تعداد نشریات | 27 |
تعداد شمارهها | 363 |
تعداد مقالات | 3,209 |
تعداد مشاهده مقاله | 4,716,979 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,222,932 |
تأثیرگذاری زغال زیستی برگ نخل و تفاله لیموترش بر برخی ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی یک خاک لوم شنی | ||
مدل سازی و مدیریت آب و خاک | ||
مقاله 6، دوره 3، شماره 1، 1402، صفحه 69-83 اصل مقاله (1.36 M) | ||
نوع مقاله: پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22098/mmws.2022.11264.1111 | ||
نویسندگان | ||
عباس یکزبان1؛ سید علی اکبر موسوی* 2؛ عبدالمجید ثامنی3؛ مهروز رضایی4 | ||
1دانشجوی دکتری/ بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
2استاد/ بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
3دانشیار/بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
4استادیار/ بخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
چکیده | ||
تخریب خاک بهعنوان تهدیدی فزاینده در کشاورزی پایدار است. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر کاربرد سطوح مختلف، مواد اولیه و اندازه ذرات زغال زیستی بر برخی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی یک خاک درشت بافت (لوم شنی) انجام شد. پژوهش در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شیراز در سال 1398-1399 انجام شد. بهمنظور بررسی اثر منابع، سطوح و اندازة ذرات زغال زیستی بر جرم مخصوص ظاهری خاک، پایداری خاکدانهها (میانگین وزنی قطر خاکدانهها)، مقاومت فروروی و مقاومت برشی خاک از دو نوع زغال زیستی برگ نخل و تفاله لیمو ترش که به مدت سه ساعت در دمای 500 درجه سانتیگراد گرماکافت شده بودند، استفاده شد. هرکدام از زغال های زیستی به سه کلاس اندازه ذرات کوچکتر از 0/8، 0/8 تا 2 و 2 تا 4 میلیمتر تفکیک شد و در چهار سطح کاربرد 0/5، 1، 2 و 4 درصد وزنی با خاک به همراه تیمار شاهد مورد استفاده قرار گرفت. گلدانها در شرایط استاندارد و تا حدود نزدیک رطوبت ظرفیت زراعی به مدت 15 ماه نگهداری شدند. نتایج نشان داد کاربرد زغالهای زیستی سبب بهبود خصوصیات فیزیکی خاک شده است بدین ترتیب که کاهش معنادار (p<0.05) جرم مخصوص ظاهری خاک از 5/4 تا 19/8 درصد در کاربرد سطوح 0/5 تا چهار درصد زغالهای زیستی، افزایش پایداری خاکدانه از 37/6 تا 73/6 درصد و افزایش مقاومت برشی از 3/2 تا 15 درصد در کاربرد یک تا چهار درصد زغالهای زیستی در مقایسه با شاهد شده است. در کاربرد سطح چهار درصد زغالهای زیستی مقاومت نفوذی پنج درصد افزایش یافت. زغال زیستی تفالة لیمو در بهبود جرم مخصوص مخصوص ظاهری خاک مؤثرتر بوده، اگرچه زغال زیستی برگ نخل بر پایداری خاکدانهها و مقاومت برشی اثرگذارتر بود. اختلاف معناداری در اثر کاربرد منابع مختلف زغال زیستی بر مقاومت نفوذی خاک مشاهده نشد. صرفنظر از منابع زغالزیستی، در سطوح یکسان، ذرات ریزتر زغال زیستی (کوچکتر از 0/8 میلیمتر)، در پایداری خاکدانهها و مقاومت برشی مؤثرتر بودند، ولی ذرات درشت (4-2 میلیمتر) اثر بیشتری بر جرم مخصوص ظاهری خاک داشتند. نتایج این پژوهش میتواند در انتخاب زغال زیستی مناسب از نظر تاثیر بر کیفیت فیزیکی و مکانیکی خاک استفاده شود. | ||
کلیدواژهها | ||
اصلاحکننده خاک؛ پایداری خاکدانهها؛ مقاومت برشی؛ مقاومت فروروی | ||
مراجع | ||
خسروانی، پ.، موسوی، س.ع.ا.، و باقرنژاد، م. (1400). تغییرات مکانی مقاومت فروروی و برشی خاک و اثر نوع کاربری و واحد فیزیوگرافی بر آنها. تحقیقات آب و خاک ایران، 52(4)، 1041-1057. کرمی، ش.، یثربی، ج.، صفرزاده شیرازی، ص.، رونقی، ع.، و قاسمی، ر. (1398). مقایسه اثر چند ماده آلی و بیوچار آنها بر برخی ویژگیهای خاک. پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)، 33(3)، 401-414. نسیمی، پ.، کریمی، ا.، و گرامی، ز. (1399). اثر بلندمدت بیوچار حاصل از برگ خرما بر تخلخل و پایداری ساختمان خاک لوم رسی شنی. پژوهشهای خاک (علوم خاک و آب)، 34(2)، 199-214. Ahmed, A., Gariepy, Y., & Raghavan, V. (2017). Influence of wood-derived biochar on the compactibility and strength of silt loam soil. International Agrophysics, 31(2), 149. Ajayi, A.E., & Rainer, H.O.R.N. (2017). Biochar-induced changes in soil resilience: effects of soil texture and biochar dosage. Pedosphere, 27(2), 236-247. Ajayi, A.E., Holthusen, D., & Horn, R. (2016). Changes in microstructural behaviour and hydraulic functions of biochar amended soils. Soil and Tillage Research, 155, 166–175. Alghamdi, A.G., Alkhasha, A., & Ibrahim, H.M. (2020). Effect of biochar particle size on water retention and availability in a sandy loam soil. Journal of Saudi Chemical Society, 24(12), 1042-1050. Blake, G.R. (1965). Bulk density in Methods of Soil Analysis. Agronomy, 9, Part 1, C. A. Black, 374-390. 