بخشی از مقاله
چکیده
این مطالعه به منظور بررسی تاثیر توامان بیوچار، تنش شوری و کم آبیاری بر کارایی مصرف آب و پارامتره ای رشد در گیاه گندم - رقم شیراز - صورت گرفت. این آزمایش در شرایط گلخانه ای در قالب طرح کاملا تصادفی در 4 تکرار انجام گردید. تیمارهای آزمایشی شامل بیوچار در 3 سطح - صفر، 40 و 80 تن در هکتار - ، تنش شوری در 3 سطح 0/6 - ، 6 و 12 دسی زیمنس بر متر - و تنش خشکی نیز در 3 سطح 100 - ، 75 و 50 درصد نیاز آبی گیاه - بودند.
پارامترهای اندازه گیری شده در این تحقیق شامل وزن ماده و دانه خشک، ارتفاع گیاه و کارایی مصرف آب - WUE - میباشد. نتایج حاصل نشان داد که با کاربرد بیوچار در خاک وزن ماده و دانه گندم و کارایی مصرف آب به طور معنی داری نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت ، از سوی دیگر تنش کم آبیاری و شوری در تیمارهای بدون بیوچار موجب کاهش وزن ماده و دانه خشک گندم گردید. ارتفاع گیاه با افزودن بیوچار در خاک روندی افزایشی داشت، شایان ذکر است که در صورت کاربرد بیوچار تا حدی روند افزایشی در ارتفاع گیاه داشت و تاثیرات منفی اعمال تنش کمآبیاری و شوری کاهش یافت و بیوچار موجب افزایش کارایی مصرف آب در گیاه نیز گردید.
.1 مقدمه
ایران یک کشور خشک و نیمه خشک است، که 73 درصد از مساحت آن دارای آب و هوای خشک و با بارش
سالانه نزدیک به یک سوم متوسط جهانی 220 - میلی متر - میباشد؛ هم چنین، بنا به آمار IWMI1 - 1993 - ایران در بین 116 کشور، از نظر بحران آب در رده 14 قرار دارد که نشان دهنده ی وضعیت نامناسب منابع آب کشور است
بحران آب در کشاورزی به واسطه کم بودن راندمان کاربرد آن و استفاده بیش از حد از منابع موجود، بوجود آمده است . این در حالی است که خشکی مهمترین عامل تاثیرگذار بر رشد و محصول گیاهان زراعی است که 40 تا 60 درصد اراضی جهان را به خود اختصاص میده د .
گیاهان در اکوسیستم های مختلف به طور پیوسته در معرض تنش قرار دارند و عوامل زنده و غیرزنده همچون قارچ ها، علف های هرز، خشکی و شوری بر گسترش این عامل محدودکننده در رشد گیاهان دامن میزند
تنش آبی گیاهان از روش های مورد استفاده برای صرفه جویی در مصرف آب می باشد و یکی از راه های کاه ش بحران آب، مدیریت آب در تأمین نیاز آبی گیاهان زراعی است باید به دنبال ارقامی از گیاهان زراعی بود که تحت شرایط محدود آب و تنش آبی تحمل بیشتری نشان بدهند و کاهش محصول کمتری را به دنبال داشته باشند.
علاوه بر خشکی تنش شوری نیز از دیرباز عامل مهمی در تاریخ بشر و سیستم های کشاورزی بوده است . تنش شوری به صورت حضور مواد معدنی اضافی در خاک و یا تجمع نمک در خاک مناطق خشک و یا فاریاب ایجاد میشود، که می تواند موجب اختلال در فرایند رشد و نمو گیاه شود . - Taiz and Zeiger, 1998 - شور شدن زمینهای غیرشور نیز به دلیل آبیاری با منابع آب بی کیفیت همچنان مزارع کشاورزی را تهدید مینماید.
از این رو اعمال مدیریت صحیح و به کارگیری تکنیک های پیشرفته به منظور حفظ ذخیره رطوبتی خاک از جمله اقدامات موثر بری افزایش راندمان آبیاری و در نتیجه به بود بهره وری از منابع محدود آب می باشد. در همین ارتباط استفاده از بقایای گیاهی به عنوان یک اصلاح کننده برای خاک مطرح می باشد. در گذشته این بقایا به طور سنتی برای تجزیه بر روی زمین رها می شدند و این امر موجب هدر رفت مواد غذایی با ارزش آن و امکان شیوع بیماری میشد
امروزه با سوزاندن این بقایا در دمای زیاد و در شرایط بی هوازی، امکان ذخیره سازی طولانی مدت کربن را در خاک فراهم می گردد. زغال حاصل از این سوختن همان بیوچار است . - Zimmerman et al., 2011 - بیوچار ماده ای متخلخل و غنی از کربن - 89% - است و به دلیل ریزدانه و متخلخل بودن، به زغال حاصل از سوزاندن طبیعی شباهت دارد . ساختار آن ذخیره گاه مناسبی برای آب و مواد غذایی است؛ به همین دلیل آن را محافظ در برابر خشکی و شوری به خصوص در خک شنی در نظر می گیرند
در همین ارتباط .Cornellissen et al. - 2013 - در نتایج حاصل از تحقیقات خود اعلام کردند که افزودن بیوچار به خاک های کشاورزی می تواند حاصلخیزی خاک را بهبود بخشد . همچنین در تحقیات مشابهی Vaccari et al . - 2011 - اعلام نمودند که با کاربرد 60 تن در هکتار بیوچار تولید شده از چوب جنگلی در د مای 500 درجه سانتی گراد، 30 درصد افزایش در عملکرد گندم را گزارش کردند.
