بخشی از مقاله
چکیده
به منظور استفاده بهینه از بقایای گیاهی، کاربرد آنها به عنوان اصلاح کننده خاک مورد توجه قرار گرفته است. این نوع از اصلاحگرها میتوانند ضمن صرف هزینه کمتر، موجب بهبود برخی خصوصیات خاک شوند. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی تاثیر بیوچار حاصل از باگاس نیشکر بر وضعیتهای مختلف رطوبت در خاک میباشد. بدین منظور طرحی در قالب کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد.
بیوچار با سطوح 0، %2، %4 و %6 - وزنی/ وزنی - به خاک افزوده شد و به مدت 6 ماه در گلخانه و با رطوبت %70 ظرفیت مزرعه نگهداری شد. پس از گذشت 6 ماه نمونهها تحت مکشهای مورد نظر قرار گرفتند و در نهایت رطوبتهای اشباع، ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی دائم، آب قابل استفاده و گنجایش هوایی خاک اندازهگیری شد. نتایج پژوهش نشان داد بیوچار توانست در تمام سطوح رطوبت اشباع خاک و گنجایش هوایی خاک را بهطور معنادار و در سطح یک درصد افزایش دهد، اما نتوانست بر رطوبت ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی دائم و آب قابل استفاده تاثیر معناداری داشته باشد.
مقدمه
استفاده از اصلاح کنندههای متشکل از بقایا میتواند ویژگیهای خاک را بهبود ببخشد. افزایش مقدار عناصر مغذی و میزان کربن از جمله فواید کاربرد اصلاح کنندههاست - . - 17 بیوچار، از جمله اصلاح کنندههایی میباشد که امروزه مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته و ماده ای است غنی از کربن، متخلخل و ریزدانه که از حرارت دادن زیست تودهها از جمله بقایای گیاهی، چوب، فاضلاب و غیره در شرایط اکسیژن محدود تولید میشود - . - 10 مطالعات نشان داده است که بیوچار میتواند بر خصوصیات فیزیکی خاک تاثیر مطلوب داشته باشد - 6،. - 4 بیوچار به دلیل اینکه دارای تخلخل فراوان و سطح ویژه بالاست، میتواند نگهداشت رطوبت در خاک و ظرفیت جذب سطحی را افزایش دهد - . - 9 بروخوف و همکاران - - 2010 گزارش دادند کاربرد بیوچار در خاک شنی موجب افزایش نگهداشت آب در خاک و کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع خاک میشود
بیوچار میتواند ظرفیت ذخیره رطوبت خاکهای اولتیسول و اندیسول را افزایش دهد - . - 12 در پژوهشی که توسط جفری و همکاران - - 2015 بر روی خاک شنی صورت گرفت، مشخص شد که افزودن بیوچار علوفه گیاهی به میزان 1، 5، 10، 20 و 50 تن در هکتار تاثیر معنیداری بر میزان نگهداشت آب در خاک ندارد و علت آن میتواند آبگریزی این ماده باشد که از نفوذ آب به ذرات بیوچار جلوگیری میکند - . - 7 از طرفی پژوهش ابل و همکاران - 2013 - نشان داد که با افزودن بیوچار بقایای ذرت در یک خاک شنی میزان آب قابل دسترس در تمام تیمارهای حاوی 1، 2/5 و 5 درصد بیوچار افزایش پیدا میکند -
کارکردهای زیست محیطی بیوچار، کانیهای رس و نانوذرات
با توجه به نتایج متفاوت ناشی از تاثیر این ماده بر خاک و به منظور بررسی تاثیر بکارگیری بقایا در اصلاح خاک، هدف از این پژوهش بررسی تاثیر بیوچار حاصل از باگاس نیشکر بر حالت های مختلف رطوبت خاک شامل رطوبت اشباع، ظرفیت زراعی، پژمردگی دائم، رطوبت قابل استفاده و گنجایش هوای خاک میباشد.
