترتیب 2/1 و 3/3 برابر و پتاسیم نیز به ترتیب حدود 5 و 9 برابر افزایش داشت، بنابراین میتوان گفت مصرف بیوچار علاوه بر اثرات مثبت فیزیکی میتواند وضعیت تغذیه عناصر فسفر و پتاسیم را بهبود بخشد.
مقدمه
افزایش بازدهی محصولات کشاورزی در واحد سطح از اولویتهای مهم جهت تهیه غذای مورد نیاز برای جمعیت در حال رشد کشور میباشد. یکی از راه کارهای این مسئله افزودن کودها در اشکال مختلف به خاک میباشد که این امر جهت افزایش عملکرد محصولات و تقویت خاک از سالهای دور در تمام دنیا رایج بوده است.
در کشوری مانند ایران به علت مصرف فزاینده کودهای شیمیایی در 50 سال اخیر اثرات منفی زیادی بر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک وارد گردیده و حتی کاهش عملکرد را به دنبال داشته است . - Bhogal et al, 2003 - بطور کلی پتاسیم در خاک به چهار شکل مختلف یافت میشود که بر اساس کاهش قابلیت استفاده شامل پتاسیم محلول، پتاسیم تبادلی، پتاسیم غیرتبادلی و پتاسیم ساختمانی است که قابلیت دسترسی متفاوتی برای گیاه دارند . - Beckett, 1964 - این شکلهای مختلف در تعادل با یکدیگر قرار دارند
رضایی نژاد و افیونی - - 1379 اظهار داشتند که کودهای آلی باعث افزایش معنیدار مواد آلی خاک شدند و قابلیت جذب پتاسیم، نیتروژن و فسفر خاک را افزایش دادند. استفاده از بیوچار به عنوان کود آلی در خاک میتواند باعث بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی خاک شود و حاصلخیزی خاک را افزایش دهد.
نجفی قیری - - 1394 با بررسی بیوچار حاصل از 5 نوع بقایای گیاهی - گندم، ذرت، چوب ذرت، پنبه و کنجد - و افزودن 2 درصد وزنی از هر کدام به خاک گزارش کرد که بیوچار سبب افزایش معنیدار مقدار پتاسیم خاک گردید. کمبود فسفر یکی از مشلات عمده خاکهای آهکی میباشد.
طبق آمار مؤسسه تحقیقات خاک وآب کشور، بیش از 70 درصد از کل خاکهای ایران از نظر فسفر قابل جذب زیر سطح بحرانی 15 - میلیگرم بر کیلوگرم - قرار دارند. نتایج تحقیقات گذشته نشان میدهد کاربرد مواد آلی در خاک میتواند حلالیت فسفر را افزایش دهد . - Pierzynski et al., 1990 - سه مکانیسم برای توضیح تأثیر ماده آلی محلول و اسیدهای آلی بر افزایش قابلیت جذب فسفر پیشنهاد شده است .
اول، ملکولهای آلی ممکن است به طور خاص جذب مواد معدنی خاک شوند و با فسفر برای مکانهای جذب رقابت کنند. دوم ماده آلی محلول ممکن است با آلومینیم و یا آهن پیوند سطحی شده کمپلکس آلیB فلزی محلول تشکیل دهد و با کاهش فعالیت آهن و آلومینیم در محلول موجب انحلال ترکیبات دیگر آهن و آلومینیم، از جمله ترکیبات حاوی فسفر میگردد. در مکانیسم سوم ماده آلی ممکن است روی مکانهای جذب غیراختصاصی کلوئیدها جذب شود، که بار منفی سطح ذرات را افزایش میدهد. این عمل جاذبه الکترواستاتیکی فسفر به خاک را کاهش و فسفر بیشتری را در محلول حفظ میکند.