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. Busscher, W.J., Novak, J.M., Evans, D.E., Watts, D.W., Niandou, M.A.S., & Ahmedna, M. (2010). Influence of pecan biochar on physical properties of a Norfolk loamy sand. Soil Science, 175(1), 10-14. 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. Eastman, C.M. (2011). Soil physical characteristics of an Aeric Ochraqualf amended with Biochar. Ph.D. Thesis, The Ohio State University, Columbus, US. 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. Esmaeelnejad, L., Shorafa, M., Gorji, M., & Hosseini, S.M. (2017). Impacts of woody biochar particle size on porosity and hydraulic conductivity of biochar-soil mixtures: an incubation study. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 48(14), 1710-1718. Gamage, D.V., Mapa, R.B., Dharmakeerthi, R.S., & Biswas, A. (2016). Effect of rice-husk biochar on selected soil properties in tropical Alfisols. Soil Research, 54(3), 302-310. Gavili, E., Moosavi, A.A., & Kamkar Haghighi, A. A. (2019a). Does biochar mitigate the adverse effects of drought on the agronomic traits and yield components of soybean? Industrial Crops and Products, 128, 445-454. Gavili, E., Moosavi, A.A., & Zahedifar, M. (2019b). Integrated effects of cattle manure-derived biochar and soil moisture conditions on soil chemical characteristics and soybean yield. Archives of Agronomy and Soil Science, 65, 1758-1774. Gavili, E., Moosavi, A.A., & Moradi, F. (2018). Assessing cattle manure biochar potential for ameliorating physical soil features and spinach responses under drought stress conditions. Archives of Agronomy and Soil Science, 64(12), 1714-27. Githinji, L. (2014). Effect of biochar application rate on soil physical and hydraulic properties of a sandy loam. Archives of Agronomy and Soil Science, 60(4), 457-470. Ginebra, M., Muñoz, C., Calvelo-Pereira, R., Doussoulin, M., & Zagal, E. (2022). Biochar impacts on soil chemical properties, greenhouse gas emissions and forage productivity: A field experiment. Science of the Total Environment, 806, 150465. Glab, T., Palmowska, J., Zaleski, T., & Gondek, K. (2016). Effect of biochar application on soil hydrological properties and physical quality of sandy soil. Geoderma, 281, 11–20. Glaser, B., Lehmann, J., & 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(4), 219-230. Gupta, S., & Kua, H.W. (2019). Carbonaceous micro-filler for cement: Effect of particle size and dosage of biochar on fresh and hardened properties of cement mortar. Science of The Total Environment, 662, 952-962. Hardie, M., Clothier, B., Bound, S., Oliver, G., & Close, D. (2014). Does biochar influence soil physical properties and soil water availability? Plant and Soil, 376(1), 347-361. 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, 188-197. Kalu, S., Simojoki, A., Karhu, K., & Tammeorg, P. (2021). Long-term effects of softwood biochar on soil physical properties, greenhouse gas emissions and crop nutrient uptake in two contrasting boreal soils. Agriculture, Ecosystems & Environment, 316, 107454. Kapoor, A., Sharma, R., Kumar, A., & Sepehya, S. (2022). Biochar as a means to improve soil fertility and crop productivity: a review. Journal of Plant Nutrition, 1-9. Karami, S., Yasrebi, J., Safarzadeh Shirazi, S., Ronaghi, A., & Ghasemi-Fasaei, R. (2019). Comparison of the Effects of Some Organic Compounds and Their Biochar on Some Soil Properties. Iranian Journal of Soil Research, 33(3), 401-414 (in