مواد و روشها
در این پژوهش نمونهبرداری خاک از مزرعه آرک 2-6 شرکت نیشکر واحد امیرکبیر با مختصات طول جغرافیایی 31 درجه و14 دقیقه شمالی و عرض جغرافیایی 48 درجه و 19 دقیقه شرقی از عمق 0-20 سانتیمتری انجام شد و نمونههای خاک از الک 2 میلیمتری عبور داده شدند. بیوچار مورد استفاده با روش اسپارویک و همکاران - 2012 - و در دمای 550 درجه سانتیگراد تهیه و با درصدهای %2، %4 و %6 وزنی/وزنی با خاک مخلوط گشت - . - 14 تیمارها به مدت 6 ماه در گلخانه با رطوبت 70 درصد ظرفیت مزرعه نگهداری شدند. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی در 3 تکرار صورت گرفت. برخی ویژگیهای شیمیایی خاک و بیوچار مورد نظر در جدول 1 آورده شده است.
جدول -1 برخی از ویژگی های خاک و بیوچار مورد استفاده
*اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک در عصاره اشباع و بیوچار در نسبت 1:5 اندازهگیری شد.
پس از گذشت 6 ماه حالتهای مختلف رطوبت در خاک شامل رطوبت اشباع خاک - مکش صفر - ، رطوبت ظرفیت مزرعه - مکش 0,3 بار - ، رطوبت نقطه پژمردگی دائم - مکش 15 بار - ، رطوبت آب قابل استفاده - تفاضل رطوبت در مکش 0,3 و 15 بار - وگنجایش هوایی خاک - تفاضل رطوبت در مکش صفر و 0,3 بار - با استفاده از دستگاه صفحات فشاری بدست آمد - . - 8 بافت خاک به روش هیدرومتری، کربن آلی خاک به روش والکی بلک - 15 - و نیتروژن خاک با روش کجلدال اندازهگیری شد
.کربن و نیتروژن بیوچار با دستگاه آنالیز کننده CHNS ، ریختشناسی آن با دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی مدل - LEO 1455 VP - و سطح ویژه این ماده با دستگاه اندازهگیری سطح ویژه مدل Nano Sord بدست آمد. تجزیه و تحلیل آماری دادهها با نرم افزار - 9/1 - SAS و مقایسه تیمارها با آزمون دانکن در سطح آماری 5 درصد صورت گرفت.
نتایج و بحث
تاثیر بیوچار باگاس نیشکر بر رطوبت اشباع
با توجه به نتایج جدول تجزیه واریانس، افزودن سطوح مختلف بیوچار در سطح یک درصد تاثیری معناداری بر رطوبت اشباع خاک داشته است. با وجود عدم تفاوت معنیدار رطوبت اشباع بین سطوح بیوچار، این پارامتر در تیمارهای 2، 4و 6 درصد بیوچار به ترتیب 24/17، 18 /52 و32/48 درصد نسبت به شاهد افزایش داشته است - شکل
شکل -1 - A - اثر سطوح مختلف بیوچار بر رطوبت اشباع خاک، حروف غیر مشابه بیانگر اختلاف معنیدار در سطح احتمال یک درصد است.
-1 - B - ریخت شناسی بیوچار با دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی
علت افزایش رطوبت اشباع در خاکهای حاوی بیوچار میتواند ناشی از تاثیر مثبت این ماده بر روی تخلخل خاک باشد که در نتیجه ظرفیت نگهداری آب خاک بهبود مییابد. از طرفی بیوچار به علت داشتن ساختار متخلخل خود - شکل - 1 - B - و سطح ویژه بالا - جدول - 1 میتواند محیط مناسبی برای نگهداری رطوبت باشد. بررسی اویانگ و همکاران - - 2013 نشان داد کاربرد بیوچار حاصل از کود گاوی به میزان %2 وزنی در دو نوع خاک رسی سیلتی و لوم شنی رطوبت اشباع خاک را افزایش میدهد - . - 13
تاثیر بیوچار باگاس نیشکر بر گنجایش هوایی خاک نتایج تجزیه واریانس تاثیر تیمارهای بیوچار بر گنجایش هوایی خاک نشان داد که سطوح مختلف بیوچار در سطح یک درصد تاثیری معناداری بر گنجایش هوایی خاک داشتهاند. با توجه نتایج مقایسه میانگین که در شکل - - 2 مشاهده میشود،
