
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,483 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,300 |
تولید زغال زیستی از پوسته شلتوک برنج و تأثیر آن بر زیستتوده عدس و گندم | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
مقاله 8، دوره 7، شماره 2، شهریور 1396، صفحه 135-150 اصل مقاله (1.3 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2017.10016.1601 | ||
نویسندگان | ||
سپیده ابریشم کش* ؛ منوچهر گرجی؛ حسین اسدی؛ احمد علی پوربابائی؛ غلام باقری مرندی | ||
دانشگاه تهران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: کاربرد زغال زیستی به عنوان راهکاری برای توقف طولانیمدت کربن در خاک، مورد توجه جهانی قرار گرفته است. کاربرد زغال زیستی در خاک علاوه بر توقف طولانیمدت کربن و مبارزه با تغییر اقلیم میتواند منجر به بهبود ویژگیهای خاک، افزایش رشد گیاه و مدیریت پایدار بقایا و پسماندهای زیستتوده در مزارع، باغات و صنایع نیز شود. اغلب گزارشات در مورد اثرات مثبت زغال زیستی در خاکهای اسیدی انجام گرفته است و اطلاعات کمی در مورد اثرات زغال زیستی در خاکهای غیراسیدی وجود دارد. بنابراین، پژوهش حاضر به منظور مطالعه تأثیر شرایط تولید دو نوع زغال زیستی پوسته شلتوک برنج بر ویژگیهای آنها و بررسی اثرات آنها بر تولید زیستتوده گیاه در یک دوره کشت دو گیاهی (عدس-گندم) در یک خاک قلیائی و در شرایط گلخانهای انجام شد. مواد و روشها: زغالهای زیستی نوع اول و دوم به ترتیب در دامنه دمایی 300-250 و 500-450 درجه سانتیگراد از پوسته برنج تولید و ویژگیهای آنها با یکدیگر مقایسه شد. زغالهای زیستی نوع اول و دوم در سطوح 4/0، 6/1 و 3/3 درصد وزنی (B0.4 ،B1.6 و B3.3) به خاک گلدانها افزوده شدند. عدس در مرحله اول و گندم در مرحله دوم و پس از برداشت عدس، کشت شد. اثرات نوع و سطح کاربرد زغال زیستی در مقایسه با یکدیگر و تیمار شاهد (بدون زغال زیستی) بر تولید زیستتوده مطالعه شد. یافتهها: نسبت مولی هیدروژن به کربن و طیف زیرقرمز قرمز دو زغال زیستی، خصلت آروماتیکی بیشتری را در زغال زیستی تولیدشده در دمای بالاتر نشان داد. افزایش دمای تولید منجر به کاهش اندازه ذرات، افزایش قابلیت هدایت الکتریکی، واکنش شیمیایی، غلظت نیتروژن، پتاسیم، کلسیم و فسفر در زغال زیستی گردید. دو نوع زغال زیستی از لحاظ تأثیر بر تولید زیستتوده هوایی و زیرزمینی عدس و گندم تفاوت معنیدار نداشتند. اما وزن خشک زیستتوده هوایی گندم و زیستتوده زیرزمینی عدس و گندم در تیمارهای زغال زیستی نوع اول و دوم به طور معنیدار بیشتر از تیمار شاهد بود. اثر سطوح مختلف زغال زیستی بر وزن خشک زیستتوده هوایی عدس، تفاوت معنیدار با یکدیگر و تیمار شاهد نشان ندادند. اما وزن خشک زیستتوده زیرزمینی عدس در B3.3 به طور معنیدار بیشتر از سایر سطوح کاربرد زغال زیستی (B0.4 وB1.6) و تیمار شاهد بود. وزن خشک زیستتوده هوایی گندم در B1.6 و B3.3 به طور معنیدار بیشتر از B0.4 و تیمار شاهد بود. وزن خشک زیستتوده زیرزمینی گندم در B1.6 به طور معنیدار بیشتر از B0.4 و تیمار شاهد بود اما تفاوت معنیدار با B3.3 نداشت. نسبت زیستتوده ساقه به ریشه عدس در B1.6 و B3.3 به طور معنی-دار کمتر از تیمار شاهد بود . نسبت زیستتوده ساقه به ریشه گندم در تمامی سطوح کاربرد زغال زیستی به طور معنیدار کمتر از تیمار شاهد بود اما سطوح کاربرد زغال زیستی دارای تفاوت معنیدار با یکدیگر نبودند. نتیجهگیری: خصلت آروماتیکی بیشتر زغال زیستی نوع دوم (تولیدی در دمای 500-450 درجه سانتیگراد) در مقایسه با زغال زیستی نوع اول (تولیدی در دمای 300-250 درجه سانتیگراد) به معنای توانایی بیشتر برای توقف طولانیمدت کربن در خاک است. کاربرد زغال زیستی، اثرات مثبتی بر تولید زیستتوده بهویژه زیستتوده زیرزمینی داشت. اثرات کاربرد زغال زیستی فقط محدود به دوره رشد اول (عدس) نبود و در دوره رشد دوم (گندم) نیز وجود داشت.. به طورکلی میتوان نتیجه گرفت که تولید زغال زیستی از پوسته شلتوک برنج، علاوه بر توقف کربن در خاک، میتواند موجب بهبود رشد گیاه حتی در خاکهای قلیائی نیز گردد. | ||
کلیدواژهها | ||
پوسته شلتوک برنج؛ توقف کربن؛ خاک قلیائی؛ زغال زیستی؛ زیستتوده | ||
مراجع | ||