بیوچار یک ترکیب کربنی آلی عمدتا پایدار و مقاوم است که از حرارت دادن زیست توده در دماهای بالا تحت اکسیژن کم - نبود اکسیژن - تولید میشود. بیوچار میتواند ظرفیت تبادل یونی بالایی داشته باشد و ممکن است فراهمی فسفر را با ایجاد ظرفیت تبادل آنیونی و یا با تأثیر بر فعالیت کاتیونهایی مثل AL3+ , Fe3+ , Ca2+ که با فسفر بر هم کنش دارند، تغیر دهد .
سوجانا1 و همکاران - 2014 - با کاربرد بیوچار کود مرغی و بیوچار پوسته برنج گزارش کردند که فسفر قابل جذب افزایش معنیداری پیدا کرد. ژای 2 و همکاران - 2015 - نیز با بررسی اثر کاربرد سطوح مختلف بیوچار بقایای ذرت بر فراهمی فسفر در دو خاک اسیدی و قلیایی مشاهده کردند که فسفر قابل عصارهگیری به روش اولسن افزایش یافت.
مواد و روشها
جهت بررسی تأثیر بیوچار حاصل از بقایای میوه پسته بر قابلیت استفاده فسفر و پتاسیم در خاک آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دانشگاه ولیعصر - عج - رفسنجان انجام گرفت. عامل متغیر بیوچار شامل 4 سطح بیوچار 0 - ، 0/75، 1/5 و 2/5 درصد - و در 3 تکرار انجام شد. سطوح مختلف بیوچار به نمونه خاکهای 5 کیلویی اعمال شد.
بیوچار مورد نظر از بقایای باقی مانده میوه پسته پس از جدا کردن دانههای میوه تهیه شد. برای این کار ابتدا نمونهها هوا خشک و سپس در کوره دما به 550 درجه سانتیگراد رسانده و به مدت 4 ساعت در شرایط بدون اکسیژن پیرولیز شدند. برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک شامل pH و EC نمونه خاک در عصاره گل اشباع به ترتیب با دستگاه pH متر EC متر و بافت خاک به روش هیدرومتری در نمونههای اولیه، قبل از اعمال تیمارها تعیین شد - جدول . - 1
دوره انکوباسیون 120 روز بود و آبیاری گلدانها بر اساس ظرفیت زراعی خاک انجام شد . پس از پایان دوره انکوباسیون خاک را از گلدان خارج کرده و پس از هواخشک کردن مقدار فسفر و پتاسیم قابل استفاده به ترتیب به روش اولسن و استات آمونیوم عصارهگیری و سپس به روش اسپکتوفتومتری و فلیمفتومتری اندازه گیری شدند.
جدول -1 پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک
و همچنین تجزیه و تحلیل آماری دادهها و مقایسه میانگینها با استفاده از نرمافزار SPSS انجام شد و نتایج حاصله تفسیر گردید.
نتایج و بحث
جدول تجزیه واریانس نشان داد مقدار pH و EC در سطوح مختلف بیوچار اختلاف معنیداری دارند. مقدار pH با افزایش مقدار بیوچار افزایش یافت . - Novak et al 2009 - مقدار EC نیز با افزایش بیوچار افزایش یافت .
جدول تجزیه واریانس نشان داد بین مقدار pH در سطح بیوچار 2/5 در زمان 120 روز پس از انکوباسیون - زمان - 2 و 0/75 در زمان بلافاصله پس از افزودن بیوچار - زمان - 1 و همچنین بین سطح صفر در زمان 1 و سطح 0/75 در زمان 2 اختلاف وجود ندارد - جدول . - 2
همچنین بین مقدار EC در سطح 1/5 و 2/5 درصد در زمان 1 و سطح 2/5 درصد در زمان 2 و بین سطوح صفر و 0/75 در هر دو زمان اختلاف معنیداری وجود ندارد، اما بین مقدار pH و EC در بقیه سطوح اختلاف وجود دارد
جدول-2نتایج واریانس تأثیر بیوچار و زمان بر روی pH و EC و فسفر و پتاسیم قابل استفاده خواهد بود
جدول-3 مقایسه میانگین توکی برای pH، EC، فسفر و پتاسیم در تیمارهای مختلف بیوچار و دو بازه زمانی بلافاصله
