بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، تأثیر سطوح 0/4، 0/8، 1/6، 2/4 و 3/2 درصد وزنی بیوچار پوسته شلتوک برنج، تولیدی در دو دمای 250 و 450 درجه سانتیگراد بر ویژگیهای مهم فیزیکی یک خاک لوم رسی و رشد ریشه عدس مطالعه شد. نتایج مطالعه گلخانهای نشان داد که کاربرد بیوچار در سطوح بیشتر از 0/4 درصد، موجب کاهش معنیدار جرم مخصوص ظاهری خاک شد اما خاکهای حاوی بیوچار از لحاظ درصد خاکدانههای پایدار در آب، تفاوت معنیداری در مقایسه با شاهد - خاک بدون بیوچار - نداشتند. به طورکلی کاربرد بیوچار به ویژه در سطوح بیشتر، موجب افزایش ضریب آبگذری خاک شد، اما این افزایش، همیشه متناسب با افزایش سطح کاربرد بیوچار نبود. وزن خشک ریشه عدس در سطوح 1/6، 2/4 و 3/2 درصد بیوچار به طور معنیدار بیشتر از شاهد بود. به طور کلی میتوان نتیجه گرفت که تولید بیوچار از پسماندهای گیاهی از قبیل پوسته شلتوک برنج و کاربرد آن در خاک، علاوه بر توقف طولانیمدت کربن و مدیریت پایدار پسماندها می-تواند منافع دیگری مانند بهبود ویژگیهای فیزیکی خاک و افزایش رشد ریشه گیاه را نیز به همراه داشته باشد.
کلمات کلیدی: پوسته شلتوک برنج، پایداری خاکدانه، توقف کربن، زیستتوده زیرزمینی
مقدمه
یکی از جدیدترین اقدامات در نیل به افزایش توقف کربن در خاک و کاهش انتشار گازهای گلخانهای به اتمسفر، افزودن بیوچار به خاک است. بیوچار یک ماده متخلخل و غنی از کربن است که توسط حرارت دادن مواد آلی در دماهای 300 تا 1000 درجه سانتیگراد تولید میشود . - 13 - بیوچار میتواند موجب بهبود ویژگیهای فیزیکوشیمیایی و تقویت فعالیتهای زیستی خاک و از این طریق منجر به افزایش رشد گیاه و بهبود عملکرد محصول نیز شود . - 15 - ویژگیهای اولیه بیوچار به نوع ماده خام کاربردی و نیز شرایط تولید بیوچار - دما و زمان - بستگی دارد . - 4 - بیوچار را میتوان از پسماندهای آلی متنوع از قبیل پوسته شلتوک برنج تولید کرد. تحقیقات اندکی در مورد اثرات بیوچار بر خصوصیات فیزیکی خاک انجام گرفته است. بنابراین مطالعه حاضر، با هدف بررسی اثرات بیوچار تولیدی از پوسته برنج در دو دما بر برخی ویژگیهای مهم فیزیکی خاک و رشد ریشه عدس انجام گرفت.
مواد و روشها
خاک لوم رس مورد استفاده در این تحقیق از عمق 0-20 سانتیمتر مزرعه آموزشی - پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج برداشت شد. بیوچار از پوسته شلتوک برنج در دو دمای 250 و 450 درجه سانتی-گراد تولید شد که به ترتیب، بیوچار نوع اول - B1 - و نوع دوم - B2 - نامگذاری شدند. آزمایش با 11 تیمار شامل خاک بدون بیوچار - شاهد - ، همراه با 0/4، 0/8، /6،2/4 1 و 3/2 درصد وزنی بیوچار نوع اول و دوم: C، B1 - 0.4 - ،
B1 - 0.8 - ، B1 - 1.6 - ، B1 - 2.4 - ، B1 - 3.2 - ، B2 - 0.4 - ، B2 - 0.8 - ، B2 - 1.6 - ، B2 - 2.4 - و B2 - 3.2 - در سه تکرار انجام گرفت.
گلدانهای حاوی 3200 گرم خاک در دمای 25 درجه سانتیگراد و رطوبت ظرفیت مزرعهای به مدت 14 روز نگهداری و سپس عدس - رقم سبز کوهین - در گلدانها کشت شد. 70 روز بعد از کشت، ریشه گیاه برداشت و وزن خشک آن اندازهگیری شد. جرم مخصوص ظاهری خاک و ضریب آبگذری اشباع دو عمق 0-5 و 10-15 سانتی-متری به ترتیب با استفاده از روش سیلندر و روش بار افتان تعیین شدند. برای تعیین درصد خاکدانههای پایدار در آب از روش تک الک تر استفاده شد. دادههای بدست آمده به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با استفاده از نرمافزار SAS و مقایسه میانگینها با آزمون چنددامنهای دانکن در سطح احتمال پنج درصد صورت گرفت.