1.Al-Wabel, M.I., Al-Omran, A., El-Naggar, A.H., Nadeem, M., and Usman, A.R. 2013. Pyrolysis temprature induced changes in characteristics and chemical composition of biochar produced of conocarpus wastes. Bioresource Technology. 131: 374-379. 2.Amonette, J.E., and Joseph, S. 2009. Characteristics of biochar: Microchemical properties. P 33-52, In: J. Lehmann and S. Joseph (Eds.), Biochar for environmental management: Science and Technology. Eds Earthscan, London, Sterling, VA. 3.ASTM. 2007. ASTM book of Standards Volume 15.01: Refractories, Activated Carbon: Advanced Ceramics, American Society for Testing Materials, West Conshohocken, PA, 1090p. 4.Atkinson, C., Fitzgerald, J., and Hipps, N. 2010. Potential mechanisms for achieving agricultural benefits from biochar application in soils: a review. Plant and Soil. 337: 1-18. 5.Barrow, C.J. 2012. Biochar potential for countering land degradation and for improving agriculture. Applied Geography. 34: 21-28. 6.Blackwell, P., Riethmuller, G., and Collins, M. 2009. Biochar application for soil. P 207-222, In: J. Lehman and S. Joseph (Eds.), Biochar for Environmental Management, Science and Technology. Eds Earthscan, London, Sterling, VA. 7.Bremner, J.M., and Mulvaney, C.S. 1982. Nitrogen total. P 595-624, In: A.L. Page, R.H. Miller and D.R. Keeny (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. 2nd Ed. Madison, Soil Science Society of America. 8.Carter, S., Shackley, S., Sohi, S., Suy, T.B., and Haefele, S. 2013. The impact of biochar application on soil properties and plant growth of pot grown lettuce (Lactuca sativa) and cabbage (Brassica chinensis). Agronomy. 3: 404-418. 9.Chan, K.Y., Van Zwieten, L., Meszaros, I., Downie, A., and Joseph, S. 2007. Agronomic values of greenwaste biochar as a soil amendment. Austr. J. Soil Res. 45: 629-634. 10.Chan, K.Y., Van Zwieten, L., Meszaros, I., Downie, A., and Joseph, S. 2008. Using poultry litter biochars as soil amendments. Austr. J. Soil Res. 46: 437-444. 11.Chapman, H.D. 1965. Cation exchange capacity. P 891-901, In: C.A. Black (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part 2. Madison, American Society of Agronomy. 12.Denyes, M.J., Rutter, A., and Zeeb, B.A. 2013. In situ application of activated carbon and biochar to PCB-contaminated soil and the effects of mixing regime. Environmental Pollution. 182: 201-208. 13.Dane, J.H., and Topp, G.C. 2002. Methods of Soil Analysis. Physical Methods. SSSA Press, Madison, WI, USA, 1663p. 14.Downie, A., Crosky, A., and Munroe, P. 2009. Physical properties of biochar. P 13-32, In: J. Lehmann and S. Joseph (Eds.), Biochar for environmental management: Science and Technology. Eds Earthscan, London, Sterling, VA. 15.Enders, A., and Lehmann, J. 2012. Comparison of wet-digestion and dry-ashing methods for total elemental analysis of biochar. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 43: 1042-1052. 16.FAO. Food and Agriculture Organization of the United Nations. available online on: htpp:// www.fao.org/statistics/en/. 17.Glaser, B., Lehmann, J., and Zech, W. 2002. Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal a review. Biology and Fertility of Soils. 35: 219-230. 18.Knudsen, D., Peterson, G.A., and Pratt, P.F. 1982. Lithium, sodium, potassium. P 225-246, In: A.L. Page, R.H. Miller and D.R. Keeney (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2: Chemical and Microbiological Properties. 2nd Ed. Madison, Soil Science Society of America. 