
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,615,953 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,206,067 |
تأثیر مقدار و اندازه ذرات زغال زیستی کنوکارپوس بر خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی و تبخیر از سطح خاک لوم شنی | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 30، شماره 2، تیر 1402، صفحه 97-117 اصل مقاله (1.29 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2023.21149.3633 | ||
نویسندگان | ||
فایزه براهویی1؛ حلیمه پیری* 2؛ امیر ناصرین3 | ||
1دانشجوی کارشناسیارشد گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران. | ||
2نویسنده مسئول، دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران. | ||
3استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران. | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: در مناطق خشک و نیمهخشک، بهعلت نبود پوشش گیاهی کافی و بازگشت مقدار کم بقایای گیاهی به خاک، مقدار مواد آلی خاک بسیار کم است لذا مصرف انواع کودهای آلی میتواند راهکار مناسبی برای بهبود شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک در این مناطق باشد. در سالهای اخیر از بیوچار بهعنوان اصلاحکننده خاک (منبع کربن آلی) و بهنوعی روشی برای ترسیب کربن در خاکهای مناطق خشک و بیابانی استفاده شده است. توانایی بالای این ماده در جذب و نگهداری عناصر غذایی و جلوگیری از آبشویی آنها، جذب فلزات سمی و کودهای شیمیایی باعث افزایش حاصلخیزی خاک میشود. بافت غالب خاک منطقه سیستان لوم شن میباشد که دارای ظرفیت نگهداری آب پایین میباشد. لذا بهعلت بارندگی بسیار کم، بافت خاک منطقه و تبخیر بالا، این تحقیق با هدف حفظ و افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک و بهبود ویژگیهای فیزیکی خاک لوم شنی منطقه سیستان با بهکار بردن ترکیبات و اندازههای مختلف بیوچار تهیه شده از هرس شاخ و برگ درختچههای کنوکارپوس کشت شده در ایرانشهر انجام شد. مواد و روشها: در این تحقیق به بررسی تأثیر سه دامنه قطر بیوچارکنوکارپوس (کمتر از 25/0، 1-25/0 و 1-2 میلیمتر) و سه مقدار بیوچار کنوکارپوس (2، 4 و 8 درصد وزنی) بر خصوصیات هیدرولیکی و فیزیکی خاک و تبخیر از سطح خاک با بافت لوم شنی منطقه سیستان پرداخته شد. آزمایشات در 3 تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. برای انجام کار ستونهایی از جنس پلی اتیلن به قطر 10 سانتیمتر و ارتفاع 35 سانتیمتر تهیه شد. ستونها از کف به وسیله پارچه بسته شد. خاک با تیمارهای مختلف اندازه و مقدار بیوچار به-صورت دستی به ستونها افزوده شد و با ضربات آرام به بدنه ستون تا رسیدن به ارتفاع 30 سانتیمتر پر شد. برای اندازهگیری تبخیر، 100 میلیمتر آب در 5 هفته (هرهفته 20 میلیمتر) به خاک اضافه شد. تبخیر از سطح خاک هرروز به روش وزنی اندازهگیری شد. هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به روش بار ثابت اندازهگیری شد. همچنین شوری و رطوبت خاک در سه عمق 10-0، 20-10 و 30-20 سانتی-متری خاک محاسبه شد. چگالی ظاهری و ظرفیت نگهداشت آب درخاک نیز اندازهگیری شد. یافتهها: نتایج نشان داد با افزایش مقدار بیوچار مصرفی، چگالی ظاهری و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نسبت به تیمار شاهد (تیمار بدون بیوچار) به ترتیب 32/29 % و 1/48 % کاهش یافت. با افزایش مقدار بیوچار و کاهش اندازه ذرات آن، ظرفیت نگهداشت آب در خاک افزایش یافت. تیمار 8 درصد وزنی بیوچار و اندازه ذرات کمتر از 25/0 میلیمتر بیشترین (54/43 %) افزایش ظرفیت نگهداشت آب در خاک را دارا بود. با افزایش مقدار بیوچار و کاهش اندازه ذرات آن، شوری خاک نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. اما تبخیر از سطح خاک با افزایش مقدار بیوچار و کاهش اندازه ذرات آن، کاهش یافت. نتیجهگیری: با توجه به نتایج بهدست آمده میتوان گفت