پديد آورندگان :
رضايي، ناهيد دانشگاه شيراز - گروه مهندسي آب , رزاقي، فاطمه دانشگاه شيراز - گروه مهندسي آب , سپاسخواه، عليرضا دانشگاه شيراز - گروه مهندسي آب , موسوي، علي اكبر دانشگاه شيراز - گروه علوم خاك
كليدواژه :
پتاسيم , سديم , كلسيم , قابليت هدايت الكتريكي , نسبت جذبي سديم
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: شوري از مهم‌ترين و جدي‌ترين تنش‌هاي محيطي بوده كه عاملي تعيين كننده در كاهش محصول گياهان زراعي به شمار مي‌رود. خاك‌هايي كه تحت تاثير شوري قرار مي‌گيرند معمولا به دليل كمبود ماده آلي، ساختمان ضعيفي دارند. از اين رو افزودن مواد آلي مي‌تواند سبب بهبود پايداري خاكدانه‌هاي خاك، افزايش تخلخل خاك و بهبود ظرفيت نگهداري آب خاك شود. بيوچار نوعي ماده آلي غني از كربن مي‌باشد كه از سوزاندن بقاياي گياهي و فضولات حيواني در شرايط دماي زياد و اكسيژن كم توليد مي‌شود. استفاده از بيوچار به عنوان اصلاح كننده خاك، سبب افزايش حاصلخيزي و بهبود كيفيت خاك مي‌گردد. لذا هدف از انجام اين پژوهش، بررسي اثر سطوح مختلف شوري آب آبياري و بيوچار حاصل از كاه و كلش گندم بر برخي ويژگي‌هاي شيميايي خاك لوم شني پس از برداشت گندم مي‌باشد. مواد و روش‌ها: آزمايش گلخانه‌اي به صورت فاكتوريل و در قالب طرح كاملاً تصادفي با 4 تيمار شوري آب آبياري (0/5، 5، 7 و 9 دسي‌زيمنس بر متر) و 4 سطح بيوچار (صفر، 25، 50 و 75 مگاگرم در هكتار) و در سه تكرار انجام شد. خاك مورد استفاده در اين پژوهش داراي بافت لوم شني با وزن مخصوص ظاهري 1/53 گرم بر سانتي‌متر مكعب، هدايت الكتريكي عصاره اشباع برابر با 0/66 دسي‌زيمنس بر متر و ظرفيت نگهداري آب در حد ظرفيت مزرعه‌اي و پژمردگي دايم به ترتيب برابر با 21 و 8 درصد حجمي بود. بيوچار از بقاياي گندم در دماي 500 درجه سلسيوس و در شرايط بدون اكسيژن تهيه شد. پس از برداشت گياه گندم (رقم شيراز)، ويژگي‌هاي شيميايي خاك (مانند غلظت سديم، كلسيم و پتاسيم، هدايت الكتريكي عصاره اشباع و نسبت جذبي سديم) در دو لايه 0-10 و 10-20 سانتي‌متري اندازه‌گيري شدند. تجزيه و تحليل آماري داده‌ها با نرم افزار SAS انجام شد. مقايسه بين اثر تيمارها بر ويژگي‌هاي مورد مطالعه با آزمون دانكن و در سطح احتمال 95 درصد انجام شد.