19.Kuhlbusch, T.A.J., and Crutzen, P.J. 1996. Black carbon, the global carbon cycle and atmospheric carbon dioxide. P 160-169, In: J.S. Levine (Ed.), Biomass Burning and Global Change, MIT Press, Cambridge, UK. 20.Krull, E.S., Baldock, J.A., Skjemstad, J.O., and Smernik, R.J. 2009. Characteristics of biochar: organo-chemical properties. P 53-66, In: J. Lehmann and S. Joseph (Eds.), Biochar for Environmental Management. Eds Earthscan, London, Sterling, VA. 21.Lehmann, J., Da Silva Jr., J.P., Steiner, C., Nehls, T., Zech, W., and Glaser, B. 2003. Nutrient availability and leaching in an archaeological Anthrosol and a Ferralsol of the Central Amazon basin: fertilizer, manure and charcoal amendments. Plant and Soil. 249: 343-357. 22.Lehman, J., Rillig, M.C., Thies, J., Masiello, C.A., Hockaday, W.C., and Crowley, D. 2011. Biochar effects on soil biota: a review. Soil Biology & Biochemistry. 43: 1812-1836. 23.Lehmann, J., and Rondon, M.A. 2005. Bio-char soil management on highly weathered soil in the humid tropics. P 160-169, In: N. Uphoff (Ed.), Biological approaches to sustainable soil systems. CRC, Boca Raton. 24.Nelson, D.W., and Sommers, L.E. 1982. Total carbon, organic carbon and organic matter. P 539-577, In: A.L. Page, R.H. Miller and D.R. Keeny (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2: Chemical and Microbiological Properties. 2nd Ed. Madison, Soil Science Society of America. 25.Olsen, S.R., and Sommers, L.E. 1982. Phosphorus. P 403-427, In: A.L. Page, L.H. Miller and D.R. Keeny (Eds.), Methods of Soil Analysis. Part 2: Chemical and Microbiological Properties. 2nd Ed. Madison, Soil Science Society of America. 26.Pavia, D.L., Lampman, G.M., Kriz, G.S., and Vyvyan, J.A. 2009. Introduction to Spectroscopy, 4th Edition, Cengage Learning, USA, 752p. 27.Rajkovich, S., Enders, A., Hanley, K., Hyland, C., Zimmerman, A.R., and Lehmann, J. 2012. Corn growth and nitrogen nutrition after addition of biochars with varying properties to a temperate soil, Biology and Fertility of Soils. 48: 271-284. 28.Rondon, M., Lehmann, J., Ramírez, J., and Hurtado, M. 2007. Biological nitrogen fixation by common beans (Phaseolus vulgaris L.) increases with bio-char additions. Biology and Fertility of Soils. 43: 699-708. 29.SAS Institue Inc. 2001. SAS/STAT User’s Guide. SAS Institue, Cary, NC, USA. 30.Saarnio, S., Heimonen, K., and Kettunen, R. 2013. Biochar addition indirectly affects N2O emissions via soil moisture and plant N uptake. Soil Biology and Biochemistry. 58: 99-106. 31.Schmidt, M.W.I., and Noack, A.G. 2000. Black carbon in soils and sediments: Analysis, distribution, implications and current challenges, Global Biogeochemical Cycles. 14: 777-793. 32.Van Zwieten, L., Kimber, S., Morris, S., Chan, K.Y., Downie, A., Joseph, S., and Cowie, A. 2010. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant and Soil. 327: 235-246. 33.Verheijen, F.G.A., Jeffery, S., Bastos, A.C., Van der Velde, M., and Diafas, I. 2009. Biochar Application to Soils - A Critical Scientific Review of Effects on Soil Properties, Processes and Functions. EUR 24099 EN, Office for the Official Publications of the European Communities, Luxembourg, 149p. 34.Wardle, D.A., Zackrisson, O., and Nilsson, M.C. 1998. The charcoal effect in boreal forests: mechanisms and ecological consequences. Oecologia. 115: 419-426. 35.Yamato, M., Okimori, Y., Wibowo, I.F., Anshori, S., and Ogawa, M. 2006. Effects of the application of charred bark in Acacia mangium on the yield of maize, cowpea, peanut and soil chemical properties in south Sumatra, Indonesia. Soil Science and Plant Nutrition. 52: 489-495. 36.Zhang, A., Liu, Y., Pan, G., Hussain, Q., Li, L., Zheng, J., and Zhang, X. 2012. Effect of biochar amendment on maize yield and greenhouse gas emissions from a soil organic carbon poor calcareous loamy soil from Central China Plain. Plant and Soils. 351: 263-275. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,093 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 931 |