بخشی از مقاله
چکیده
هدف از انجام این مطالعه مشاهده ی تاثیرات بایوچارکاه و کلش برنج بر انتشار برخی از گازهای گلخانه ای بود. نمونه خاکو بایوچار و خاک و کاه و کلش برنج در ظروف مناسب مخلوط شد، به منظور اندازه گیری مقدار انتشار نمونه هایی از گاز موجود در ظرف توسط سرنگ برداشته شد و مقدار CO2 و N2O آن به وسیله ی دستگاه گاز کروماتوگرافی - GC - اندازه گیری شد. آزمایش به صورت اسپلیت پلات با فاکتور اصلی ترکیبات تیماری در سه سطح و فاکتور فرعی زمان در هفت سطح بر پایه طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار انجام گرفت. ترکیبات تیماری شامل - 1 - خاک غرقاب، - 2 - خاک غرقاب همراه با بایوچار کاه و کلش برنج، - 3 - خاک غرقاب همراه با کاه و کلش برنج بود. نتایج نشان داد افزایش بایوچار به خاک باعث کاهش معنی دار انتشار CO2 و N2O افزایش معنیدار pH و EC شد. اما افزودن کاه و کلش برنج تاثیری بر روی انتشار گاز ها نداشت.
واژه های کلیدی: بایوچار، کاه و کلش برنج، گازهای گلخانه ای، گرم شدن جهانی
مقدمه
بایوچار محصولی از تغییر گرمایی و شیمیایی مواد آلی در غیاب اکسیژن - پیرولایسیس - است. بایوچار می تواند به عنوان یک اصلاح کننده خاک برای بهبود کیفیت محصولات استفاده شود. کاربرد بایوچار در خاک سبب افزایش pH خاک، افزایش در ظرفیت تبادل کاتیونی و بهبود سایر خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک میشود. استفاده از بایوچار می تواند، حاصلخیزی خاک و تولید محصول را بهبود بخشد و باعث کاهش انتشار گاز های گلخانه ای و کاهش تجزیه کربن می شود. بایوچار می تواند باعث تثبیت کربن آلی و بنابراین کاهش انتشار کربن دی اکسید شود - . - Lehman et al., 2007 فرآیند زغال شدن، تبدیل کربن ناپایدار به ماده آلی پایدار خاک است. نیتروز اکسید - N2O - یک گاز موثر دیگر است که در گرم شدن جهانی و تخریب لایه ی اوزون استراتوسفری نقش دارد. نیتروز اکسید به صورت طبیعی در خاک طی فرآیند نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون تولید می شودکه آنها عمدتاً توسط کود های نیتروژن دار تاثیر می پذیرند . - Wang et al., 2010 - انتشار نیتروز اکسید به صورت مستقیم از خاک های کشاورزی ناشی از کود نیتروزن دار، به عنوان یکی از منابع اصلی برای انتشار نیتروز اکسید محسوب می شود که ارتباط نزدیکی با فعالیت های انسانی دارد. یک دلیل برای کاهش انتشار N2O از خاک اصلاح شده با بایوچار، عدم تحرک نیتروژن و کاهش در مقدار نیتروژن قابل استفاده برای دنیتریفیکاسیون است چون که جذب و نگهداری آمونیوم، در خاک شامل بایوچار، زیاد است . - Wang et al., 2013 - هدف از این مطالعه اندازهگیری میزان انتشار CO2 و N2O در اثر افزودن بایوچار و مقایسهی میزان انتشارCO2 و N2O از خاک در شرایط غرقاب پس از افزودن بایوچار و کاه و کلش برنج می باشد.
مواد و روش ها
این پژوهش در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان انجام شد. نمونه برداری از خاک، از عمق 0 - 30 سانتی متری در مزرعه واقع در دانشکده کشاورزی انجام شد. خاک مورد استفاده پس از هوا خشک و کوبیده شدن از الک میلیمتری عبور داده شد. متغیرهای pH، EC، CEC، درصد کربن آلی خاک، بافت خاک و مقدار ازت خاک به روش های مرسوم اندازه گیری شد و به منظور اعمال تیمارهای بایوچار در ظروف پلاستیکی قرار گرفتند - . - Page et al., 1982 - پارامترهای ذکر شده پس از 2ماه انکوباسیون هم بر روی خاک مورد مطالعه اندازه گیری شد -
پس از بررسی بر روی ظروف مختلف نهایتا ظروف مناسب این آزمایش انتخاب شد به نحوی که هیچ گونه تبادل گازی بین محیط و داخل ظروف صورت نگرفت. بایوچار و کاه وکلش برنج را خرد کرده و از الک mm 2 عبور داده شد. برای تهیه بایوچار کاه و کلش برنج از دمای 500 درجه سانتیگراد توسط کوره ساخته شده استفاده شد و ویژگی های آن از قبیل pH، EC، CEC، درصد کربن و ازت کل آن اندازه گیری شد.
