تاثير كاربرد برخي بقاياي گياهان زراعي و تفاله شيرين بيان و بيوچار حاصل از آن ها بر وضعيت پتاسيم يك خاك آهكي

Effect of application of crop and licorice root residues and their biochars on potassium status of a calcareous soil

سابقه و هدف: استفاده از تركيب‌هاي آلي مختلف در كشاورزي ارگانيك مي‌تواند سبب تغيير در وضعيت عناصر مورد نياز گياه در خاك‌هاي دچار كمبود گردد. خاك‌هاي مناطق خشك ايران داراي مقدار قابل توجهي پتاسيم قابل استفاده هستند كه با كشاورزي فشرده مقدار آن‌ها در حال كاهش مي‌باشد. مقداري از اين كمبود مي‌تواند با كاربرد تركيب‌هاي آلي مختلف در كشاورزي ارگانيك جبران گردد. مواد و روش‌ها: براي انجام اين پژوهش، آزمايشي در قالب طرح كاملاً تصادفي با كاربرد چهار ماده آلي گياهي و بيوچار حاصل از آن‌ها در يك خاك آهكي و تأثير آن بر مقدار شكل‌هاي مختلف پتاسيم انجام شد. مقدار 3 گرم كاه گندم، كاه ذرت، سبوس برنج و تفاله ريشه شيرين‌بيان و بيوچار حاصل از آن‌ها به 100 گرم از يك خاك لوم‌رسي آهكي اضافه گرديد و نمونه‌ها به‌ مدت 90 روز در دماي 2±22 درجه سلسيوس و 50 درصد رطوبت اشباع گرديد. نمونه‌هاي خاك، هواخشك و الك شد و pH، قابليت هدايت الكتريكي و مقادير پتاسيم محلول، تبادلي، غيرتبادلي، قابل‌استخراج با اسيدنيتريك و مقدار پتاسيم آزاد شده از كاني‌هاي خاك اندازه‌گيري گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه كاربرد مواد آلي گياهي، pH خاك را تغيير نداد اما بيوچار سبب افزايش pH خاك گرديد (ميانگين ۰/۰۷). قابليت هدايت الكتريكي خاك با كاربرد كاه گندم و ذرت افزايش يافت و تبديل مواد آلي گياهي به بيوچار شوري خاك را بيشتر افزايش داد. تفاله ريشه شيرين‌بيان و بيوچار آن تأثيري بر مقدار شكل‌هاي مختلف پتاسيم نداشتند اما ساير مواد آلي گياهي و بيوچار حاصل از آن‌ها سبب افزايش پتاسيم قابل‌استخراج با اسيدنيتريك، محلول و تبادلي شدند و ترتيب اين افزايش به‌صورت كاه گندم > كاه ذرت > سبوس برنج بود. به‌طور ميانگين، بيوچارها نسبت به مواد آلي گياهي افزايش بيشتري را در مقدار پتاسيم محلول، تبادلي و قابل‌استخراج با اسيدنيتريك نشان دادند (به‌ترتيب 212، 269 و 286 ميلي‌گرم بر كيلوگرم). پتاسيم غيرتبادلي با كاربرد مواد آلي گياهي و بيوچار آن‌ها (به‌جز كاه ذرت) تغييري نيافت. كاه گندم، كاه ذرت و سبوس برنج سبب آزادسازي به‌ترتيب 286، 217 و 146 ميلي‌گرم بر كيلوگرم و بيوچار كاه گندم، كاه ذرت و سبوس برنج سبب آزادسازي به‌ترتيب 637، 429 و 290 ميلي‌گرم بر كيلوگرم پتاسيم از ساختمان كاني‌هاي پتاسيم‌دار خاك شدند كه اين مي‌تواند در نتيجه تأثير ملكول‌هاي آلي و كاتيون‌هاي معدني موجود در تركيب‌ها بر تجزيه كاني‌ها و آزادسازي پتاسيم از آن‌ها باشد. نتيجه‌گيري: به‌طوركلي مي‌توان نتيجه‌گيري كرد كه كاربرد مواد آلي گياهي و بيوچار حاصل از آن‌ها مي‌تواند تأثيراتي شگرف بر وضعيت پتاسيم خاك و رفع كمبود اين عنصر داشته و در اين ميان نقش بيوچار به مراتب مهم‌تر از مواد آلي اوليه مي‌باشد. از طرف ديگر افزايش شوري و pH خاك به‌ويژه در خاك‌هاي آهكي مناطق خشك بايد در نظر گرفته شود.

Background and Objectives: Application of different organic materials in organic agriculture may change the status of plant nutrients in deficient soils. Arid soils of Iran may have a considerable content of potassium (K); but their K content is decreasing due to intensive agriculture. This K deficiency may be alleviated by different organic materials application in organic agriculture. Materials and Methods: In the current investigation, a completely randomized experiment was done with application of four plant residues and their produced biochars to a calcareous soil and their effect on different forms of K. Three grams of wheat straw, corn straw, rice bran and licorice root residue and their produced biochars was added to 100 g of a clay loam calcareous soil and incubated for 90 days at 22±2 °C and 50 % of saturation moisture content. The soil samples were air-dried and sieved and pH, electrical conductivity and contents of soluble, exchangeable, non-exchangeable, HNO3-extractable K and K release rate from soil minerals were determined. Results: Results indicated that plant residues had no effect on soil pH, but all biochars increased soil pH (mean of 0.07). Soil EC was increased with application of wheat and corn straws and conversion of plant residues to biochars had more effect on soil salinity. Licorice root residue and its biochar had no effect on the content of different K forms; but other plant residues and their biochars increased soluble, exchangeable and HNO3-extractable K in the order of wheat residue > corn residue > rice bran. On average, biochars had more effect than plant residues on the content of soluble, exchangeable and HNO3-extractable K (212, 269 and 286 mg kg-1, respectively). The content of HNO3-extractable K was not affected with plant residues and their biochars (except for corn straw). Wheat and corn straws and rice bran released 286, 217 and 146 mg K kg-1, respectively; and their biochars released 637, 429 and 290 mg K kg-1, respectively from K-bearing minerals and this may be due to the effect of organic molecules and non-organic cations of organic materials on mineral weathering and K release. Conclusion: It is concluded that application of plant residues and their biochars may have significant effects on soil K status and alleviation of K deficiency and the role of biochar is more important than primary plant residues. On the other hand, increase in soil salinity and pH especially in calcareous soils of arid land should be take into consideration.