بیوچار – کود ارگانیک در کشاورزی نوین

بیوچار – کود ارگانیک در تشکیل خاک و همچنین خاکدانه نقش اساسی دارد . این مکمل ارگانیک باعث تنظیم PH خاک می‌شود. کود زیستی است و مواد آلی خاک را افزایش می دهد .

مقدمه

فعالیت های انسانی در زمینه های مختلف کشاورزی و صنعتی موجب افزایش روزافزون ضایعات می گردد. دفع و تخلیه نامناسب این ضایعات در محیط باعث ایجاد عوارض نامطلوبی برای محیط زیست می گردد. استفاده مناسب و کاربردی از این ضایعات موجب کاهش فشار بر محیط زیست خواهد شد. یکی از راهکارهای استفاده از این بقایا اعمال فرآیند پیرولیز وتبدیل آنها به بیوچار است.

بیوچار – کود ارگانیک ماده کربنی است که از گرمادهی بقایا و ضایعات محصولات کشاورزی و جانوری درمحیط حاوی اکسیژن محدود یا بدون اکسیژن به دست میآید. تجزیه گرمایی زیست توده در محیط فاقد اکسیژن را گرماکافت می‌نامند. بیوچار پایداری بالایی داشته و به منظور مدیریت ضایعات، تولید انرژی، اصلاح خاک، افزایش عملکرد گیاه، جاذب آلودگی آب، کاتالیزور فرآیندهای شیمیایی و کاهش تغییرات اقلیمی تولید می شود.

اثر بیوچار بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک

در دهه اخیر استفاده از بیوچار به عنوان اصلاح کننده خاک، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. محققان متعددی به مطالعه اثرات اصلاح کنندگی بیوچار بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاك پرداخته اند.

از جمله اثرات بیوچار برخاک میتوان به هدایت هیدرولیکی اشباع، جرم مخصوص، تخلخل، محتوای آب در دسترس خاک. سطح ویژه زیاد بیوچار فضای لازم برای شکل گیری تجمع کاتیونها و آنیونها را فراهم کرده و ظرفیت حفظ مواد غذایی خاک را بهبود می‌بخشد.

بیوچار ممکن است به دلیل افزایش عمق مؤثر و دردسترس قرار دادن آب و هوا در منطقه ریشه بر رشد گیاه تأثیر مستقیم داشته باشد به کاربردن یک تا دو درصد بیوچار در خاک تأثیر معنی داری بربهبود کیفیت فیزیکی خاک از جمله چگالی خاک و ظرفیت نگهداری آب خاک دارد.

بیوچار در تشکیل خاکدانه و همچنین ساختمان خاک نقش اساسی دارد، همچنین این مکمل ارگانیک باعث افزایش PH، EC، منافذ درشت خاك، تخلخل خاک، هدایت هیدرولیکی و اشباع سطح ویژه خاک می‌شود.

همچنین بیوچار باعث کاهش جرم مخصوص ظاهری (چگالی) خاک میشود. خاک های حاوی بیوچار قادراند آب بیشتری در خود نگهدارند، افزایش محتوای آب در دسترس میتواند بدلیل افزایش میزان کربن آلی و به طبع افزایش سطح ویژه در مخلوط خاک – بیوچار باشد.

اثر بیوچار بر روی کاهش سمیت فلزات سنگین

امروزه روش‌های مختلفی برای کاهش اثرات منفی غلظت بالای فلزات سنگین موجود در خاک، استفاده می‌شود. در این راستا، استفاده از بیوچار، روش نسبتاً جدیدی جهت کاهش سمیت فلزات سنگین می‌باشد. خاکهای آلوده به عناصر سنگین موجب کاهش شدید محصول شده و بدین ترتیتب باعث بروز مشکلات جدی در امر کشاورزی می‌گردند، این عناصر از طریق کاربرد فاضلاب های شهری، حشره کش ها، کوددهی، آبیاری با هرز آبها و صنایع ذوب فلز وارد خاک ها میشوند.

کاربرد بیوچار با توجه به ظرفیت تبادل کاتیونی و سطح ویژه بالای آن و حضور کربوکسیل،

فنولیک، هیدروکسکیل و دیگر گروه های عاملی که شامل اکسیژن های سطحی اند، قادراست تا آلایندگی حاصل از آلاینده های آلی و فلزات سنگین را کاهش داده و موجب تثبیت فلزات سنگین و بهبود وضعیت گیاه و خاک از لحاظ آلودگی به این آلاینده ها شوند.

