بررسی اثر نانو ذرات رس و بیوچار بر آبشویی نیترات و پایداری خاک دانه

بررسی عامل تاثیرگذار بر حرکت آب و املاح در خاک و استفاده از مواد اصلاح کننده جدید مانند نانو ذرات معدنی و بیوچار ها می تواند کمک شایانی به مدیریت صحیح اراضی برای کاهش آبشویی نیترات از خاک و جلوگیری از آلودگی آب های زیر زمینی نماید. از آن جا که در سال های اخیر مطالعات بسیاری بر روی استفاده از زغال زیستی در سیستم های زراعی با هدف اولیه ترسیب کربن آلی در خاک و درنتیجه کاهش گازهای گلخانه ای انجام شده است، اثر آن بر دیگر فرآیندهای خاک از جمله آبشویی نیترات نیز مورد توجه قرار گرفته است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی اثر نانو ذرات معدنی و بیوچار حاصل از بقایای گیاه گندم بر آبشویی نیترات از خاک و پایداری خاکدانه است.

تیمارهای مورد استفاده شامل سه تیمار زیولیت، کلوزیت و بیوچار، هر کدام در دو سطح (ده و پنجاه گرم در هر کیلوگرم خاک) و سه تکرار بود. ستون های خاک مورد استفاده در این تحقیق، لوله های پلیکا (PVC) به قطر 3 سانتی متر و ارتفاع 40 سانتی متر بودند. برای وارد کردن نیترات به ستون های خاک از کود اوره حاوی 46 درصد نیتروژن خالص استفاده شد. میزان کود اوره مطابق نیاز کودی گیاه ذرت که معمولا 200 کیلوگرم نیتروژن در هکتار می باشد، در نظر گرفته شد. کود اوره به صورت محلول برای هر ستون خاک آماده و در هفته اول و پنجم به تمام ستون های خاک اضافه شد. آبیاری ستون های خاک نیز بر اساس وزن آب از دست رفته از ستون خاک شاهد به روش وزنی و با حدود 15 درصد آبشویی برای خروج زهاب انجام شد. تعداد آبیاری ها شامل 8 آبیاری هفته ای یک آبیاری و میزان آب واردشده به هر ستون در هر آبیاری حدود 60 میلی لیتر بود. غلظت نیترات محلول های مورد آزمایش با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری تعیین گردید. پس از هشت هفته از اضافه شدن تیمارها به خاک مورد آزمایش میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در نمونه شاهد و تیمارها اندازه گیری شد و با میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در نمونه شاهد قبل از آزمایش و بعد از پایان آزمایش مقایسه شدند.

در طول زمان آزمایش میزان نیترات خروجی از ستون های خاک در تیمارهای حاوی ده گرم و پنجاه گرم از هر یک از از اصلاح کننده های بیوچار، زیولیت و کلوزیت نسبت به نمونه شاهد به طور معنی داری (p<0.5) کاهش داشته است. در تمام هفته های آزمایش، تیمار پنجاه گرم بیوچار کمترین آبشویی نیترات را نسبت به تیمار پنجاه گرم زیولیت و پنجاه گرم کلوزیت داشته است. به طورکلی، نتایج نشان داد که افزودن بیوچار و نانو ذرات معدنی به خاک در سطح پنج درصد وزنی موجب کاهش معنی دار (p<0.5) آبشویی نیترات شد.

بحث: 

بر اساس نتایج به دست آمده در تحقیق حاضر و مطالعات قبلی انجام شده به طور قطعی می توان بیان کرد که افزودن بیوچار به خاک سبب بهبود شرایط فیزیکی خاک و کاهش آبشویی نیترات از خاک می شود. همچنین با افزایش مصرف زیولیت و کلوزیت پایداری خاکدانه ها بیشتر و میزان نیترات خروجی از ستون خاک کم شده و درنتیجه آلودگی های آب های زیرزمینی به نیترات کمتر خواهد شد.