تأثير بقاياي سه گونه گياهي و بيوچار آنها بر برخي ويژگي ها و وضعيت پتاسيم يك خاك آهكي

Effect of Three Plant Species Residues and Their Biochars on some Properties and Potassium Status of a Calcareous Soil

افزودن بقاياي گياهان به خاك علاوه بر ترسيب كربن مي‌تواند مقدار زيادي پتاسيم به خاك اضافه كند. در پژوهش حاضر، سه گونه گياهي شامل كنار (Ziziphus spina Christi L.)، ني (Phragmites australis) و آتريپلكس (Atriplex halimus L.) از اراضي دشت داراب انتخاب و بقاياي آنها جمع‌آوري شد. تبديل بقايا به بيوچار در دماي 500 درجه سلسيوس و مدت زمان 3 ساعت در شرايط اكسيژن محدود صورت گرفت. خاك مورد استفاده در آزمايش از مزارع شهرستان داراب و از عمق 30-0 سانتي‌متري جمع‌آوري شد. آزمايش در قالب طرح كاملاً تصادفي با 7 تيمار (بقاياي گياهي، بيوچار آنها و شاهد) و سه تكرار انجام گرفت. مقدار سه درصد از بقاياي گياهي و يا بيوچار آنها به خاك اضافه گرديد و نمونه‌ها به مدت دو ماه در شرايط رطوبت ظرفيت مزرعه و دماي 22 درجه سلسيوس نگهداري شدند. سپس پ‌هاش، قابليت هدايت الكتريكي، ظرفيت تبادل كاتيوني و پتاسيم محلول، تبادلي و غيرتبادلي در نمونه‌هاي خاك اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كه افزودن بيوچار برگ كنار، برگ آتريپلكس و بيوچار برگ آتريپلكس سبب افزايش معني‌دار پ‌هاش خاك شدند. همه بقاياي گياهي و بيوچار آنها قابليت هدايت الكتريكي خاك را از 0/43 (بيوچار برگ كنار) تا 3/57 دسي‌زيمنس بر متر (بيوچار برگ آتريپلكس) افزايش دادند. تبديل بقاياي گياهي به بيوچار سبب افزايش بيشتر شوري خاك شد. بيوچارها تأثيري بر ظرفيت تبادل كاتيوني نداشتند اما برگ كنار و بقاياي ني سبب افزايش آن شدند. افزودن بقاياي گياهي و بيوچار آنها مقدار پتاسيم محلول (937-144 ميلي‌گرم بر كيلوگرم)، تبادلي (1430-354 ميلي‌گرم بر كيلوگرم)، غيرتبادلي (607-379 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) و قابل استخراج با اسيد نيتريك (2918-1030 ميلي‌گرم بر كيلوگرم) را به طور معني‌داري افزايش داد و تأثير بيوچارها بيشتر از بقاياي گياهي بود. به‌طوركلي، تأثير برگ آتريپلكس در تغيير ويژگي‌هاي خاك و مقدار شكل‌هاي پتاسيم بيشتر از برگ كنار و بقاياي ني بود. افزودن بقاياي گياهي و بيوچار آنها سبب تمركز بيشتر پتاسيم در بخش تبادلي (49-34 درصد) خاك شد. با توجه به تأثيرات منفي كاربرد بقاياي گياهي و بيوچار آنها به‌ويژه برگ آتريپلكس بر افزايش شوري و پ‌هاش خاك، در صورت استفاده از آنها بايد جانب احتياط را نگه داشت.

Addition of plant species residues to soils can add high amounts of potassium (K) as well as carbon sequestration. In the current investigation, residues of three plant species including Ziziphus spina Christi L., Phragmites australis and Atriplex halimus L. were collected from Darab plain and converted to biochars at 500 °C for 3 h under oxygen-limited condition. The soil used in the study was collected from a field in Darab at depth of 0-30 cm. Experiment was done using a completely randomized design with 7 treatments (plant residues, their biochars and control) and 3 replicates. Three percent of plant residues or biochars was added to the soil. Soil samples were incubated for 2 months at FC moisture and 22 °C temperature condition. Then, pH, EC, CEC and the contents of soluble, exchangeable, and non-exchangeable K of soil samples were determined. Results indicated that application of Ziziphus spina Christi biochar, Atriplex halimus leaves and Atriplex halimus biochar significantly increased soil pH. All residues and biochars increased EC from 0.43 (Ziziphus spina Christi biochar) to 3.57 dS m-1 (Atriplex halimus biochar). Biochars had more effect on soil EC than residues. Biochars had no effect on CEC, but Ziziphus spina Christi L. and Phragmites australis increased it significantly. Application of residues and biochars significantly increased soluble (144-937 mg kg-1), exchangeable (354-1430 mg kg-1), non-exchangeable (379-607 mg kg-1) and HNO3-extractable K (1030-2918 mg kg-1) and biochars had more effect than residues. Generally, Atriplex halimus leaves were more effective than Ziziphus spina Christi and Phragmites australis residues on soil properties and K forms contents. Residues and biochars application concentrated K in the exchangeable form (34-49 %). For application of these compounds, especially in the case of Atriplex halimus L., their effects on soil salinity and pH should be considered.