پديد آورندگان :
فروهر، مجيد سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - مركز تحقيقات و آموزش كشاورزي و منابع طبيعي خراسان رضوي - بخش تحقيقات خاك و آب , خراساني، رضا دانشگاه فردوسي مشهد - گروه علوم خاك , فتوت، امير دانشگاه فردوسي مشهد - گروه علوم خاك , شريعتمداري، حسين دانشگاه صنعتي اصفهان - گروه علوم خاك , خاوازي، كاظم سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - مؤسسه تحقيقات خاك و آب - بخش تحقيقات بيولوژي خاك
كليدواژه :
بهسازهاي آلي , كمپوست زباله شهري , كود گاوي , لجن فاضلاب
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: امروزه استفاده از بيوچار در مديريت پايدار حاصلخيزي خاك به عنوان يك تفكر راهبردي چند منظوره و سازگار با محيط زيست، توجه بسياري از محققين را در سطح جهاني به خود معطوف كرده است. با توجه به اثرات بارز و در عين حال متفاوت مشاهده شده از بيوچارهاي مختلف در افزايش كربن آلي خاك ، غلظت قابل استفاده برخي عناصر غذايي و رشد گياه، ضروري است قبل از استفاده گسترده از هر نوع بيوچاري، واكنش گياه نسبت به آن، مورد بررسي قرار گيرد. در همين راستا در تحقيق حاضر تأثير مصرف سه نوع بيوچار مختلف و مواد اوليه آنها، بر فراهمي پتاسيم و رشد گياه ذرت، مورد مطالعه قرار‌گرفت.
مواد و روش‌ها: اين تحقيق به صورت آزمايشگاهي و گلخانه‌اي در قالب دو طرح كاملا تصادفي انجام شد. تيمارهاي آزمايش در هردو بخش گلخانه‌اي و آزمايشگاهي عبارت بودند از: شاهد(بدون مصرف ماده آلي)، كمپوست زباله شهري، لجن فاضلاب، كود گاوي و بيوچارهاي آنها. در بخش آزمايشگاهي، اثرتيمارها بر پتاسيم قابل استفاده خاك و پارامترهاي كميت –شدت پتاسيم بررسي شد. دربخش گلخانه‌اي، اثر تيمارها بر رشد گياه، غلظت و جذب پتاسيم در گياه مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از نتايج هر دو بخش، ارتباط بين پتاسيم قابل استفاده خاك با پارامترهاي كميت – شدت پتاسيم و روابط بين پارامترهاي گياهي با پتاسيم قابل استفاده خاك مورد بررسي قرار‌گرفت.
يافته‌ها: كود گاوي و بيوچار آن با ايجاد افزايش بيشتري در پارامترهاي كميت-شدت پتاسيم، سبب افزايش پتاسيم قابل استفاده خاك نسبت به شاهد شدند. در حالي كه لجن فاضلاب و بيوچار آن با ايجاد افزايش كمتري در پارامترهاي كميت- شدت پتاسيم، پتاسيم قابل استفاده خاك را به مقدار كمتري افزايش دادند. كمپوست زباله شهري و بيوچار آن از لحاظ تاثير بر پارامترهاي كميت-شدت پتاسيم و ايجاد افزايش در پتاسيم قابل استفاده خاك در بين اين دو، قرار داشتند. در مجموع، ترتيب كلي تيمارها از لحاظ افزايش فراهمي پتاسيم، به صورت زير بود: 1-بيوچار كود گاوي 2-كود گاوي 3- بيوچار كمپوست زباله شهري 4-كمپوست زباله شهري 5-بيوچار لجن فاضلاب و لجن فاضلاب، 6-شاهد. با اين حال با توجه به وابستگي رشد گياه به عوامل متعددي فراتر از پتاسيم قابل استفاده خاك، ترتيب تيمارها در بهبود شرايط رشد گياه با ترتيب تيمارها در افزايش فراهمي پتاسيم، مطابقت نداشت. ترتيب برتري تيمارها در بهبود شرايط رشد گياه و افزايش وزن خشك گياه به صورت زير استنتاج شد: 1-كودگاوي 2-بيوچار لجن فاضلاب و لجن فاضلاب 3- بيوچار كمپوست زباله شهري 4-بيوچاركودگاوي 5-شاهد وكمپوست زباله شهري.