بیوچار اثرات مثبتی بر بهبود خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاکهای با بافت نسبتا سبک دارد. اما این تغییرات بستگی به مقدار و اندازه ذرات بیوچار دارد. استفاده از بیوچار بهعنوان یک اصلاحکننده خاک در خاکهای سبک بافت که ظرفیت نگهداری آب کم و تبخیر بالایی دارند، به خصوص در مناطق خشک و نیمهخشک که با مشکل کمبود منابع آب مواجه هستند، راهکار بسیار مناسبی است. اما باید توجه داشت که افزایش سطوح بیوچار در خاک میتواند باعث افزایش شوری خاک شود. بنابراین با توجه به نتایج بهدست آمده و تأثیر مثبت بیوچار بر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک، انتخاب بهینه سطح بیوچار بایستی به گونهای باشد که استفاده از آن از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشد و این امر مستلزم تحقیقات بیشتر بهخصوص در شرایط مزرعهای میباشد. | ||
کلیدواژهها | ||
اصلاح خاک؛ حفاظت خاک؛ دشت سیستان؛ ظرفیت نگهداری آب خاک | ||
مراجع | ||
1.Pessarakli, M. (2014). Handbook of plant and crop physiology: CRC Press.
2.Beigi Harchegani, H. A., & Haghshenas Gorgabi, M. (2013). Interaction effect of Mianeh Zeolite and Taravat A200 polymer on water retention and available water in a coarse-textured soil. Iranian Journal of Range and Desert Research, 19 (4), 679-692. [In Farsi] 3.Li, J., Li, Y. E., Wan, Y., Wang, B., Waqas, M. A., Cai, W., & Gao, Q. (2018). Combination of modified nitrogen fertilizers and water saving irrigation can reduce greenhouse gas emissions and increase rice yield. Geoderma, 315, 1-10.
4.Berek, A. K., Hue, N., & Ahmad, A. (2011). Beneficial use of biochar to correct soil acidity. The Food Provider. Available at Website http:// www.ctahr. hawaii.edu/ huen/ nvh/ biochar. Biol.16, 1366-1379. black carbon: downward migration, leaching and soil respiration. Glob. Change.
5.Lehmann, J., Rillig, M. C., Thies, J., Masiello, C. A., Hockaday, W. C., & Crowley, D. (2011). Biochar effects on soil biota: A review. Soil Biology and Biochemistry. 43, 1812-1836.
6.Khadem, A., Raisi, F., & Besharati, H. (2016). A review of the effects of biochar on the physical, chemical and biological properties of soil. Land Management,5 (1), 13-30. [In Persian]
7.Nasimi Karimi, A., & Garami, Z. (2019). Long-term effects of date leaf biochar on porosity and structural stability of sandy loam soil. Soil Research, 34 (2), 200-213. [In Persian]
8.Karhu, K., Mattila, T., Bergstr¨om, I., & Regina, K. (2011). Biochar addition to agricultural soil increased CH4 uptake and water holding capacity-Results from a short-term pilot field stu dy. Agr Ecosyst. Environ. 140, 309-313.
9.DeLuca, T. H., MacKenzie, M. D., & Gundale, M. J. (2009). Biochar ef fects on soil nutrient transformations. In: Lehmann, J., Joseph, S. (eds.) Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Earthscan, London. pp. 251-270.
10.Herath, H. M. S. K., Camps-Arbestain, M., & Hedley, M. (2013). Effect of biochar on soil physical properties in two contrasting soils: An Alfisol and an Andisol. Geoderma. 209-210, 188-197.
11.Soinne, H., Hovi, J., Tammeorg, P.,& Turtola, E. (2014). Effect of bio char on phosphorus sorption and clay soil aggregate stability. Geoderma.219-220, 162-167.
12.Trifunovic, B., Gonzales, H. B., Ravi, S., Sharratt, B. S., & Mohanty, S. K. (2018). Dynamic effects of biochar concentration and particle size on hydraulic properties of sand. Land Degradation & Development,29 (4), 884-893.
