تاثیر کاربرد انواع زغال زیستی بر غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری خاک دارای بافت لوم رسی سیلتی

سابقه و هدف: بسیاری از خاک‌های کشاورزی ایران به‌علت مدیریت نامناسب از جمله سیستم تک‌کشتی و عدم رعایت تناوب زراعی، خروج کامل بقایای گیاهی از مزرعه و اقلیم خشک و نیمه خشک و عدم کاربرد کودها و اصلاح‌کننده‌های آلی از نظر ماده آلی فقیر هستند. مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی به منظور افزایش میزان تولیدات کشاورزی به‌ویژه در بخش زراعی موجب بروز پیامدهای نامطلوب زیست محیطی می‌شود. امروزه با توسعه کشاورزی ارگانیک، استفاده از ترکیبات آلی برای کاهش استفاده از کودهای شیمیایی مورد توجه قرار گرفته است. نیشکر یک گیاه تجمع کننده سیلیسیم است و مدیریت ضعیف در کشت نیشکر می‌تواند سبب کاهش سیلیسیم قابل دسترس شود. یکی از مهم‌ترین اصلاح‌کننده‌های آلی برای بهبود ویژگی‌های خاک، محتوای کربن و بهبود غلظت سیلیسیم قابل دسترس، زغال زیستی می‌باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر کاربرد انواع زغال زیستی بر غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری خاک دارای بافت لوم رسی سیلتی بود. مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسی تاثیر کاربرد انواع زغال زیستی بر غلظت سیلیسیم و برخی عناصر غذایی ضروری خاک دارای بافت لوم رسی سیلتی، طرح آزمایشی به صورت آزمایش فاکتوریل، با دو فاکتور زغال زیستی و کود شیمیایی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه شرکت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) خوزستان اجرا شد. زغال‌های زیستی‌ مورد استفاده در این پژوهش باگاس نیشکر، پوسته برنج، کاه برنج، کاه گندم و چوب نراد بودند که گرماکافت آن‌ها در کوره الکتریکی در دمای 300 درجه سانتیگراد و به مدت 3 ساعت گرماکافت انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل شاهد (بدون مصرف زغال زیستی و کود شیمیایی)، زغال زیستی ، کودهای شیمیایی و زغال زیستی به همراه کودهای شیمیایی بود. زغال‌های زیستی در سطح یک درصد وزنی به خاک اضافه شدند و تیمارها به مدت سه ماه در رطوبت ظرفیت زراعی انکوباسیون شدند. در پایان دوره انکوباسیون غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، سیلیسیم، آهن، منگنز، مس و روی اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که اثر تیمارها بر غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، سیلیسیم، آهن، منگنز، مس و روی در خاک معنی‌دار بود. تیمار زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم (rsb+npk) بیشترین غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم خاک را داشت. بیشترین غلظت سیلیسیم خاک مربوط به تیمارهای زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن، فسفر و پتاسیم (rsb+npk)، زغال زیستی کاه برنج به همراه نیتروژن و فسفر (rsb+np) و زغال زیستی کاه برنج به همراه فسفر (rsb+p) بود که بین این تیمارها و تیمارهای زغال زیستی کاه برنج به همراه فسفر و پتاسیم (rsb+pk) و زغال زیستی کاه برنج (rsb) اختلاف معنی‌داری وجود نداشت. تیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد تیمارهای دارای زغال زیستی (زغال زیستی به تنهایی و یا همراه کود شیمیایی) نسبت به تیمارهای بدون زغال زیستی (شاهد و کود شیمیایی) تاثیر بیشتری در افزایش غلظت قابل دسترس عناصر غذایی در خاک داشتند. در بین زغال‌های زیستی نیز، زغال‌های زیستی کاه برنج، باگاس نیشکر و پوسته برنج در افزایش غلظت عناصر غذایی موثرتر بودند. به‌طور کلی می توان نتیجه‌گیری کرد به‌دلیل اینکه زغال زیستی منبع غنی از این عناصر غذایی است و تاثیر مثبتی که بر ویژگی‌های خاک دارد می‌تواند به عنوان یک عامل موثر در جهت بهبود حاصلخیزی خاک استفاده شود.

The effects of biochar types application on the concentration of silicon and some essential nutrients in the soil with silty clay loam texture

Background and objectives: Most of the Iranian soils are poor in organic matter due to poor management; including monoculture system and lake of crop rotation, removal of plant residues from the field, arid and semiarid climates and nonutilization of organic fertilizers and organic amendment. Improper use of chemical fertilizers to increase agricultural production has initiated environmental issue and diminish soil fertility. Nowadays, with the development of organic farming, the use of organic amendments to replace the application of chemical fertilizers took a pay attention. The sugarcane is a plant that accumulates silicon. The poor management of sugarcane cultivation can reduce available silicon. Biochar is one of the most important organic compounds for improving soil properties, carbon content and improving the concentration of available silicon. The aim of this study was to investigate the effects of biochar types application on the concentrations of silicon and some essential elements of the sugarcane field soil.Materials and methods: In order to investigate the effects of biochar types application on the concentration of silicon and some essential nutrients in the sugarcane field soil, an experimental design was carried out as a factorial experiment based on a randomized complete design with two factors including biochar and chemical fertilizer in a completely randomized design with three replications in the greenhouse of Imam Khomeini AgroIndustrial Company in Khuzestan. The applied biochar was included sugarcane bagasse, rice husk, rice straw, wheat straw and dicer wood chips, which were produced at 300 °C for 3 hours in a pyrolysis furnace. Experimental treatments included the control (soil without any biochar or chemical fertilizers), biochar, chemical fertilizers and mixture of biochar and chemical fertilizers. Biochar was added to the soil based on one percent weight and the treatments were incubated for three months in the field capacity water content. At the end of the incubation period, the concentrations of nitrogen, phosphorus, potassium, silicon, iron, manganese, copper and zinc were measured.Results: The results showed that the effects of treatments on the concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, silicon, iron, manganese, copper and zinc in the soil was significant. The mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium from chemical fertilizer sources (RSB + NPK) treatment had the highest available concentration of nitrogen, phosphorus and potassium in the soil. The highest available soil silicon concentrations were related to the treatments of mixture of rice straw biochar and nitrogen, phosphorus and potassium from chemical fertilizer sources (RSB + NPK), mixture of rice straw biochar and nitrogen and phosphorus from chemical fertilizer sources (RSB + NP) and mixture of rice straw biochar and phosphorus from chemical fertilizer sources (RSB + P). There was no significant difference between these treatments and treatments of rice straw biochar along with phosphorus and potassium (RSB + PK) and rice straw biochar (RSB).Conclusion: In general, the results of this study showed that treatments with biochar (either biochar alone or mixture of biochar and chemical fertilizer) increased the available concentration of soil nutrients more than treatments without biochar (control and chemical fertilizer). Among the biochars, rice straw biochar, sugarcane bagasse biochar and rice husk biochar were most useful to increase the available concentration of nutrients. In general, it can be concluded that because biochar is a rich source of the nutrients and has a positive effect on soil properties, Hence, it can be used as useful material factor to improve soil fertility.