اثر نوع، اندازه ذرات و سطوح کاربرد بیوچار بر برخی ویژگی‌های فیزیکی در یک خاک لوم رسی سیلتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 بخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

10.22059/ijswr.2022.345908.669320

چکیده

کاربرد بیوچار به عنوان یک روش اصلاح ویژگی‌های خاک در راستای کشاورزی پایدار پیشنهاد شده است. البته میزان این تاثیر به ویژگی‌های خاک و بیوچار کاربردی بستگی دارد. هدف از این مطالعه بررسی اثرات منفرد و متقابل منابع، مقادیر و اندازه ذرات بیوچار بر جرم ویژه ظاهری خاک، پایداری خاکدانه‌ها، مقاومت نفوذی و مقاومت برشی در یک خاک لوم رسی سیلتی بود. بدین منظور بیوچار تهیه شده از گرماکافت برگ نخل و تفاله لیموترش در دمای 500 درجه سلسیوس در سه کلاس اندازه‌ ذرات 4-2 ، 2-8/0 و کوچک‌تر از 8/0 میلی‌متر با نسبت‌های 0، 5/0، 1، 2 و 4 درصد وزنی با خاک مخلوط شدند. پس از 15 ماه انکوباسیون (1399-1398) در شرایط استاندارد در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز، ویژگی‌های مذکور با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شدند. به‌طور کلی بیوچار سبب کاهش معنی‌دار (01/0>P) جرم ویژه ظاهری خاک، مقاومت نفوذی و مقاومت برشی و افزایش معنی‌دار پایداری خاکدانه‌ها در مقایسه با شاهد شد. بیوچار برگ نخل در مقایسه با بیوچار تفاله لیمو از نظر بهبود ویژگی‌های خاک، عملکرد بهتری داشت. به‌طور میانگین با افزایش سطوح بیوچار به 4 درصد، جرم ویژه ظاهری 5/14 درصد، مقاومت نفوذی 85 درصد و مقاومت برشی 8/59 درصد کاهش و پایداری خاکدانه‌ها 5/50 درصد افزایش یافت. بیش‌ترین تاثیر بیوچار بر پایداری خاکدانه‌ها و مقاومت فروروی با ذرات بیوچار کوچک‌تر از 8/0 میلی‌متر بدست آمد. با تغییر اندازه ذرات بیوچار، تغییرات قابل توجهی در جرم ویژه ظاهری و مقاومت برشی ایجاد نشد. براساس نتایج به‌دست آمده، می‌توان با انتخاب اندازه ذرات و سطوح کاربرد مناسب از هر نوع منبع بیوچار، بهترین عملکرد در بهبود ویژگی‌های فیزیکی خاک را بدست آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Biochar Type, Particle Size and Application Rate on Some Physical Properties in a Silty Clay Loam Soil

نویسندگان [English]

  • Abbas Yekzaban 1
  • Ali Akbar Moosavi 2
  • Abdolmajid Sameni 2
  • Mahrooz Rezaei 2
1 Department of Soil Science, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran
2 Department of Soil Science, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Biochar application has been proposed as a suitable amendment way of soil properties to sustainable agriculture. However, the effect depends on biochar application and soil properties. The purpose of this study was to investigate the sole and combined effects of different sources, rates and particle size of biochar on soil bulk density, aggregate stability, penetration resistance and shear strength in a silty clay loam soil. Palm leaf and lemon peel biochar prepared at a pyrolysis temperature of 500∘C with three particle sizes 2–4, 0.8-2 and smaller than 0.8 mm, mixed in soil at application rates 0, 0.5, 1, 2 and 4 % (by weight). After 15 months (2019 to 2020) incubation at standard condition in research glasshouse of faculty of agriculture Shiraz University, soil properties analyzed by standard methods. In general, the applied biochar had significant effects (P<0.01) on decrease soil bulk density, penetration resistance, and shear strength and increase aggregate stability as compared to control. Palm leaf biochar played better roles in improving soil properties as compared to lemon peel biochar. On average, by increasing biochar rates to 4%, decreased soil bulk density by 14.5 %, penetration resistance by 85 %, Shear strength by 59.8 % and increased aggregate stability by 50.5. The grate effects of biochar were achieved at particle size smaller than 0/8 mm for aggregate stability and penetration resistance. Bulk density and tension strength did not considerably change by use different particle size biochar. Base results, by choosing the appropriate particle size and application rates of each sources of biochar can be achieved the best performance in improving the soil physical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aggregate stability
  • Penetration resistance
  • Shear strength
  • Soil Amendment