13.Ibrahim, A., Usman, A. R. A., Al-Wabel, M. I., Nadeem, M., Ok, Y. S., & Al-Omran, A. (2017). Effects of conocarpus biochar on hydraulic properties of calcareous sandy soil: influence of particle size and application depth. Archives of Agronomy and Soil Science, 63 (2), 185-197.
14.Nowrozi, M., Tabatabai, S. H., Nouri, M., & Motagian, H. R. (2015). Short-term effects of date leaf biochar on moisture retention in sandy loam soil. Conservation of Water and Soil Resources, 6 (2), 138-149. [In Persian]
15.Lu, S. G., Sun, F. F., & Zong, Y. T. (2014). Effect of rice husk biochar and coalfly ash on some physical properties of expansive clayey soil (Vertisol). Catena. 114, 37-44.
16.Tomlinson, P. B. (1980). The Biology of Trees Native to Tropical, Florida, 480 p.
17.Ayoub, N. A. (2010). A trimethoxyellagic acid glucuronide from Conocarpus erectus leaves: Isolation, characterization and assay of antioxidant capacity, Pharmaceutical Biology, 48 (3), 328-332.
18.Amiri, L., Azadi, R., Rostgarzadeh, S., & Zofan, P. (2018). Monitoring the concentration of heavy metals in the Kenocarpus plant in different areas of the industrial city of Abadan. Natural Environment, Natural Resources of Iran, 72 (2), 143-157. [In Persian]
19.Maqsoodi, M., Negahban, S., & Bagheri, S. (2013). Analysis of risks caused by quicksands on settlements in the west of Dasht Lot (case study of Hojat Abad village - East of Shahdad). Geography and Environmental Hazards, 1, 96-83. [In Persian]
20.Shamkhal, S., Gholamalizadeh, A., Gazmeh, S., Foroghifar, H., & Bameri, A. (2015). Evaluation of different interpolation methods in spatial estimation of some soil characteristics of Sistan Plain. Soil and Water Science, 26 (2), 151-162. [In Persian]
21.Negaresh, H., & Latifi, L. (2018). The origin of wind deposits in the east of Zabol through morphoscopy and physical and chemical analysis of sediments. Geography and Environmental Planning, 20 (1), 1-22. [In Persian]
22.Zhang, J., Chen, Q., & You, C. F. (2016). Biochar effect on water evaporation and hydraulic conductivity in sandy soil. Pedosphere. 26 (2), 265-272.
23.Abel, S., Peters, A., Trinks, S., Schonsky, H., Facklam, M., & Wessolek, G. (2013). Impact of biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma, 202-203, 183-191.
24.Devereux, R. C., Sturrock, C. J., & Mooney, S. J. (2013). The Effects of Biochar on Soil Physical Properties and Winter Wheat Growth. Journal of Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh, 103 (1), 13-18.
25.Hardie, M., Clothier, B., Bound, S., Oliver, G., & Close, D. (2014). Does biochar influence soil physical properties and soil water availability? Plant Soil, 376, 347-361.
26.Kumar, S., Masto, R. E., Ram, L. C., Sarkar, P., George, J., & Selvi, V. A. (2013). Biochar preparation from Parthenium hysterophorus and its potential use in soil application. Ecological Engineering, 55, 67-72.
27.Burrell, L. D., Zehetner, F., Rampazzo, N., Wimmer, B., & Soja, G. (2016). Long-term effects of biochar on soil physical properties. Geoderma, 282, 96-102.
28.Busscher, W., Novak, J. M., & Ahmedna, M. (2011). Physical effects of organic matter amendment of a southeastern US coastal loamy sand. Soil Science Society of American Journal, 176, 661-667.
29.Lim, T., Spokas, K., Feyereisen, G., & Novak, J. (2016). Predicting the impact of biochar additions on soil hydraulic properties. Chemosphere, 142, 136-144.
30.De Jesus Duarte, S., Glaser, B., & Pellegrino Cerri, C. E. (2019). Effect of biochar particle size on physical, hydrological and chemical properties of loamy and sandy tropical soils. Agronomy, 9 (4), 165.
31.Jeffery, S., Verheijen, F. G. A., van der Velde, M., & Bastos, A. C. (2011). A quantitative review of the effects of biochar application to soils on crop productivity using met-analysis. Agriculture, Ecosystems and Environment, 144, 175-187.
