تأثیرات زغال زیستی و زئوپلانت برروی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاک‌های فرسایش‌پذیر (مطالعه موردی: بستان)

آب و خاک

مقاله 6، دوره 33، شماره 5 - شماره پیاپی 67، دی 1398، صفحه 723-737   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v33i5.78710

نویسندگان

حدیت لهراسبی¹؛ عطاله خادم الرسول^{* 2}؛ احمد فرخیان فیروزی¹

¹دانشگاه شهید چمران اهواز

²چمران اهواز

چکیده

فرسایش بادی یکی از مهترین معضلات زیست محیطی در مناطق خشک و نیمه خشک است که سبب هدررفت خاک و تولید گرد و غبار می­گردد. در این پژوهش تأثیرات زغال زیستی باگاس نیشکر، کنوکارپوس و تیمار آلی-معدنی زئوپلانت در سه سطح (0، 2 و 4 درصد وزنی)، دو سطح رطوبتی (25 و 50 درصد ظرفیت زراعی) و در 3 تکرار به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی بر روی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاک به عنوان شاخص­هایی از فرسایش‌پذیری، بررسی شد. نمونه خاک از محدوده تالاب هورالعظیم به عنوان یکی از کانون­های گردوغبار جمع‌آوری و پس از اعمال تیمارها، به مدت 90 روز در سینی­هایی به ابعاد (10 × 30 × 70 سانتی­متر) انکوباسیون گردید. پس از اتمام انکوباسیون سینی­ها درون تونل باد قرار داده شد و تحت تأثیر وزش باد با سرعت 15 متر بر ثانیه در ارتفاع 2 متری از سطح خاک قرار گرفتند. مهمترین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی اندازه‌گیری شده شامل پایداری خاکدانه، مقاومت فروروی، مقاومت کششی، شاخص تردی خاکدانه، مقاومت برشی، شاخص سله، شاخص بافت خاک و درصد ماده آلی بودند. نتایج نشان داد که هر سه تیمار در دو سطح رطوبتی، به طور معنی­داری سبب افزایش تخلخل، مقاومت کششی و کاهش شاخص سله در مقایسه با نمونه بدون تیمار شدند (P<0.01). همچنین زغال زیستی باگاس نیشکر و زئوپلانت (سطح 2 درصد) به طور معنی­داری مقاومت برشی را افزایش، در حالی‌که زغال زیستی کنوکارپوس اثر معنی­داری بر مقاومت برشی نداشت. در مجموع تیمارهای مورد استفاده با ایجاد لایه محافظ (Armoring effect) در سطح خاک و نیز افزایش پایداری خاکدانه‌ها، منجر به کاهش فرسایش شدند.  

کلیدواژه‌ها

تونل باد؛ خاکپوش؛ زغال زیستی؛ زئوپلانت؛ کانون بحرانی

مراجع

1- Ahmadi H. 2009.Applied Geomorphology (water erosion). Tehran University Press.

2- Alipour Babadi M., Moezzi A.A. Nouruzi Masir M., and Khademalrasoul A. 2018. Effects of feedstock and temperature of pyrolysis on some chemical and physical properties of biochar. Iran J Soil Water Research 49(3): 537-547.

3- Baiamonte G., Crescimanno B., Parrino F., and De Pasquale C. 2019. Effect of biochar on the physical and structural properties of a sandy soil. Catena 175: 294–303.

4- Be´langer N. 2000. Investigating the long-term influence of atmospheric acid deposition and forest disturbance on soil chemistry and cation nutrient supplies in a forested ecosystem of southern Quebec. Ph.D. thesis, McGill University, Montreal.

5- Busscher W.J., Novak J.M., Evans D.E., Watts D.W., Niandou M.A.S., and Ahmedna M. 2010. Influence of pecan biochar on physical properties of a Norfolk loamy Sand. Soil Science 175: 10-14.

6- Dexter A.R., and Kroesbergen B. 1985. Methodology for determination of tensile strength of soil aggregates. Journal of Agricultural Engineering Research 31(2): 139-147.

