بررسی تاثیر بهسازهای نانو و پلیمرهای آلی بر برخی از خصوصیات خاک شنی

سابقه و هدفاستفاده از افزودنی های آلی و سازگار با محیط زیست، با اهداف حفاظت کمی و کیفی خاک و کنترل فرسایش بادی، راهکاری اقتصادی و کاربردی است. استفاده از نانوذرات، به عنوان یک روش حفاظت خاک معرفی شده است. کیتوزان پلیمر طبیعی، غیر سمی، قابل تجزیه و سازگار با محیط است که می تواند در کاهش فرسایش بادی تاثیر داشته باشد. کیتوزان و کامپوزیت های پلیمری آن توجه پژوهشگران بسیاری را به خود جلب نموده است. در ایران روزانه حجم زیادی ضایعات کشاورزی تولید می شود. رهاسازی غیراصولی این مواد در محیط باعث هدررفتن این منابع و آلودگی محیط زیست می گردد. هدف این پژوهش، بررسی اثربخشی کاربرد ۴ نوع بهساز زیستی شامل نانوبیوچار تولید شده از ساقه های درخت نخل، نانوبیوچار هسته خرما، کامپوزیت کیتوزان- نانوبیوچار ساقه و کامپوزیت کیتوزان- هسته خرما در سه سطح بر برخی از شاخص های ارزیابی پایداری خاکدانه می باشد.مواد و روش هادر این پژوهش، ابتدا ۴ نوع بهساز زیستی شامل نانوبیوچار حاصل از ساقه های درخت نخل، نانوبیوچار هسته خرما، کامپوزیت کیتوزان- نانوبیوچار ساقه و کامپوزیت کیتوزان- هسته خرما تولید شد. به منظور تولید بیوچار، بقایای زیست توده نخل شامل بقایای ساقه درختان نخل و هسته خرما از روستاهای میناب جمع آوری و آسیاب شد. سپس درون کوره با دمای ۳۰۰-۳۵۰ درجه سانتی گراد به مدت سه ساعت و ۳۰ دقیقه فرایند پیرولیز انجام شد. پس از تولید، بیوچار به وسیله آسیاب گلوله ای- سیاره ای، به نانوبیوچار تبدیل گردید. استخراج کیتوزان با استفاده از پوسته های میگو جمع آوری شده از محل پرورش میگو واقع در بندر تیاب شهرستان میناب انجام شد. در نهایت تولید کامپوزیت کیتوزان – نانوبیوچار با استفاده از محلول استیک اسید و NaOH طی مراحلی در آزمایشگاه دانشگاه هرمزگان تولید گردید. برای اعمال تیمار، هریک از بهسازها به طور جداگانه به صورت فاکتوریل در سه سطح ۲،۱،۰ درصد وزنی مواد بهساز در سه تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی با خاک با بافت شنی مخلوط شده و به گلدان های پلاستیکی اضافه شد و به مدت ۹۰ روز در شرایط ظرفیت زراعی و ۵۰ درصد آن در شرایط گلخانه نگهداری گردید. بعد از گذشت دوره زمانی بیان شده، پس از نمونه برداری از خاک گلدان خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مورد نظر در آزمایشگاه آب و خاک دانشگاه هرمزگان اندازه گیری شد. در نهایت تجزیه وتحلیل آماری داده ها با نرم افزار R نسخه ۳.۲.۲ انجام شد. به منظور مقایسه میانگین اثر بهسازها از آزمون توکی (HSD) در سطح احتمال ۹۵ درصد و برای رسم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد.نتایجخاک مورد استفاده در این پژوهش، براساس نتایج آزمون خاک، دارای درصد زیادی شن بوده و در طبقه بافت شنی قرار دارد. همچنین دارای pH نزدیک به خنثی و شوری ۰۴/۱۵ می باشد. در بررسی زیست توده های مورد استفاده، هسته خرما دارای درصد بالاتری از کربن و مواد فرار و درصد کمتری از رطوبت و خاکستر است. نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها نشان داد بهسازهای مورد مطالعه، تاثیر معنی داری در سطح احتمال ۹۵ درصد، بر ویژگی های مورد ارزیابی دارد و با توجه به مقدار، نوع و ویژگی های ماده اولیه تولید شده از آن، اثرهای متفاوتی بر ویژگی های خاک دارند. همه بهسازها در سطوح مختلف به طور معنی داری باعث افزایش pH خاک، افزایش پایداری خاکدانه، افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانه در حالت خشک و افزایش نسبت پراکنش رس و سیلت و سبب کاهش جرم مخصوص ظاهری و هدایت الکتریکی خاک شد. افزایش سطوح مصرفی در بهسازهای تولید شده از هسته خرما، باعث کاهش هدایت الکتریکی و جرم مخصوص ظاهری خاک و افزایش پایداری خاکدانه و میانگین وزنی قطر خاکدانه شد. افزایش سطوح مصرفی در بهسازهای تولید شده از ساقه های درخت نخل باعث کاهش پایداری خاکدانه و نیز افزایش میانگین وزنی قطر خاک دانه و جرم مخصوص ظاهری خاک شد. یافته های این مطالعه نشان داد بهسازهای نانومقیاس و پلیمرهای آلی می توانند باعث بهبود ویژگی های خاک حساس به فرسایش شوند.نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان داد همه بهسازهای مورد مطالعه، باعث بهبود ویژگی های خاک شد. بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و افزایش مقاومت آن در برابر عوامل فرساینده باد، امری ضروری و راهکاری موثر برای دستیابی به هدف توسعه پایدار است. لازم است اقدمات مدیریتی و فنی در راستای بهبود ویژگی های موثر خاک برای کاهش فرسایش بادی انجام گردد تا ضمن اصلاح خاک، چالش اساسی گردوغبار نیز کنترل شود.

کلیدواژه ها:

بهسازی زیستی خاک ، فرسایش بادی ، کامپوزیت ، کیتوزان ، نانوبیوچار