32.Sun, Z., Arthur, E., De Jonge, L. W., Elsgaard, L., & Moldrup, P. (2015). Pore Structure Characteristics after 2 Years of Biochar Application to a Sandy Loam Field. Soil Science, 180, 41-46.
33.Hao Jien, S., & Sheng Wang, C. (2013). Effects of biochar on soil properties and erosion potential in a highly weathered soil. Catena, 110, 225-233.
34.Osooli, H., Karimi, A., Shirani, H., & Tabatabai, S. H. (2021). Effect of type, size and amount of biochar on some physical and mechanical properties of calcareous soil. Journal of Soil and Water Resources Protection (Scientific - Research), 11 (1), 113-128. [In Persian]
35.Obia, A., Mulder, J., Martinsen, V., Cornelissen, G., & Børresen, T. (2016). In situ effects of biochar on aggregation, water retention and porosity in lighttextured tropical soils. Soil and Tillage Research, 155, 35-44.
36.Briggs, C., Breiner, J. M., & Graham, R. C. (2012). Physical and chemical properties of Pinus ponderosa charcoal: Implications for soil modification. Soil Science Society of American Journal, 177 (4), 263-268.
37.Yazdan Panahi, A., Ahmadali, Kh., Zare, S., & Jafari, M. (2018). The effect of two types of biochar on the physical properties of soil effective in irrigation management of desert areas. Iran Water and Soil Research, 50 (4), 966-974. [In Persian] 38.Zolfi-Bavoriani, M., Ronaghi, A., Karimian, N., Ghasemi, R., & Yasrebi, J. (2016). Effect of biochar prepared from poultry manure at different temperatures on chemical properties of a calcareous soil. Journal of Soil and Water Sciences, 20, 73-86.
39.Edeh, I. G., Mašek, O., & Buss, W. (2020). A meta-analysis on biochar's effects on soil water properties–New insights and future research challenges. Science of the Total Environment,714, 136857.
40.Gluba, Ł., Rafalska-Przysucha, A., Szewczak, K., Łukowski, M., Szlązak, R., Vitková, J., & Usowicz, B. (2021). Effect of Fine Size-Fractionated Sunflower Husk Biochar on Water Retention Properties of Arable Sandy Soil. Materials, 14 (6), 1335.
41.Yekzaban, A., Mousavi, S. A. A., Thamani, A., & Rezaei, M. (2022). Effect of particle size, amount and type of biochar on saturated hydraulic conductivity in two soils with different textures. Soil Research, 36 (3), 322-335. [In Persian]
42.Chintala, R., Mollinedo, J., Schumacher, T. E., Papiernik, S. K., Malo, D. D., Clay, D. E., & Gulbrandson, D. W. (2013). Nitrate sorption and desorption in biochars from fast pyrolysis. Microporous and Mesoporous Materials, 179, 250-257.
43.Sangani, M. F., Abrishamkesh, S., & Owens, G. (2020). “Physicochemical characteristics of biochars can be beneficially manipulated using post-pyrolyzed particle size modification.” Bioresour. Technol. 306, 123157.
44.Claoston, N. A., Samsuri, M. H., & Husni, A. (2014). Effects of pyrolysis temperature on the physicochemical properties of empty fruit bunch and rice husk biochars. Waste Management & Research, 32 (4), 331-339.
45.Lehmann, J., & Joseph, S. (2015). Biochar for environmental management: science, technology and implementation. Routledge. ISBN 9780367779184976 Pages, Published March 31, 2021 by Routledge.
46.Joseph, S., Downie, A., Munroe, P., & Crosky, A. (2007). Biochar for carbon sequestration, reduction of greenhouse gas emissions and enhancement of soil fertility; a review of the materials science. Proceeding of the Australian Combustion Symposium, 130-133.
47.Palangi, S., Bahmani, A., & Atlasi Pak, V. (2019). Comparison of different levels of biochar and animal manure on yield and yield components and water consumption efficiency of wheat. Applied Soil Research, 8 (3), 160-171. [In Persian]
48.Mir, A., Piri, H., & Naserin, A. (2021). The effects of different levels of wheat biochar and water stress on the quantitative and qualitative characteristics of carla (bitter melon) in pots. Water Research in Agriculture, 35 (2), 169-186. [In Persian] | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 339 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 179 |