تاثیر دو نوع بیوچار ضایعات کشاورزی بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و آبگریزی خاک

زمینه و هدف: در دهه اخیر استفاده از بیوچار به عنوان اصلاح کننده خاک، مورد توجه پژوهشگران متعددی در سراسر جهان قرار گرفته است. با توجه به گزارش تاثیرات متفاوت بیوچارها بر ویژگی‌های خاک و نوع محصول حتما باید تاثیرات کاربرد بیوچار به عنوان اصلاح‌کننده در ارتباط با نوع خاک و نوع محصول مورد بررسی علمی و عملی قرار گیرد تا تاثیرات مثبت و یا منفی آن بررسی و مشخص شود. هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیر بیوچار حاصل از ضایعات پسته و برگ خرما بر برخی از ویژگی‌های فیزیکی و آب‌گریزی خاک بود. روش پژوهش: برای این منظور دو نوع خاک (شنی و لوم شنی) با بیوچار برگ خرما و بیوچار تفاله پسته در 4 سطح (1، 2، 3 و 5 درصد وزنی) با هم ترکیب شدند و سطح بدون کاربرد بیوچار هم به عنوان شاهد درنظر گرفته شد. بعد از ترکیب بیوچارها با خاک، به مدت دو ماه در شرایط گلخانه‌ای خوابانیده و آنکوبه‌شدند و سپس ویژگی‌های فیزیکی خاک مانند چگالی ظاهری، سطح ویژه، رطوبت هیگروسکوپی، آبگریزی و رس قابل پراکنش در آن‌ها اندازه‌گیری شد و نتایج بدست آمده مورد آنالیز آماری قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که کاربرد بیوچارها به طور کلی موجب کاهش چگالی ظاهری و افزایش سطح ویژه و درصد رطوبت هیگروسکوپی در هر دو خاک مورد مطالعه شده بود. اما در مورد درصد رس قابل پراکنش هرچند کاربرد بیوچار برگ خرما کاهش این پارامتر را در پی داشت، اما بیوچار ضایعات پسته موجب افزایش این پارامتر در مقایسه با شاهد شد. کاربرد 5 درصد بیوچار خرما در هر دو خاک موجب کاهش حدود 60 درصدی پراکنش رس شد اما در مقابل، بیوچار ضایعات برداشت پسته به ترتیب موجب افزایش حدود 43 و 114 درصدی پراکنش رس در خاک شنی و لوم شنی شده بود. به‌طورکلی سطوح کم‌ کاربرد بیوچارها (سطح 1 درصد) موجب کاهش معنی‌دار آب‌گریزی خاک لوم‌شنی در مقایسه با شاهد شده بود و افزایش سطوح بیوچارها، افزایش آب‌گریزی خاک را در پی داشت. تاثیر کاربرد بیوچار برگ خرما در خاک لوم‌شنی بر آب‌گریزی معنی‌دار نبود و کاربرد بیوچار ضایعات برداشت پسته تاثیر متفاوتی بر آبگریزی خاک شنی داشت؛ افزایش سطوح بیوچار ضایعات پسته کاهش معنی‌دار آب‌گریزی خاک را موجب شد به طوری که کاربرد 5 درصد از بیوچار ضایعات برداشت پسته مقدار این شاخص را در خاک شنی 31 درصد کاهش داده بود. به نظر می‌رسد بیوچار ضایعات برداشت پسته با افزایش سطح ویژه خاک شنی و از طرفی تمایل بیشتر این ماده به جذب سطحی آب (افزایش رطوبت هیگروسکوپی)، موجب افزایش تمایل خاک شنی به جذب آب و درنتیجه کاهش آب‌گریزی خاک شده است. نتایج: به طور کلی اثرات بیوچارهای مورد مطالعه بر ویژگی‌های فیزیکی خاک در هر دو خاک مثبت بود و کاهش چگالی ظاهری و رس قابل پراکنش و افزایش سطح ویژه و رطوبت هیگروسکوپی می‌تواند افزایش کیفیت خاک را نشان دهد، اما این نتایج بدین معنی نیست که کاربرد بیوچارها می‌تواند اثرات مثبتی بر رشد گیاه در خاک داشته باشد و باید جنبه‌های تاثیر این مواد بر ویژگی‌های دیگر خاک (یعنی ویژگی‌های شیمیایی) نیز مدنظر باشد. بنابراین اثر بیوچار می‌تواند تا حد زیادی تحت تاثیر اثر ترکیبی بیوچار بر شرایط خاک قرار گیرد، برای استفاده موثر از بیوچار درخاک‌های کشاورزی، قبل از استفاده تجاری و عملی از بیوچار در خاک، پیشنهاد می‌شود تاثیر بیوچار با توجه به شرایط خاک و گیاه مورد مطالعه دقیق قرار گیرد.

the effect of two types of agricultural waste biochar on some physical properties and water repellency of soil

background and purpose: in recent decade, biochar application as a soil amendment has received attention from many researchers around the world. with respect to report of different impacts of biochars on soil properties and crop type the use of biochar in soil as an amendment must be scientifically and practically studied in relation to the type of soil, type of biochar and type of plant to investigate and determine its positive or negative effects. the aim of this study was to investigate the effect of biochar derived from pistachio waste and date palm leaves on some physical properties and water repellency of soil. materials and methods: for this purpose, two types of soil (i.e. sand and sandy loam) were combined with two types of biochar, date palm leaf biochar (dplb) and pistachio harvesting waste biochar (phwb), at 4 application levels (1, 2, 3, and 5% by weight), also the treatment without biochar application was considered as a control. these biochars were mixed with soil and after a two-month incubation period, then physical properties of soil such as bulk density, specific surface area, hygroscopic moisture, water repellency, and dispersible clay were measured and the obtained results were statistically analyzed. results: the results showed that the application of biochars generally decreased the bulk density (bd) and increased the specific surface area (ssa) and hygroscopic moisture content (hmc) in the both soils. although the application of dplb caused decrease in dispersible clay (dc) of the soils but phwb increased this parameter compared to the control. application of 5% dplb in both soils reduced dc by 60% but on the other hand, phwb increased dc by 43% and 114% in sandy soil and sandy loam soil, respectively. in general, the low levels of biochar application (1% level) caused a significant decrease in the water repellency of sandy loam soil compared to the control, and increasing the levels of biochar application, resulted in an increase in soil hydrophobicity. the effect of dplb application in sandy loam soil on water repellency was not significant, and the application of phwb had a different effect on water repellency of sandy soil. increasing levels of phwb caused a significant decrease in water repellency of sandy soil, so that the application of 5% of phwb reduced this index by 31% in this soil. it seems that phwb has increased the ssa of sandy soil and on the other hand, the greater tendency of this biochar to absorb water on the surface (increased hwc), has increased the tendency of sandy soil to suck the water, so decreased the water repellency of this soil. conclusion: in general, the effects of the studied biochars on the physical properties of the both soils were positive, and the reduction of the bd and dc also the increasing of the ssa and hwc could be considered as an increasing in the soil quality, but this doesn't mean that the application of biochars can have positive effects on plant growth in the soil, because the aspects of the impact of these amendments on other soil properties (i.e. chemical properties) should also be considered. so, considering that the effect of biochar can be greatly influenced by the combination of biochar properties and soil conditions, effective use of biochar in agricultural soils requires prior evaluation of the biochar effect based on soil and plant conditions.