يافته‌ها: به طور كلي، نتايج نشان داد كه غلظت سديم، پتاسيم و كلسيم، قابليت هدايت الكتريكي و نسبت جذبي سديم در لايه 0-10 سانتي‌متري با اعمال بيشترين سطح بيوچار (75 مگاگرم در هكتار) نسبت به سطح صفر بيوچار به ترتيب سبب افزايش 1/1 و 143/8، 2/2، 1/2 و 0/8 برابري و با اعمال بيشترين سطح شوري (9 دسي‌زيمنس بر متر) نسبت به سطح شاهد (0/5 دسي‌زيمنس بر متر) به ترتيب سبب افزايش 14/8 و 1/6، 8/6، 2/1 و 5/4 برابري گرديد. غلظت عناصر اندازه‌گيري شده، هدايت الكتريكي عصاره اشباع و نسبت جذبي سديم در لايه 0-10 به دليل تبخير از لايه سطحي خاك، و بالاتربودن ظرفيت نگهداري آب بواسطه حضور بيوچار بيشتر از 10-20 سانتي متري بوده است. از طرف ديگر، بالا بودن هدايت الكتريكي عصاره اشباع بيوچار توليدي (7/5 دسي‌زيمنس بر متر) نسب به خاك (0/7 دسي‌زيمنس بر متر) و همچنين تجمع بيشتر عناصر در خاك (از آنجايي كه آبي از انتهاي گلدان‌ها خارج نشد) سبب افزايش هدايت الكتريكي عصاره اشباع خاك در تيمارهاي حاوي بيوچار و در هر دولايه گرديده است. نتيجه‌گيري: هرچند كه خود بيوچار به واسطه شور بودن سبب افزايش شوري خاك و ساير ويژگي‌هاي شيميايي خاك گرديده است، افزايش بيوچار به بيش از 25 مگاگرم در هكتار تا حدودي شدت اثرات منفي ناشي از افزايش شوري را كاسته است. از طرف ديگر، با توجه به افزايش ميزان پتاسيم در حضور بيوچار، مي‌توان از آن به عنوان اصلاح كننده خاك‌هايي كه داراي كمبود پتاسيم هستند، استفاده نمود. در نتيجه مي‌توان استفاده از بيوچار (با شوري كم) در سطوح كمتر از 25 مگاگرم بر هكتار را با توجه به قابليت‌هاي اين ماده به عنوان اصلاح كننده خاك پيشنهاد نمود، به نحوي كه استفاده از آن اقتصادي باشد.
چكيده لاتين :
Introduction: Salinity is one of the major environmental stresses negatively influence the agricultural production. The saline soils usually have poor soil structure due to lack of organic matter. Therefore, application of organic matter improves soil aggregate stability, increase soil porosity and enhance soil water holding capacity. Biochar is a carbon rich product, which is produced by burning crop residues and animal manure, under high temperature and limited oxygen conditions. Biochar, when used as a soil amendment, increase soil fertility and improve soil quality. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of different levels of irrigation water salinity and wheat straw biochar on some of soil chemical properties after wheat harvest.
Materials and Methods: A greenhouse experiment was conducted based on completely randomized design with four saline irrigation levels (0.5, 5, 7 and 9 dS m-1) and four levels of biochar (0, 25, 50 and 75 Mg ha-1) with three replications. The soil texture used in experiment was sandy loam with bulk density of 1.53 g cm-3, saturated paste extract electrical conductivity of 0.66 dS m-1 and volumetric soil water content of 21 and 8 % at field capacity and permanent wilting point, respectively. The biochar was produced from wheat straw at 500oC and under no oxygen conditions. After harvesting the wheat (Shiraz cv.), the chemical parameters of soil (such as sodium, calcium and potassium concentration, soil electrical conductivity in the saturation paste extract and sodium absorption ratio) were measured in the depths of 0-10 and 10-20 cm. Statistical analysis was performed using SAS software. The means were compared using Duncan’s multiple range test at the 5% level of probability. Results and Discussion: In general, the results showed that the concentration of sodium, potassium and calcium, electrical conductivity and sodium absorption ratio with application of maximum level of biochar (75 Mg ha-1) increased by 1.1 and 143.8, 2.2, 2.1 and 0.8 times in comparison with no biochar application in the 0-10 cm soil depth. In the same soil depth (0-10 cm), the latter parameters with the application of the maximum level of water salinity (9 dS m-1) were enhanced by 14.8 and 1.6, 8.6, 2.1 and 5.4 times in comparison with 0.5 dS m-1 salinity. The concentration of measured ions, soil electrical conductivity and sodium absorption ratio were higher at 0-10 cm compared with those in 10-20 cm due to soil evaporation from soil surface and higher water holding capacity in top layer of soil due to biochar application. Moreover, increase in soil electrical conductivity in both layers by application of biochar was due to high saturated paste extract electrical conductivity of the used biochar (7.5 dS m-1) in comparison with the electrical conductivity of the soil (0.7 dS m-1) and also accumulation of ions in the soil, as water was not drained out of the pots. Conclusions: Although, biochar increased soil salinity and other soil chemical properties due to its salinity, increase in biochar application higher than 25 Mg ha-1 reduced the negative effects of water salinity, to some extent. On the other hand, as potassium increased in the biochar treatments, biochar as k additive can be used in soil with potassium deficiency. Therefore, according to biochar ability as soil amendment, application of biochar (with low salinity) at lower levels of 25 Mg ha-1 is recommended, if it is economically justified.