Persian). Kemper, W.D., & Rosenau, R.C. (1986). Aggregate stability and size distribution. Methods of soil analysis: Part 1 Physical and mineralogical methods, 5, 425-442. Khademalrasoul, A., Naveed, M., Heckrath, G., Kumari, K.G.I.D., de Jonge, L.W., Elsgaard, L., Vogel, H.J., & Iversen, B.V. (2014). Biochar effects on soil aggregate properties under no-till maize. Soil Science, 179(6), 273-283. Khosravani, P., Moosavi, A.A., & Baghernejad, M. (2021). Spatial Variations of Soil Penetration Resistance and Shear Strength and the Effect of Land Use Type and Physiographic Unit on These Characteristics. Iranian Journal of Soil and Water Research, 52(4), 1041-1057 (in Persian). Laird, D., Fleming, P., Wang, B., Horton, R., & Karlen, D. (2010). Biochar impact on nutrient leaching from a Midwestern agricultural soil. Geoderma, 158(3-4), 436-442. Li, X., Wang, T., Chang, S.X., Jiang, X., & Song, Y. (2020). Biochar increases soil microbial biomass but has variable effects on microbial diversity: a meta-analysis. Science of the Total Environment, 749, 141593. Li, Y., Zhang, F., Yang, M., & Zhang, J. (2019). Effects of adding biochar of different particle sizes on hydro-erosional processes in small scale laboratory rainfall experiments on cultivated loessial soil. Catena, 173, 226-233. Liang, B., Lehmann, J., Sohi, S.P., Thies, J.E., O’Neill, B., Trujillo, L., Gaunt, J., Solomon, D., Grossman, J., Nevas, E.G., & Luizao, F.J. (2010). Black carbon affects the cycling of non-black carbon in soil. Organic Geochemistry, 41(2), 206-213. Liang, C., Gasco, G., Fu, S., Mendez, A. & Paz-Ferreiro, J. (2016). Biochar from pruning residues as a soil amendment: Effects of pyrolysis temperature and particle size. Soil and Tillage Research, 164, 3-10. Liu, Q., Liu, B., Zhang, Y., Lin, Z., Zhu, T., Sun, R., Wang, X., Ma, J., Bei, Q., Liu, G., Lin, X., & Xie, Z. (2017). Can biochar alleviate soil compaction stress on wheat growth and mitigate soil N2O emissions? Soil Biology and Biochemistry, 104, 8-17. Liu, X., Wei, Z., Ma, Y., Liu, J., & Liu, F. (2021). Effects of biochar amendment and reduced irrigation on growth, physiology, water-use efficiency and nutrients uptake of tobacco (Nicotiana tabacum L.) on two different soil types. Science of the Total Environment, 770, 144769. Mahmood, F., Khan, I., Ashraf, U., Shahzad, T., Hussain, S., Shahid, M., Abid, M., & Ullah, S. (2017). Effects of organic and inorganic manures on maize and their residual impact on soil physico-chemical properties. Journal of Soil Science and Plant Nnutrition, 17(1), 22-32. Moradi-Choghamarani, F., Moosavi, A.A., & Baghernejad, M. (2019a). Determining organo-chemical composition of sugarcane bagasse-derived biochar as a function of pyrolysis temperature using proximate and Fourier transform infrared analyses. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 138, 331-342. Moradi-Choghamarani, F., Moosavi, A.A., Sepaskhah, A.R., & Baghernejad, M. (2019b). Physico- hydraulic properties of sugarcane bagasse-derived biochar: the role of pyrolysis temperature. Cellulose, 26, 7125-7143. Mukherjee, A., Lal, R., & Zimmerman, A.R. (2014). Effects of biochar and other amendments on the physical properties and greenhouse gas emissions of an artificially degraded soil. Science of the Total Environment, 487, 26-36. Nasimi, P., Karimi, A., & Gerami, Z. (2020). Long-Term Effects of Palm Leaf Biochar on the Porosity and Structure Stability of a Sandy Clay Loam Soil. Iranian Journal of Soil Research, 34(2), 199-214 (in Persian). Obia, A., Børresen, T., Martinsen, V., Cornelissen, G., & Mulder, J. (2017). Effect of biochar on crust formation, penetration resistance and hydraulic properties of two coarse-textured tropical soils. Soil and Tillage Research, 170, 114-121. Razzaghi, F., Obour, P.B., & Arthur, E. (2020). Does biochar