آزمایش به صورت اسپلیت پلات با فاکتور اصلی ترکیبات تیماری در سه سطح و فاکتور فرعی زمان درهفت سطح بر پایه طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار انجام گرفت. در این آزمایش در مجموع 9 = - 3×3 - نمونه وجود داشت که در هفت زمان مورد بررسی قرار گرفت. مقدار 200 گرم از خاک مورد نظر برای هر تکرار برداشته شد و سه نوع ترکیب تیماری تهیه گردید. ترکیبات تیماری شامل - 1 - خاک غرقاب، - 2 - خاک غرقاب همراه با بایوچار کاه و کلش برنج، - 3 - خاک غرقاب همراه با کاه و کلش برنج بودند. بایوچار به مقدار سه درصد وزن خاک خشک و کاه و کلش برنج هم به مقدار سه درصد وزن خاک خشک به خاک اضافه شد - نجمی، . - 1392 سپس نمونه ها در داخل ظروف مخصوص ریخته شد، هر سه تیمار به حالت غرقاب تبدیل گردید و در طول دوره انکوباسیون به مدت 60 روز، رطوبت در این حد حفظ گردید . به منظور اندازه گیری مقدار انتشار در طی 45-30-15-7-3-1 و60 روز پس از شروع آزمایش نمونه هایی از گاز موجود در ظرف توسط سرنگ برداشته شد و مقدار CO2 و N2O آن به وسیله ی دستگاه گاز کروماتوگرافی - GC - اندازه گیری شد.
برای اندازه گیری گازها از دستگاه GC با مدل و برند Agilant Technologies 7890A استفاده شد. این دستگاه مجهز به دتکتور TCD - آشکارساز هدایت گرمایی - می باشد - - Spokas et al., 2009، گاز حامل در اینجا هلیم با درصد خلوص %99/99 و سرعت جریان گاز با توجه به ستون دستگاه ml/min 15-10 بود، دمای ستون با توجه به ترکیباتی که اندازه گیری شد متناسب با دمای محیط تنظیم شد. اعداد به دست آمده از کروماتوگرام بر حسب درصد می باشد، در نتیجه با استفاده از محاسبه حجم استوانه - ظروف آزمایش به صورت استوانه بودند - اعداد به دست آمده را به واحد حجمی تبدیل نمودیم.
نتایج و بحث
نتایج آزمایشهای شیمیایی و فیزیکی صورت گرفته بر روی نمونه خاک و بایوچار و کاه و کلش به کار رفته در این بررسی به ترتیب در جدول های 1، 2 نشان داده شده است.
نتایج حاصل از مقایسه میانگین سه پارامتر pH و Ec و ازت کل در انتهای آزمایش با عدد ثابت اولیه - آزمون - t-test در جدول 3 نشان داده شده است.
جدول -3 مقایسه میانگین پارامتر های pHو Ec و ازت کل سه تیمار پس از دو ماه انکوباسیون
نتایج حاصل از مقایسه میانگین pH در انتهای دو ماه انکوباسیون با نمونه اولیه خاک به این صورت میباشد که اختلاف معنی دار در سطح یک درصد بین میانگین های سه تیمار و تکرار ها وجود دارد. کاربرد بایوچار در تیمارها باعث افزایش معنیدار pH نسبت به خاک شاهد شده است. دلیل این افزایش کاربرد بایوچار است چرا که بایوچار دارای خاکستر است و این خاکستر غنی از کربناتهای فلزات قلیایی، مقادیر متفاوتی از سیلیکا، فلزات سنگین، سزکویی اکسیدها، فسفاتها و مقادیر کمی از ازت آلی و غیر آلی است. کاربرد بایوچار باعث افزایش معنیدار در هدایت الکتریکی تیمار ها پس از پایان آزمایش شده است. این امر نشان دهنده غلظت زیاد کاتیونها در بایوچار میباشد که با اضافه کردن به خاک مستقیماً وارد خاک شده است - . - Novak et al, 2009تاثیر بایوچار و کاه و کلش بر انتشار CO2 و N2O نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها نشان می دهد که کاربرد بایوچار بر تمامی خصوصیات بررسی شده در سطح احتمال 1 درصد تأثیر معنی دار داشت: - جدول های 4 و - 5
جدول-4 تجزیه واریانس انتشار گاز CO2 در تیمار خاک و بایوچار
