تأثیر بیوچار ذرت بر خصوصیات شیمیایی و میکروبیولوژیکی دو خاک آهکی رسی و شنی

چکیده سابقه و هدف: بیوچار ماده کربنی است که از گرماکافت بقایای آلی در محیط اکسیژن محدود یا غیاب اکسیژن تولید می شود. بیوچار با بهبود خصوصیات فیزیکو شیمیایی مانند افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی، تغییر pH خاک و افزودن عناصر غذایی، فعالیت میکروبی را تحریک می نماید. دمای گرماکافت و بافت خاک از عوامل مهم مؤثر بر رفتار بیوچار در خاک هستند. علیرغم اهمیت این دو متغیر، مطالعات کمی در ارتباط با تأثیر آنها بر خصوصیات شیمیایی و میکروبی خاک انجام شده است. هدف این تحقیق ارزیابی اثر بیوچارهای تهیه شده در دماهای متفاوت بر خصوصیات شیمیایی و میکروبیولوژیکی در خاک آهکی با بافت رسی و شنی بود. مواد و روش ها: خاک های مورد استفاده در این تحقیق از لایه سطحی دو منطقه در اطراف کرج، استان البرز، نمونه برداری شدند. بقایای خام ذرت و بیوچارهای تهیه شده از بقایا در دماهای 200، 400 و 600 درجه سلسیوس به میزان 5/0 و 1 درصد وزنی با خاک مخلوط گردید. خصوصیات شیمیایی مانند pH و قابلیت هدایت الکتریکی، مواد آلی، نیتروژن معدنی، پتاسیم و فسفر قابل دسترس و خصوصیات میکروبیولوژیکی مانند تنفس ناشی از سوبسترا، کربن زیست توده میکروبی و فعالیت پروتئاز، ساکاراز، کاتالاز و هیدرولیز فلورسین دی استات اندازه گیری گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد با افزایش دمای گرماکافت pH (%97-10)، درصد خاکستر (%378-75)، سطح ویژه (%1472-121)، درصد کربن (%54-19)، فاکتور غنی سازی کربن (%54-20) بیوچار افزایش یافت، در حالی که محصول بیوچار (%70-20)، ظرفیت تبادل کاتیونی (%45-12)، غلظت هیدروژن (%76-9) و مواد فرار (%70-16) کاهش یافت. مصرف بیوچار باعث افزایش pH (%5-2)، قابلیت هدایت الکتریکی (%66-8)، ماده آلی (%161-36)، نیتروژن آمونیمی (%28-6)، پتاسیم قابل دسترس (%40-12)، تنفس ناشی از سوبسترا (%216-50)، فعالیت کاتالاز (%320-34)، ساکاراز (%476-26)، پروتئاز (%186-3) و هیدرولیز فلورسین دی استات (%280-27) در مقایسه با شاهد گردید، در حالی که نیتروژن نیتراتی (%77-10) و فسفر قابل دسترس (%86-23) خاک کاهش یافت. با افزایش دمای گرماکافت و بیوچار شدن بقایای ذرت pH (%11-1)، قابلیت هدایت الکتریکی (%38-1)، ماده آلی (%179-18)، فسفر قابل دسترس (%150-2)، پتاسیم قابل دسترس (%25-5)را در مقایسه با بقایای خام ذرت افزایش داد، در حالی که نیتروژن آمونیمی (%43-7)، نیتروژن نیتراتی (%77-10)، کربن زیست توده میکروبی خاک (%27-4)، تنفس ناشی از سوبسترا (%39-2)، فعالیت کاتالاز (%54-21)، ساکاراز (%62-7/3)، پروتئاز (%54-0) و هیدرولیز فلورسین دی استات (%60-21) کاهش یافت. بحث و نتیجه گیری: نتایج نشان داد تأثیر مثبت مصرف بیوچار بر خصوصیات شیمیایی و میکروبیولوژیکی خاکهای مورد مطالعه به میزان مصرف و بافت خاک بستگی دارد. بالاترین تأثیر بر خصوصیات شیمیایی و زیستی خاک در سطح مصرف %1 مشاهده گردید. از متغیرهای بررسی شده، فعالیت آنزیمی خاک بیشترین پاسخ را به کاربرد بیوچار نشان داد. بنابراین، بر اساس نقش بیوچار در افزایش ماده آلی و فعالیت میکروبی خاک، این ماده برای بهبود وضعیت میکروبیولوژیکی خاک و افزایش کیفیت خاک های آهکی ایران پیشنهاد می گردد. واژه های کلیدی: بیوچار، دمای گرماکافت، سطح مصرف، فعالیت آنزیمی