کاربرد بیوچار – کود ارگانیک موجب افزایش رشد و زیتوده گیاهان میشود.

در پژوهشی گزارش شد که کاربرد بیوچار موجب بهبود رشد گیاه آفتابگردان درخاک های آلوده به کادمیوم و بهبود وضعیت خاک از نظر آلودگی شده است. بیوچار از طریق گروه های عاملی موجب کاهش تحرک و افزایش تثبیت کادمیوم و سرب نسبت به تیمار بدون بیوچار گردیده است. کادمیوم و سرب دو عنصر سنگین بوده و درصورت حضور در محیط کشت، جذب گیاه شده و باعث کاهش عملکرد محصول و همچنین رشد گیاه می‌شوند اما بیوچار باعث تثبیت و غیر قابل جذب کردن سرب و کادمیوم در خاک و افزایش عملکرد گیاه می‌شود.

اثربیوچار بر شوری خاک

شوری يكی از تنش‌های محيطی است كه سبب اختلال در جذب يونهای ضروری و درنتيجه محدوديت در رشد گياهان می‌شود.

شوري سه اثر اصلي درگياه دارد:

1. كاهش پتانسيل آب خاک و درنتيجه دشواری جذب آب توسط ريشه گياه
2. اثر سميت يونی (به ويژه يونهاي كلر وسديم) و اختلال در جذب يونهای غذايی ضروری كه رشد گياه را تحت تأثير قرار می‌دهند.
3. شوری سبب بسته شدن روزنه ها و درنتيجه كاهش جذب CO2 ميشود و اين كاهش موجب تأمين ناكافی كربن برای رشد می‌گردد.

گياهان در مقابله با شوری، تغييرات مورفولوژيكی بسياری مانند كاهش ارتفاع گياه و وزن خشک از خود نشان می‌دهند. يكی از راه های خروج نمک از پروفيل خاک، استفاده از اصلاح كننده های آلی) مانند انواع كود دامی، بقايای گياهی و بيوچار) است كه علاوه بر اصلاح خاک، سبب افزايش حاصلخيزی خاک نيز می‌گردد.

این مکمل کود، سبب بهبود ظرفيت نگهداری آب، كاهش اثرات تنش و بهبود تغذيه آن می‌گردد و همچنین با جذب سديم خاک موجب كاهش ميزان سديم در گياه می شود. در پژوهشی، بيوچار با جذب يونهای نمک سبب بهبود صفات رشدی مرزه تابستانه در تيمارهای شوری گرديد.

اثر تغذیه ای بیوچار

بیوچارهاي تهیه شده در دمای بالاتر تأثیر بیشتری بر حفظ و نگهداری کربن در خاک داشته است. در تحقیقی که بر روی گیاه اسفناج با استفاده از بیوچار کود دامی انجام شده بود با کاربرد 1.25 درصد بیوچار سبب افزایش منگنزو پتاسیم، کاربرد 2.5 درصد بیوچار سبب افزایش فسفر، منیزیم، پتاسیم و کاربرد 5 درصد بیوچار نیز سبب افزایش منگنز، نیتروژن، فسفر و منیزیم در اندام هوایی اسفناج میگردد.

به کار بردن بیوچار سبب افزایش ارتفاع گیاه برنج و وزن خشک آن میشود. به طور کلی با کاربرد بیوچار ما شاهد افزایش عملکرد گیاهان خواهیم بود.

گردآورنده: احمد چراغله

منابع:
قربانی،محمد و امیراحمدی،الناز،1397،اثر بیوچار پوسته برنج بر برخی ویژگیهاي فیزیکی خاك و رشد ذرت در یک خاك لومی.
بی ریا،میلاد و معزی،عبدالامیر و عامری خواه،هادی،1395،تأثیر بیوچار باگاس نیشکر بر رشد گیاه ذرت در خاک آلوده به کادمیوم و سرب.
مهدی زاده،لیلا و مقدم،محمد و لکزیان،امیر ،1397،اثر بيوچار بر خصوصيات رشدی و نسبت پتاسيم به سديم مرزه تابستانه Satureja hortensis.L تحت تنش كلريد سديم.

برای آگاهی بیشتر از بیوچار به پایگاه های زیر رجوع کنید: