تأثیر بیوچارهای اصلاح شده بر برخی ویژگی های زیستی و شیمیایی یک خاک آهکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 استادیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

3 محقق گروه تحقیقات به زراعی، مؤسسه تحقیقات و آموزش نیشکر خوزستان، اهواز، ایران.

چکیده

در خاک‌های آهکی مناطق خشک و نیمه‌خشک ماده آلی کم، مقدار کربنات کلسیم زیاد و pH بالا سبب کاهش فعالیت میکروبی وکاهش فراهمی عناصر غذایی به‌ویژه فسفر ، و به‌دنبال آن محدودیت در رشد گیاهان می‌شود. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر بیوچار حاصل از بقایای برداشت سبز نیشکر و بیوچارهای اصلاح شده با FeCl2، ZnCl2، سیتریک اسید و اگزالیک اسید بر برخی ویژگی‌های شیمیایی و زیستی یک خاک آهکی انجام شد. آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با شش تیمار شامل 1- شاهد (C) (بدون بیوچار) 2- بیوچار اصلاح نشده (B) 3- بیوچار اصلاح شده با اسید سیتریک (CAB)، 4- بیوچار اصلاح شده بااسید اگزالیک (OXB)، 5- بیوچار اصلاح شده با ZnCl2 (ZnB) و 6- بیوچار اصلاح شده با FeCl2 (FeB) در 3 تکرار اجرا شد. بیوچار در دمای 350 درجه سانتی‌گراد تهیه و پس از اصلاح شیمیایی، به میزان 1 درصد با 300 گرم خاک مخلوط شده و نمونه‌ها به مدت سه ماه در دمای ثابت (25±2 درجه سانتی‌گراد) نگه‌داری شدند. در پایان آزمایش برخی ویژگی‌های شیمیایی و زیستی خاک اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد کاربرد بیوچارها سبب کاهش pH خاک (0/03-0/66 واحد)، افزایش هدایت الکتریکی (0/43-0/13 واحد)، ظظرفیت تبادل کاتیونی (43/9-17/0 درصد)، کربن آلی کل (2/29-2/21 برابر)، غلظت فسفر قابل دسترس (96/2-52/1 درصد)، تنفس میکروبی خاک (69/3-42/9 درصد) و کربن زیست‌توده میکروبی خاک (93/7-54/2 درصد) شد که در این میان تیمار بیوچار اصلاح شده با اسید سیتریک بیشترین تأثیر مثبت را بر ویژگی‌های بررسی شده داشت. به‌طور کلی بیوچار تهیه شده از بقایای برداشت سبز نیشکر و اصلاح شده با اسید سیتریک می‌تواند ماده آلی خاک، فراهمی عناصر غذایی و ویژگی‌های زیستی خاک در شرایط خاک‌ مورد استفاده، مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of modified biochars on some biological and chemical properties of calcareous soil

نویسندگان [English]

  • Pardis Khaji 1
  • Abdolamir Moezzi 1
  • Naeimeh Enayatizamir 1
  • Neda Moradi 2
  • Akbar Karimi 3
1 Department of Soil Science, Faculty of agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Soil Science, Faculty of agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
3 Researcher, Department of Agronomy, Khuzestan Sugarcane Research and Training Institute, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

This research aimed to investigate the effects of biochar derived from green sugarcane residues and biochars modified with FeCl2, ZnCl2, citric acid, and oxalic acid on some chemical and biological properties of a calcareous soil. The experiment was conducted in a completely randomized design with six treatments, including: 1- Control (C) (without biochar), 2- Unmodified biochar (B), 3- Biochar modified with citric acid (CAB), 4- Biochar modified with oxalic acid (OXB), 5- Biochar modified with ZnCl2 (ZnB), and 6- Biochar modified with FeCl2 (FeB), with three replications. The biochar was prepared at 350°C and, after chemical modification, mixed with 300 grams of soil at a rate of 1%. The samples were maintained at a constant temperature (25±2°C) for three months. At the end of the experiment, some chemical and biological properties of the soil were measured. The results showed that the application of biochars led to a decrease in soil pH (0.03-0.66 units), an increase in electrical conductivity (0.13-0.57 units), cation exchange capacity (17.0-43.9%), total organic carbon (2.21-2.29-fold), available phosphorus concentration (52.1-96.2%), soil microbial respiration (42.9-69.3%), and soil microbial biomass carbon (54.2-93.7%). Among these, the biochar treatment modified with citric acid had the most positive impact on the examined properties. Overall, biochar derived from green sugarcane residues and modified with citric acid could be effective in the soil organic matter, phosphorus availability, and soil biological properties under the studied soil conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acid modified biochar
  • Available phosphorus
  • Metal salt-modified biochars
  • Microbial activity
  • Organic matter