اثر اندازه ذرات زغال زیستی بر ویژگی های فیزیکی، هیدرولیکی و منحنی رطوبتی خاک لوم شنی

سابقه و هدف: بررسی کاربرد زغال زیستی بر ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی خاک به واسطه تاثیر در حفظ آب و مدیریت آن اهمیت دارد. بررسی منابع نشان داد که مورد اثر اندازه ذرات زغال زیستی ساقه گیاه آفتابگردان بر خصوصیات فیزیکی، هیدرولیکی و رطوبتی خاک مطالعات کاملی انجام نشده است. لذا هدف از این تحقیق بررسی تاثیر اندازه ذرات زغال زیستی ساقه گیاه آفتابگردان بر برخی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک لوم شنی در شرایط آزمایشگاهی بود.مواد و روش ها: در ابتدا زغال زیستی از قرار دادن زیست توده ساقه آفتابگردان در دمای ۴۰۰ درجه سلسیوس به مدت ۶ ساعت به دست آمد. پس از ادغام با خاک به مدت ۱۲۰ روز در شرایط رطوبتی ظرفیت زراعی نگهداری شد. به منظور بررسی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک از ترکیب ۳ درصد وزنی سه اندازه ۵/۰-۰، ۱-۵/۰ و ۲-۱ میلی متر ذرات زغال زیستی ساقه آفتابگردان با یک خاک لوم شنی استفاده شد. بدین منظور پارامترهای جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه، آب قابل دسترس، رطوبت در نقطه پژمردگی دائم، شدت جریان، سرعت جریان، هدایت هیدرولیکی، سرعت آب حفره ای و منحنی رطوبتی اندازه گیری شد.یافته ها: نتایج نشان داد که اندازه ذرات زغال زیستی بر خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی در سطح احتمال ۱ درصد و همچنین بر نگهداشت آب خاک در سطح احتمال ۵ درصد تاثیر معنی داری دارد. کاربرد اندازه ۱-۵/۰ میلی متری زغال زیستی بیش ترین تاثیر را بر خصوصیات خاک داشت به طوری که که باعث کاهش ۷۴/۱۴ درصدی جرم مخصوص ظاهری، افزایش ۱۷/۲۱، ۵/۲۲، ۷۸/۳۴ و ۴۴/۴۴ درصدی تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه و آب قابل دسترس نسبت به خاک شاهد شد. کاربرد اندازه ذرات ۵/۰-۰، میلی متر زغال زیستی موجب افزایش ۳۹/۲۴ درصدی رطوبت پژمردگی دائم و کاهش ۹۳/۹۲ درصدی شدت جریان، سرعت جریان، هدایت هیدرولیکی و همچنین کاهش ۰۴/۹۴ درصدی سرعت آب حفره ای نسبت به خاک شاهد شد. بررسی منحنی مشخصه رطوبتی نشان داد هر سه اندازه ذرات زغال زیستی سبب افزایش نگهداشت آب در خاک شد. زغال زیستی باعث افزایش رطوبت حجمی در همه نقاط اندازه گیری به ویژه در مکش ۰ تا ۲۰۰۰ سانتی متر شد. در این دامنه از مکش، زغال زیستی باعث افزایش منافذ متوسط و ریز و در نتیجه افزایش نگهداشت آب خاک در این مکش شد. افزودن زغال زیستی به خاک هم چنین سبب افزایش رطوبت ظرفیت مزرعه، نقطه پژمردگی دائم و آب قابل استفاده شد. نتیجه گیری: مناطق خشک و نیمه خشک با دسترسی محدود به منابع آبی پایدار، عموما دارای خاک های با بافت سبک با ظرفیت نگهداری آب کم هستند. لذا این خاک ها در اولویت اصلاح ساختمان و در نتیجه بهبود خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی می باشند. با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش کاربرد زغال زیستی ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی این خاک ها را بهبود می بخشد. لذا یافته های این پژوهش می تواند در مدیریت آب بسیار کاربردی باشد.

کلیدواژه ها:

بیوچار ساقه آفتابگردان ، اندازه ذرات ، چگالی ظاهری ، هدایت هیدرولیکی اشباع ، آب قابل دسترس