از سوی دیگر علاوه بر بیوچار به عنوان رکن باروری و یک روش هوشمند برای افزایش راندمان و کارایی مصرف آب - Sohi et al., 2010 - ، شیوههای کم آبیاری و کاربرد آن در خاک های شور نیز به عنوان راه حلی مناسب برای افزایش راندمان کشت مورد بررسی های زیادی قرار گرفته است .
در همین ارتباط Akhtar et al. - 2015 - گزارش کردند که اختلاط بیوچار با خاک شور می تواند تنش شوری را در سیب زمینی کاهش دهد که عمدتأ به دلیل داشتن بار منفی بیوچار است، که می تواند سدیم محلو ل در خاک را جذب کند . به طور مشابه Thomas et al. - 2013 - ، نیز متوجه جذب بالقوه زیاد نمک با استفاده از بیوچار شدند .
در تحقیقی دیگر Mulcahy et al. - 2013 - پژوهشی با هدف بررسی اثر بیوچار و تنش خشکی بر روی مقاومت گیاه چهی گوجه فرنگی در خاک شنی انجام دادند، نتایج نشان داد بیوچار در خاک شنی به طور قابل توجهی مقاومت گیاهچه را نسبت به پژمردگی در اثر تنش خشکی افزایش داد.
از همین رو تحقیقات حاضر به بررسی اثرات توامان کاربرد بیوچار، کم آبیاری و شوری بر وزن ماده و دانه خشک، ارتفاع گیاه و کارایی مصرف آب - WUE - گیاه گندم میپردازد.
.2 مواد و روش ها
در این پژوهش به منظور ارزیابی بهرهوری آب تحت تاثیر سطوح مختلف بیوچار، کمآبی و شوری آزمایشی در گلخانه تحقیقاتی پژوهشکده خشکسالی دانشکده کشاورزی شیراز اجرا گردید. در این آزمایش تهیه بیوچار از کاه و کلش گندم استفاده شد بطوریکه کاه و کلش باقی ماند ه از برداشت محصول گندم جمع آوری گردید و در حرارت بالا 550 - درجه سانتی گراد - در شرایط کم اکسیژن سوزانده شد.
خاکستر حاصل که پودری سیاه رنگ و منبعی از کربن میباشد، همان بیوچار است که مخلوط با خاک برای کشت گندم استفاده گردید. تیمارهای آزمایشی شامل 3 سطح بیوچار B1، B2 و B3 - شامل صفر، 40 و 80 تن در هکتار بیوچار - ، 3 سطح آبیاری I1، I2 و I3 - شامل 100، 75 و 50 درص نیاز آبی گیاه - و 3 سطح شوری S1، S2 و S3 - شامل 0/6، 6 و 12 دسی زیمنس بر متر - می باشد که در 4 تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی تحت آزمایش فاکتوریل و در 108 گلدان اجرا گردید.
خاک استفاده شده در این آزمایش خاک سبک با بافت لوم شنی بود که مشخصات خاک و بیوچار در جدول 1 آورده شده است. کاشت بذر گندم - رقم شیراز - در سال 1394 انجام شد و در هر گلدان 10 بذر گندم در عمق مناسب کاشته شد و پس از استقرار کامل و در مرحله تنک کردن به 7 بوته در هر گلدان کاهش یافت. رطوبت گلدان ها بلافاصله بعد از کشت به حد ظرفیت مزرعهای رسانده شد و پس از استقرار کامل بوته ها در گلدان ها، تیمار کم آبیاری و شوری اعمال شد. مقدار آب مورد نیاز گلدان ها نیز با توزین گلدان ه ا محاسبه گردید . پارامترهای مورد اندازهگیری و محاسبه نیز شامل وزن ماده و دانه خشک، ارتفاع گیاه و کارایی مصرف آب در کلیه تیمارها می باشد.
جدول -1 پارامترهای اندازهگیری شده خاک مورد آزمایش و بیوچار تهیه شده
تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SAS و مقایسه میانگین داده ها به روش آزمون دانکن صورت گرفت رسم نمودارها و جداول با استفاده از نرم افزار Sigma plot و Excel انجام شد.
.3 جمعبندی و نتیجه گیری وزن ماده خشک گندم
وزن ماده خشک گیاه گندم و مقایسه میانگین های تیمارهای اعمال شده در جدول 2 و 3 آورده شده است . نتایج نشان می دهد که سطوح بیوچار اثر معنی داری - در سطح احتمال 5 درصد - بر وزن خشک ماده در گیاه گندم داشت .
