اثر بیوچار حاصل از منابع مختلف بر عملکرد و کارایی مصرف آب گندم

افزودن بقایای آلی به صورت بیوچار به خاک با هدف بهسازی آن، رهیافت جدیدی در مدیریت بقایای آلی است. در پژوهش­های قبلی، بیشترین تمرکز محققان به مقدار بیوچار اضافه‌شده به خاک بوده است. این تحقیق با هدف بررسی ویژگی‌های بیوچار­های تهیه‌شده از منابع مختلف (کاه گندم، ورمی­ کمپوست و چوب درخت زردآلو) و اثرات مقادیر و اندازه ذرات آن بیوچارها بر عملکرد و کارایی مصرف آب (wue) گندم انجام شد. در آزمایشی فاکتوریل با طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار، اثر سه بیوچار مذکور در مقادیر 0/5٪ (r1)، 1/5% (r2) و 3% (r3) وزنی با اندازه ذرات 0/5≥ (s1)، 10/5 (s2) و 21 (s3) میلی­متر در دو سال زراعی متوالی بررسی شد. بیوچارهای مورد مطالعه فقط در سال اول تا عمق 150 سانتی­متر به خاک اضافه شدند. در هر تکرار یک کرت شاهد هم در نظر گرفته شد. اثرات متقابل فاکتورهای آزمایش (به‌جز اثر سال در مقدار بیوچار) بر عملکرد و کارایی مصرف آب معنی­دار بود. مقایسه میانگین عملکرد و کارایی مصرف آب در هر نوع بیوچار نشان داد که در سال اول و دوم، تیمار بیوچار کاه گندم در مقدار  r3و اندازه ذرات s2، بیشترین عملکرد به ترتیب 5200 و 6664  کیلوگرم در هکتار و کارایی مصرف آب به ترتیب 1/6 و 2/1 کیلوگرم بر مترمکعب را داشت. در سال اول، در تیمارهای بیوچار ورمی ­کمپوست، بیشترین عملکرد (4517 کیلوگرم در هکتار) و کارآیی مصرف آب (1/4 کیلوگرم در مترمکعب) در مقدار r2 با اندازه ذرات s3 مشاهده گردید. در همان سال، در بین تیمارهای بیوچار چوب درخت زردآلو، تیمار با مقدارr3  با اندازه ذرات  s3بیشترین عملکرد (3871 کیلوگرم در هکتار) و کارایی مصرف آب (1/2 کیلوگرم بر مترمکعب) را داشت. در سال دوم، در تیمار بیوچار ورمی­ کمپوست، بیشترین عملکرد (6615 کیلوگرم در هکتار) و کارایی مصرف آب ( 2/04 کیلوگرم بر مترمکعب) در مقدار r3  با اندازه ذرات s2 و در بیوچار چوب درخت زردآلو، بیشترین عملکرد (5263 کیلوگرم در هکتار) و کارایی مصرف آب ( 1/6 کیلوگرم بر مترمکعب) در مقدار r2 با اندازه ذرات s3 آن بیوچار­ مشاهده شد. در بین تمام تیمارهای مورد مطالعه، بیشترین عملکرد و کارایی مصرف آب (در هر دو سال) در بیوچار گندم با مقدار  r3و با اندازه ذرات بیوچار s2 مشاهده شد. نتایج نشان داد که علاوه بر نوع بیوچار، اثر متقابل مقدار و اندازه ذرات بیوچار، اثر تعیین کننده­ای در افزایش میزان عملکرد و کارایی مصرف آب داشت.

Effect of Biochar Obtained from Different Sources on Yield and Water Use Efficiency of Wheat

The use of organic waste in the form of biochar in order to ameliorate soil is a novel approach in the management of organic waste. In previous studies, researchers mostly focused on the amount of biochar that was added to the soil. However, the aim of this study was to investigate the characteristics of biochars prepared from different feedstock (wheat straw, vermicompost and apricot firewood) and the interaction effects of amounts and particle sizes of biochars on yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat. In a factorial experiment with a randomized complete block design with three replications, the effects of these three biochars in the amount of 0.5% (R1), 1.5% (R2) and 3% (R3) with a particle size of ≤0.5 (S1), 0.51 (S2) and 12 (S3) mm were evaluated in two consecutive cropping years. The studied biochar were added to the soil only in the first year to a depth of 015 cm. A control plot was considered in each replication. The interactions of experimental factors (except interaction effect of year and biochar amount) on yield and WUE were significant. Comparison of average yield and WUE in each type of biochar showed that, in the first and second year, wheat straw biochar treatment of R3 S2 had the highest yield (5,200 kg ha1 and 6664.3 kg ha1, respectively) and WUE (1.6 kg m3 and 2.1 kg m3, respectively). In the first year, in vermicompost biochar treatments, the highest yield (4517.7 kg ha1) and WUE (1.4 kg m3) were observed in the R2 S3. In the same year, in apricot wood biochar, treatment R3 S3 had the highest yield (3871.7 kg ha1) and WUE (1.2 kg m3). In the second year, in vermicompost treatments, the highest yield (6615.7 kg ha1) and WUE (2.04 kg m3)  was observed in the R3 S2 and, in the same year, in apricot wood biochar treatments, the highest yield (5263.7 kg ha1) and WUE (1.6 kg m3) was observed in the R2 S3. The highest yield and WUE (in the two years) was observed in wheat straw biochar with the R3 S2. These results showed that in addition to the type of biochar, the interaction of the amount and size of biochar particles had a decisive effect on increasing the yield and water use efficiency of wheat.