نتایج و بحث
برخی از ویژگیهای اولیه خاک و بیوچارهای تولیدی در این مطالعه در جدول 1 آورده شده است.
جدول -1 ویژگیهای اولیه خاک مورد استفاده
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که نوع بیوچار بر ضریب آبگذری عمق 10-15 سانتیمتر خاک - p<0.05 - ،سطح کاربرد بیوچار بر جرم مخصوص ظاهری عمقهای 0-5 و 10-15 سانتیمتر، ضریب آبگذری عمق 10-15
سانتیمتر و وزن خشک ریشه - p<0.01 - و بر ضریب آبگذری عمق 0-5 سانتیمتر خاک - p<0.05 - ، تأثیر معنیدار داشت. اثر متقابل نوع بیوچار × سطح کاربرد بر ضریب آبگذری عمقهای 0-5 و 10-15 سانتیمتر معنیدار
بود . - p<0.01 -
تأثیر بیوچار بر درصد خاکدانههای پایدار در آب
درصد خاکدانه های پایدار در آب در تیمارهای بیوچار نوع اول و دوم و هیچ یک از سطوح کاربرد بیوچار در مقایسه با شاهد، تفاوت معنیداری را نشان نداد - شکل 1 الف و جدول . - 2 کاربرد بیوچار میتواند موجب افزایش کربن آلی خاک شود که عامل مهمی برای پایداری خاکدانهها است . - 10 - همچنین مواد معدنی و آلی مختلف چسبیده بر سطح ذرات بیوچار موجب کاهش سطح ویژه بیوچار در مقیاس مولکولی می شوند و بنابراین میتوانند
تأثیر بیوچار بر ضریب آبگذری
ضریب آبگذری عمق 0-5 سانتیمتری خاک در سطوح 1/6 درصد بیوچار نوع اول و 0/8، 2/4 و 3/2 درصد بیوچار نوع دوم به طور معنیدار، بیشتر از شاهد بود. ضریب آبگذری عمق 10-15 سانتیمتری در سطوح 2/4
درصد بیوچار نوع اول و 2/4 و 3/2 درصد بیوچار نوع دوم به طور معنیدار، بیشتر از شاهد بود - جدول . - 3 می-توان نتیجه گرفت که کاربرد بیوچار به ویژه در سطوح بیشتر، موجب افزایش ضریب آبگذری شد، اما این افزایش،
:WSA خاکدانههای پایدار در آب،
: 0- 5 جرم مخصوص ظاهری عمق 0-5 و
: 10-15 جرم مخصوص ظاهری عمق 10-15 سانتیمتر
شکل -1 تأثیر نوع بیوچار بر الف - درصد خاکدانههای پایدار در آب، ب - و ج جرم مخصوص ظاهری عمق 0-5 سانتیمتری و ج - جرم مخصوص ظاهری عمق 10-15 سانتیمتری
تأثیر بیوچار بر جرم مخصوص ظاهری
جرم مخصوص ظاهری خاک در دو عمق 0-5 و 10-15 در تیمارهای بیوچار نوع اول و دوم و تمامی سطوح کاربرد بیوچار به استثنای سطح 0/4 درصد به طور معنیدار، کمتر از تیمار شاهد بود - شکل 1 ب و ج و جدول . - 2
بیوچار به دلیل دارا بودن تخلخل زیاد از طریق افزایش حجم منافذ - 8 - ، افزایش ماده آلی خاک و افزایش اندازه خاکدانهها - 11 - میتواند جرم مخصوص ظاهری خاک را کاهش دهد. ژانگ و همکاران - 2010 - گزارش دادند که
کاربرد بیوچار کلش گندم در سطح 40 تن در هکتار موجب کاهش معنیدار جرم مخصوص ظاهری خاک شالیزار شد، اما در سطح 10 تن در هکتار، تأثیری بر جرم مخصوص ظاهری نداشت . - 14 -
جدول -2 تأثیر سطوح کاربرد بیوچار بر درصد خاکدانههای پایدار در آب و جرم مخصوص ظاهری به عنوان عامل پیوندی جهت تشکیل و پایداری خاکدانهها عمل کنند . - 6 - اما بهبود ساختمان خاک در اثر کاربرد اصلاح کنندههای آلی همچون بیوچار زمانبر است و به نظر نمیرسد که در مدت زمان این آزمایش 84 - روز - قابل مشاهده باشد. پنگ و همکاران - 2011 - نیز در در یک مطالعه کوتاه مدت گلدانی گزارش دادند که کاربرد بیوچار در سطح یک درصد در یک خاک لوم رسی هیچ تأثیری بر پایداری خاکدانه نداشت . - 9 -
