اثر اندازه ذرات زغال زيستي بر ويژگي‌هاي فيزيكي، هيدروليكي و منحني رطوبتي خاك لوم‌شني

سابقه و هدف: بررسي كاربرد زغال زيستي بر ويژگي‌هاي فيزيكي و هيدروليكي خاك به‌واسطه تأثير در حفظ آب و مديريت آن اهميت دارد. بررسي منابع نشان داد كه مورد اثر اندازه ذرات زغال زيستي ساقه گياه آفتابگردان بر خصوصيات فيزيكي، هيدروليكي و رطوبتي خاك مطالعات كاملي انجام نشده است. لذا هدف از اين تحقيق بررسي تأثير اندازه ذرات زغال زيستي ساقه گياه آفتابگردان بر برخي خصوصيات فيزيكي و هيدروليكي خاك لوم‌شني در شرايط آزمايشگاهي بود.مواد و روش‌ها: در ابتدا زغال زيستي از قرار دادن زيست‌توده ساقه آفتابگردان در دماي 400 درجه سلسيوس به مدت 6 ساعت به‌دست آمد. پس از ادغام با خاك به مدت 120 روز در شرايط رطوبتي ظرفيت زراعي نگهداري شد. به منظور بررسي خصوصيات فيزيكي و هيدروليكي خاك از تركيب 3 درصد وزني سه اندازه 0.5-0، 1-0.5 و 2-1 ميلي‌متر ذرات زغال زيستي ساقه آفتابگردان با يك خاك لوم‌شني استفاده شد. بدين منظور پارامترهاي جرم مخصوص ظاهري، تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفيت مزرعه، آب قابل دسترس، رطوبت در نقطه پژمردگي دائم، شدت جريان، سرعت جريان، هدايت هيدروليكي، سرعت آب حفره‌اي و منحني رطوبتي اندازه‌گيري شد.يافته‌ها: نتايج نشان داد كه اندازه ذرات زغال زيستي بر خصوصيات فيزيكي و هيدروليكي در سطح احتمال 1 درصد و همچنين بر نگهداشت آب خاك در سطح احتمال 5 درصد تاثير معني‌داري دارد. كاربرد اندازه 1-0.5 ميلي‌متري زغال زيستي بيش‌ترين تأثير را بر خصوصيات خاك داشت به طوري‌كه كه باعث كاهش 14.74 درصدي جرم مخصوص ظاهري، افزايش 21.17، 22.5، 34.78 و 44.44 درصدي تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفيت مزرعه و آب قابل دسترس نسبت به خاك شاهد شد. كاربرد اندازه ذرات 0.5-0، ميلي‌متر زغال زيستي موجب افزايش 24.39 درصدي رطوبت پژمردگي دائم و كاهش 92.93 درصدي شدت جريان، سرعت جريان، هدايت هيدروليكي و همچنين كاهش 94.04 درصدي سرعت آب حفره‌اي نسبت به خاك شاهد شد. بررسي منحني مشخصه رطوبتي نشان داد هر سه اندازه ذرات زغال زيستي سبب افزايش نگهداشت آب در خاك شد. زغال زيستي باعث افزايش رطوبت حجمي در همه نقاط اندازه‌گيري به‌ويژه در مكش 0 تا 2000 سانتي‌متر شد. در اين دامنه از مكش، زغال زيستي باعث افزايش منافذ متوسط و ريز و در نتيجه افزايش نگهداشت آب خاك در اين مكش شد. افزودن زغال زيستي به خاك هم‌چنين سبب افزايش رطوبت ظرفيت مزرعه، نقطه پژمردگي دائم و آب قابل استفاده شد. نتيجه‌گيري: مناطق خشك و نيمه خشك با دسترسي محدود به منابع آبي پايدار، عموماً داراي خاك‌هاي با بافت سبك با ظرفيت نگهداري آب كم هستند. لذا اين خاك‌ها در اولويت اصلاح ساختمان و در نتيجه بهبود خصوصيات فيزيكي و هيدروليكي مي‌باشند. با توجه به نتايج به‌دست آمده از اين پژوهش كاربرد زغال زيستي ويژگي‌هاي فيزيكي و هيدروليكي اين خاك‌ها را بهبود مي‌بخشد. لذا يافته‌هاي اين پژوهش مي‌تواند در مديريت آب بسيار كاربردي باشد.