7- Dexter A.R., and Watts C.W. 2000. Tensile strength and friability. Soil and environmental analysis: Physical Methods 2: 405-433.‏

8- Downie A., Crosky A., and Munroe P. 2009. Physical properties of biochar. In: Biochar for Environmental Management: Science and Technology (Eds. Lehmann, J. & Joseph, S.), Earthscan.

9- Ekhtesasi M.R. 1994. Mapping and sensivity of lands in Ardakan to wind erosion. Msc thesis, Faculty of Natural Resources, Yazd University.

10- Gholami S.H. 2003. The simulation of daily sediment yield by using distributed SWAT model in mountainous catchment (Amameh catchments). Journal of Research and Construction 16: 28-33.

11- Hallett P.D., Dexter A.R., and Seville J.P.K. 1995. Identification of pre-existing cracks on soil fracture surfaces using dye. Soil and Tillage Research 33: 163-184.

12- Herath H.M.S.K., Camps-Arbestain M., and Hedley M. 2013. Effect of biochar on soil physical properties in two contrasting soils: an Alfisol and an Andisol. Geoderma 209: 188–197.

13- Jaafari Shalkuhi A., Vafaian,M., Roshan Zamir M.A., and Mir Mohammad Sadeghi M. 2015. Evaluation of effective factors on fixation of fine textured soils against wind to prevent dust storm. Water and Soil Journal 19(73): 273-285.

14- Kemper W.D., and Rosenau R.C. 1986. Aggregate stability and size distribution.‏

15- Khademalrasoul A., Naveed M., Heckrath G., Kumari K.G.I.D., Jonge L.W., and Elsgaard L. 2014. Biochar effects on soil aggregate properties under no-till maize. Soil Science 179: 273–283.

16- Liu X., Zhang A., Ji C., Joseph S., Bian R., Li L., Pan G., and Paz-Ferreiro J. 2013. Biochar's effect on crop productivity and the dependence on experimental conditions a meta-analysis of literature data. Plant Soil 373: 583–594.

17- Lehmann J., Gaunt J., and Rondon M. 2006. Biochar sequestration in terrestrial ecosystems- A review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 11: 403–427.

18- Mehrabi Sh. 2013. Mapping of dust storms using Satellite Images (Case study: Khuzestan Province). Msc thesis, Isfahan Industrial University. 123pp.

19- Movahedan M., Abbasi N., and Keramati M. 2011. Laboratory evaluation of PVC effect on wind erosion control. Water and Soil Journal 25(3): 606-616.

20- Novak J.M., Busscher W.J., Laird D.L., Ahmedna M., Watts D.W., and Niandou M.A.S. 2009. Impact of Biochar Amendment on Fertility of a Southeastern Coastal Plain Soil, Soil Science 174(2): 105–112.

21- Ouyang L., Wang F., Tang J., Yu L., and Zhang R. 2013. Effects of biochar amendment on soil aggregates and hydraulic properties. Journal of Soil Science Plant Nutrient 13(4): 991–1002.

22- Pagliai M. 1987. Effects of different management practices on soil structure and 10 surface crusting. In: N. Fedoroff, L.M. Bresson and M.A. Courty (eds.), Soil 11 Micromorphology. Paris: AFES, pp. 415-421. 12.

23- Reddy K.R., Yaghoubi P., and Yukselen-Aksoy Y. 2015. Effects of biochar amendment on geotechnical properties of landfill cover soil. Waste Manage Research 33: 524–532.

24- Shahnavaz M., Gholami A., Noorzadeh Haddad M., and Panahpour A. 2015. Study of efficiency of polymeric mulch on soil loss against wind erosion using wind tunnel. The first international conference of dust storm, Shahid Chamran University of Ahvaz.

25- Sobhani B. 2002. Comparison of FAO and MPSIAC methods for estimating sediment and erosion using GIS. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources 8: 15-28.

26- Verheijen F., Jeffery S., Bastos A.C., van der Velde M., and Diafas I. 2010. Biochar Application to Soils, A Critical Scientific Review of Effects on Soil Properties, Processes and Functions.

27- Zong Y., Chen D., and Lu S. 2014. Impact of biochars on swell–shrinkage behavior, mechanical strength, and surface cracking of clayey soil. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 177(6): 920-926.