improve soil water retention? A systematic review and meta-analysis. Geoderma, 361, 114055. Rogovska, N., Laird, D.A., Rathke, S.J., & Karlen, D.L. (2014). Biochar impact on Midwestern Mollisols and maize nutrient availability. Geoderma, 230, 340-347. Sadeghi, S.H.R., Hazbavi, Z., & Harchegani, M.K. (2016). Controllability of runoff and soil loss from small plots treated by vinasse-produced biochar. Science of the Total Environment, 541, 483-490. Sadeghi, S.H.R., Hazbavi, Z., Kiani-Harchegani, M., Younesi, H., Sadeghi, P., Angulo-Jaramillo, R., & Lassabatere, L. (2021). The hydrologic behavior of Loess and Marl soils in response to biochar and polyacrylamide mulching under laboratorial rainfall simulation conditions. Journal of Hydrology, 592, 125620. Sadeghi, S.H.R., Kiani-Harchegani, M., Hazbavi, Z., Sadeghi, P., Angulo-Jaramillo, R., Lassabatere, L., & Younesi, H. (2020). Field measurement of effects of individual and combined application of biochar and polyacrylamide on erosion variables in loess and marl soils. Science of the Total Environment, 728, 138866. Uzoma, K.C., Inoue, M., Andry, H., Fujimaki, H., Zahoor, A., & Nishihara, E. (2011). Effect of cow manure biochar on maize productivity under sandy soil condition. Soil Use and Management, 27(2), 205-212. Verheijen, F.G., Zhuravel, A., Silva, F.C., Amaro, A., Ben-Hur, M., & Keizer, J.J. (2019). The influence of biochar particle size and concentration on bulk density and maximum water holding capacity of sandy vs sandy loam soil in a column experiment. Geoderma, 347, 194-202. Wong, J.T.F., Chen, Z., Wong, A.Y.Y., Ng, C.W. W., & Wong, M.H. (2018). Effects of biochar on hydraulic conductivity of compacted kaolin clay. Environmental Pollution, 234, 468-472. Ye, S., Zeng, G., Wu, H., Zhang, C., Dai, J., Liang, J., Yu, J., Ren, X., Yi, H., Cheng, M., & Zhang, C. (2017). Biological technologies for the remediation of co-contaminated soil. Critical Reviews in Biotechnology, 37(8), 1062-1076. Yoo, G., Kim, H., Chen, J., & Kim, Y. (2014). Effects of biochar addition on nitrogen leaching and soil structure following fertilizer application to rice paddy soil. Soil Science Society of America Journal, 78(3), 852-860. Zahedifar, M., & Moosavi, A.A. (2020) Assessing cadmium availability of contaminated saline-sodic soils subjected to biochar using the adsorption isotherm models. Archives of Agronomy and Soil Science, 66, 1735-1752. Zahedifar, M., & Moosavi, A.A. (2017). Modeling desorption kinetics of the native and applied zinc in biochar-amended calcareous soils of different land uses. Environmental Earth Sciences, 76, 567. Zahedifar, M., & Najafian, Sh. (2017). Ocimum basilicum L. growth and nutrient status as influenced by biochar and potassium-nano-chelate fertilizers. Archives of Agronomy and Soil Science, 63(5), 638-650. Zahedifar, M. (2017). Sequential extraction of zinc in the soils of different land use types as influenced by wheat straw derived biochar. Journal of Geochemical Exploration, 182, 22-31. Zahedifar, M. (2020). Iron fractionation in the calcareous soils of different land uses as influenced by biochar. Waste and Biomass Valorization, 11, 2321-2330. Zahedifar, M., & Najafian, Sh. (2018). Productivity, essential oil components and herbage yield, of Sweet Basil as a function of biochar and potassium-nano chelate. Essential Oil of Bearing Plants, 21, 886-894. Zhang, Y., Wang, J., & Feng, Y. (2021). The effects of biochar addition on soil physicochemical properties: A review. Catena, 202, 105284. Zhao, J., Ren, T., Zhang, Q., Du, Z., & Wang, Y. (2016). Effects of biochar amendment on soil thermal properties in the North China Plain. Soil Science Society of America Journal, 80(5), 1157-1166. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 921 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 561 |