نتيجه‌گيري: با توجه به برتري بيوچار كمپوست زباله شهري نسبت به كمپوست زباله شهري از هر دو جنبه تاثير بر فراهمي پتاسيم و تاثير بر وزن خشك گياه، مي‌توان در شرايط مشابه آزمايش، مصرف بيوچار كمپوست زباله شهري را بر مصرف كمپوست زباله شهري ترجيح داد. با توجه به كاهش رشد گياه در بيوچار كود گاوي نسبت به كود گاوي و در عين حال برتري بيوچار كود گاوي از لحاظ تاثير بر فراهمي پتاسيم، و با توجه به خصوصيات آن، به نظر مي‌رسد كه در مصرف بيوچار كود گاوي بايستي ملاحظاتي نظير شوري و موازنه عناصر غذايي با دقت بيشتري مورد توجه قرار گرفته و مديريت شود. عليرغم تشابه بيوچار لجن فاضلاب با لجن فاضلاب در افزايش رشد گياه و مقدار پتاسيم قابل استفاده، با توجه به بالاتر بودن ظرفيت بافري بالقوه پتاسيم در اين بيوچار و در نتيجه احتمال تداوم بيشتر تامين پتاسيم قابل استفاده توسط آن، مي‌توان در شرايط مشابه آزمايش، مصرف اين بيوچار را بر مصرف لجن فاضلاب ترجيح داد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Today, the use of biochar in the sustainable management of soil fertility, has been drawing the attention of the scientists as a multi-purpose and environmentally friendly strategic idea. There are several scientific reports implying the outstanding positive effect of biochar on soil fertility and plant growth. On the contrary, some inconsistent reports have mentioned negative or no effect of biochar. Therefore, it is necessary to investigate the effect of any biochar on the soil and plant before any widespread use of any kind. In the present study, the effect of three different biochar and their raw materials on potassium availability and corn growth was studied.
Materials and methods: The study was carried out as a two-part-experiment, including laboratory and greenhouse parts. In both parts of the study, treatments included the control (soil without any biochar or its feedstock), Municipal Waste Compost (MWC), Biochar of Municipal Waste Compost (BMWC), Sewage Sludge (SS), Biochar of Sewage Sludge (BSS), Cow Manure (CM), and Biochar of Cow Manure (BCW). In each study, application rates of treatments to the soil, were 1% w/w. In the laboratory part, the effects of the treatments on available-K and parameters of Quantity/Intensity (Q/I) ratio of potassium were investigated. Also the effects of the treatments on plant growth, K-concentration and K-content of corn were investigated in the greenhouse part.
Results: The CM and its biochar, highly increased the available-K by highly increasing the potassium-Q/I parameters compared to the control. While the SS and its biochar lightly increased the available-K by lightly increasing the potassium-Q/I parameters. The CMW and its biochar, intermediately increased the available-K by intermediately increasing the potassium-Q/I parameters compared to the control. Treatments could improve could improve the growth, k-concentration and k-content of corn compared to the control, excepting of MWC in the case of the plant growth, and SS and BSS in the case of k-concentration. Totally, the descending order of treatments in terms of increasing K-availability was as the follows: 1-BCM, 2- CM, 3-BMWC, 4-MWC, 5-SS and BSS, 6-control. The descending order of treatments in improving plant growth conditions and increasing dry weight of the plant was as the follows: 1-CM, 2-BSS and SS, 3- BMWC, 4- BCM, 5- Control and MWC.
Conclusion: Considering the superiority of BMWC to MWC, in terms of affecting on K- availability and plant dry weight, BMWC can be preferred to MWC. Considering the superiority of BCM to CM in terms of the effect on K-availability, K- concentration and content of plant compared to the control, meanwhile its decreasing effect on plant growth compared to CM, it seems that some considerations such as salinity and nutritional balance must be carefully considered and managed in the case of BCM application. Despite the similarity of BSS and SS in terms of increasing plant growth, BSS application can be preferred to SS because of the more value of PBCK, and consequently, the more continuously K-supply.
