تاثیر مقدار و اندازه ذرات زغال زیستی کنوکارپوس بر خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی و تبخیر از سطح خاک لوم شنی

سابقه و هدف: یکی از اقدامات مهم برای بهبود نگهداری آب در خاک و درنتیجه افزایش حاصلخیزی خاک، استفاده از اصلاح کننده ها است. در مناطق خشک و نیمه‌خشک، به‌علت نبود پوشش گیاهی کافی و بازگشت مقدار کم بقایای گیاهی به خاک، مقدار مواد آلی خاک بسیار کم است لذا مصرف انواع کودهای آلی می‌تواند راه‌کار مناسبی برای بهبود شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک در این مناطق باشد. در سال‌های اخیر از بیوچار به‌عنوان اصلاح‌کننده خاک (منبع کربن آلی) و به‌نوعی روشی برای ترسیب کربن در خاک‌های مناطق خشک و بیابانی استفاده‌ شده است. توانایی بالای این ماده در جذب و نگهداری عناصر غذایی و جلوگیری از آبشویی آن‌ها، جذب فلزات سمی و کودهای شیمیایی باعث افزایش حاصلخیزی خاک می‌شود. بافت غالب خاک منطقه سیستان لوم شن می‌باشد که دارای ظرفیت نگهداری آب پایین می‌باشد. لذا به‌علت بارندگی بسیار کم، بافت خاک منطقه و تبخیر بالا، این تحقیق با هدف حفظ و افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک و بهبود ویژگی‌های فیزیکی خاک‌ لوم شنی منطقه سیستان با به‌کار بردن ترکیبات و اندازه‌های مختلف بیوچار تهیه شده از هرس شاخ و برگ درختچه‌های کنوکارپوس کشت شده در ایرانشهر انجام شد.مواد و روش‌ها: در این تحقیق به بررسی تاثیر سه دامنه قطر بیوچارکنوکارپوس (کمتر از 0/25، 1-0/25 و 1-2 میلیمتر) و سه مقدار بیوچار کنوکارپوس (2، 4 و 8 درصد وزنی) بر خصوصیات هیدرولیکی و فیزیکی خاک و تبخیر از سطح خاک با بافت لوم شنی منطقه سیستان پرداخته شد. آزمایشات در 3 تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. برای انجام کار ستون‌هایی از جنس پلی اتیلن به قطر 10 سانتیمتر و ارتفاع 35 سانتی‌متر تهیه شد. ستون‌ها از کف به وسیله پارچه بسته شد. خاک با تیمارهای مختلف اندازه و مقدار بیوچار به-صورت دستی به ستون‌ها افزوده شد و با ضربات آرام به بدنه ستون تا رسیدن به ارتفاع 30 سانتیمتر پر شد. برای اندازه‌گیری تبخیر، 100 میلی‌متر آب در 5 هفته (هرهفته 20 میلی‌متر) به خاک اضافه شد. تبخیر از سطح خاک هرروز به روش وزنی اندازه‌گیری شد. هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به روش بار ثابت اندازه‌گیری شد. همچنین شوری و رطوبت خاک در سه عمق 10-0، 20-10 و 30-20 سانتی-متری خاک محاسبه شد. چگالی ظاهری و ظرفیت نگهداشت آب درخاک نیز اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد با افزایش مقدار بیوچار مصرفی، چگالی ظاهری و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نسبت به تیمار شاهد (تیمار بدون بیوچار) به ترتیب 29/32 % و 48/1 % کاهش یافت. با افزایش مقدار بیوچار و کاهش اندازه ذرات آن، ظرفیت نگهداشت آب در خاک افزایش یافت. تیمار 8 درصد وزنی بیوچار و اندازه ذرات کمتر از 0/25 میلی‌متر بیشترین (43/54 %) افزایش ظرفیت نگهداشت آب در خاک را دارا بود. با افزایش مقدار بیوچار و کاهش اندازه ذرات آن، شوری خاک نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت.نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده زغال زیستی اثرات مثبتی بر خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاکهای با بافت نسبتاً سبک دارد. اگرچه، این تغییرات بستگی به مقدار و اندازه ذرات بیوچار دارد. استفاده از زغال زیستی به عنوان یک اصلاح کننده خاک در خاکهای سبک بافت که ظرفیت نگهداری آب کم و تبخیر بالایی دارند، به خصوص در مناطق خشک ونیمه خشک که با مشکل کمبود آب مواجه هستند، راهکار بسیار مناسبی است. اما باید توجه داشت که افزایش سطوح زغال زیستی در خاک میتواند باعث افزایش شوری خاک شود. به طورکلی، با توجه به نتایج به دست آمده جهت بهره برداری حداکثری از افزودن زغال زیستی، علاوه بر انتخاب مقدار بهینه آن، در نظر گرفتن شرایط اقتصادی هم ضروری است. این امرمستلزم انجام پژوهش های بیش تر به خصوص در شرایط مزرعه ای است.

effect of the amount and particles size of conocarpus biochar on physical and hydraulic properties and evaporation from loam sandy soil surface

background and objectives: one of the important activities to improve water holding in the soil and as a result increasing soil fertility is the use of modifiers. in arid and semi-arid areas, due to the lack of sufficient vegetation and the return of a small number of plant residues to the soil, the amount of organic matter in the soil is very low. therefore, the use of organic fertilizers can be a suitable solution to improve the physical and chemical conditions of the soil in these areas. in recent years, biochar has been used as a soil modifier (source of organic carbon) and as a method for carbon sequestration in the soils of arid and desert areas. the high ability of this material to absorb and store nutrients and prevent them from leaching, and absorb toxics compounds and chemical fertilizers increases soil fertility. the sistan plain is located in the southeast of iran with poor soils in terms of organic matter and high evaporation. the predominant texture of the soil in the sistan region is loam sandy, which has a low water holding capacity. accordingly, due to the very low rainfall, the soil condition of the region and high evaporation, this research aims to maintain and increase the water retention capacity in the soil and improve the physical characteristics of the loam sand of the sistan region by using different compositions and sizes of biochar (prepared by pruning the leaves of conocarpus shrubs). materials and methods: in this research, the effect of three biochar diameter ranges (<0.25, 0.25-1 and 1-2 mm) and three amounts of cenocarpus biochar (2, 4 and 8% by weight) on the properties of hydraulic and physical soil and evaporation from the soil surface with loam sandy were studied. the experiments were conducted in 3 replications in a completely randomized design. to carry out the experiments, polyethylene columns with a diameter of 10cm and a height of 35 cm were prepared. the bottom of columns was covered with cloth. the soil with different treatments of size and amount of biochar was manually added to the columns and filled with gentle blows to the column to reaching a height of 30 cm. to measure evaporation, 100 mm of water was added to the soil for 5 weeks (20 mm per week). evaporation was measured by weighting method every day. the saturated hydraulic conductivity was measured by constant head method. also, the soil salinity and moisture were measured at three depths of 0-10, 10-20 and 20-30 cm. the bulk density and water holding capacity of the soil were also measured.results: the results showed that with the increase in the amount of used biochar (treatment 8% biochar), the bulk density and saturated hydraulic conductivity of the soil decreased by 29.32 and48.1%, respectively, compared to the control treatment (treatment without biochar). by increasing the amount of biochar and decreasing its particle size, the water holding capacity in the soil increased. the treatment with 8% by weight of biochar and the particle size of <0.25 mm had the greatest (43.54%) increase in the water holding capacity in the soil. by increasing the amount of biochar and decreasing its particle size, soil salinity increased compared to the control treatment. however, the evaporation decreased with the increasing in the amount of biochar and the decrease in its particle size.