ارزيابي تأثيراستفاده از بيوچار بر تأمين آب براي گياه

1400/11/30

چكيده: كاربرد بيوچار در خاك به عنوان يك روش در دفع مواد زائد از طبيعت، در سال‌هاي اخير به دليل ويژگي‌هاي منحصر به فردي كه اين ماده دارد توسط دانشمندان علوم خاك و دانشمندان محيط زيست مورد توجه قرار گرفته است، اما كاربرد بيوچار در خاك به عنوان يك اصلاح‌كننده حتماً بايد در ارتباط با نوع خاك، نوع بيوچار و نوع گياه مورد بررسي علمي و عملي قرار گيرد تا تأثيرات مثبت يا منفي آن مشخص شود. پژوهش حاضر به صورت يك مطالعه‌ي سه بخشي و با هدف بررسي تأثير دو نوع بيوچار (بيوچار ضايعات برداشت پسته و بيوچار برگ خرما) بر ويژگي‌هاي فيزيكي و هيدروليكي خاك، تأثير بر ويژگي‌هاي رشدي گياه ذرت (Zea maize L. 704 Single Cross) و نيز تأثير آن‌ها بر فراهمي آب براي گياه طي فرايند تعرق انجام شد. در دو بخش اول اين پژوهش 5 سطح (صفر، 1، 2، 3 و 5 درصد وزني) از بيوچارها با دو خاك با بافت متفاوت (شني و لوم شني) مخلوط شد و بعد از طي يك دوره خوابانيدن در شرايط گلخانه همراه با آبياري يك روز در ميان و مخلوط كردن، كشت گياه ذرت درون گلدان‌هايي كه از اين تيمارها پر شده بود، انجام شد. نتايج اين بخش از تحقيق نشان داد كه ويژگي‌هاي فيزيكي و هيدروليكي خاك شامل جرم مخصوص ظاهري، سطح ويژه، رطوبت هيگروسكوپي و درصد رس قابل پراكنش در هر دو خاك مورد مطالعه بعد از كاربرد بيوچارها بهبود پيدا كرده بود. از طرفي اگر چه تركيب بيوچار برگ خرما تأثير چنداني بر شاخص آب‌گريزي در خاك‌ها نداشت، اما كاربرد بيوچار برگ خرما موجب كاهش اين شاخص در خاك لومي و نيز روند كاهشي آب‌گريزي در خاك شني با افزايش سطوح كاربرد شد. بررسي منحني مشخصه رطوبتي خاك نيز نشان داد كه تغييرات در مقدار رطوبت اشباع خاك شني تحت تأثير كاربرد بيوچارها چندان معني‌دار نبود، اما بيوچار ضايعات برداشت پسته موجب افزايش نسبي مقدار اين پارامتر در خاك شني شده بود، حال آن‌كه اين شاخص در خاك لوم شني تحت تأثير كاربرد بيوچار خرما افزايش معني‌دار داشت و بيوچار پسته تأثير معني‌داري بر اين پارامتر در اين خاك نداشت و حتي تا حدودي آن را كاهش داده بود (غيرمعني‌دار). در مقابل رطوبت باقي‌مانده خاك بيشتر تحت تأثير كاربرد بيوچار ضايعات پسته قرار گرفت، و نتايج افزايش معني‌دار اين ويژگي تحت تأثير كاربرد اين بيوچار را نشان داد، حال آنكه كاربرد بيوچار برگ خرما در هر دو خاك مورد بررسي چندان روي اين ويژگي تأثيري نداشت. اين نتيجه در مورد رطوبت هيگروسكوپي نيز تقريباً يكسان بود و بيوچار ضايعات برداشت پسته بيش از بيوچار خرما موجب افزايش اين ويژگي شده بود. افزايش سطح ويژه خاك تحت تأثير وجود بيوچار كه ماده‌اي با سطح ويژه‌ي بالا است و نيز تمايل بيوچار به جذب آب بيشتر، موجب تأثير بر ويژگي‌هاي هيدروليكي خاك شده بود. اما با وجود بهبود نسبي ويژگي‌هاي فيزيكي و رطوبتي خاك شوري خاك به ويژه خاك شني به شدت تحت تأثير كاربرد بيوچارها به ويژه بيوچار ضايعات برداشت پسته قرار گرفته بود و كاربرد سطوح بالاي بيوچارها شوري خاك‌ها را به شدت افزايش داده بود و اين موضوع كاهش شديد و توقف رشد گياه در سطوح بالاي كاربرد بيوچار را در پي داشت. به طور كلي نتايج اين بخش نشان داد كه بيوچار برگ خرما تا حدودي و در سطوح 1 و 2 احتمالاً مي‌تواند براي رشد گياه مفيد باشد اما سطوح بالاتر آن چندان براي رشد گياه مفيد نيست. همچنين بررسي تأثير بيوچار ضايعات پسته نشان داد كه اين بيوچار به شدت رشد گياه را كاهش مي‌دهد و سطوح بيش از 1 درصد موجب كاهش و توقف رشد گياه ذرت مي‌شود. اين نتايج در خاك شني شدت بيشتري نسبت به خاك لوم شني داشت. نتايج بخش آخر اين پژوهش نيز نشان داد كه بيوچارهاي مورد مطالعه مي‌توانند موجب افزايش توان گياه ذرت در تعرق و زنده‌ماندن در شرايط سيكل خشكي (از دست دادن آب بعد از آبياري طي فرايند تعرق)، داشته باشند و بررسي نتايج اين بخش نشان داد كه سطح 1 درصد از هر دو بيوچار مورد مطالعه، در يك دوره‌ي 12 روزه كه در آن ما سه سيكل خشك و مرطوب شدن را بر سيستم خاك و گياه اعمال كرديم، حداقل دو روز در زمان آبياري صرفه‌جويي ايجاد مي‌كند و گياهان كشت شده در تيمارهاي حاوي 1 درصد بيوچار، 2 روز بيش از گياهان كشت شده در تيمار شاهد توان زنده‌مانده در سيكل خشكي را داشتند، كه اين موضوع مي‌تواند از نظر اقتصاد آب مورد اهميت باشد. بر اساس نتايج اين پژوهش پيشنهاد مي‌شود در استفاده از بيوچارها همواره تأثير نوع بيوچار بر ويژگي خاك‌ها و گياه مورد نظر مدنظر قرار گيرد و از طرفي پيشنهاد مي‌شود كه بررسي‌هاي بيش‌تر در ارزيابي تأثير اين بيوچارها بر ويژگي‌هاي رطوبتي و امكان استفاده از آن‌ها در مديريت آبياري مدنظر قرار گيرد. كلمات كليدي: مديريت خاك، پسماندهاي كشاورزي، پيرو ليز، خاك شني، منحني مشخصه رطوبتي

231375

دانشگاه جيرفت

دكتر فريده عباس‌زاده افشار دكتر محسن زارع بنادكوكي

دكتر جواد زماني بابگهري دكتر شاپور كوهستاني