تولید زغال زیستی از پوسته شلتوک برنج و تأثیر آن بر زیست‌توده عدس و گندم

Abstract

سابقه و هدف: کاربرد زغال زیستی به عنوان راه‌کاری برای توقف طولانی‌مدت کربن در خاک، مورد توجه جهانی قرار گرفته است. کاربرد زغال زیستی در خاک علاوه بر توقف طولانی‌مدت کربن و مبارزه با تغییر اقلیم می‌تواند منجر به بهبود ویژگی‌های خاک، افزایش رشد گیاه و مدیریت پایدار بقایا و پسماند‌های زیست‌توده در مزارع، باغات و صنایع نیز شود. اغلب گزارشات در مورد اثرات مثبت زغال زیستی در خاک‌های اسیدی انجام گرفته است و اطلاعات کمی در مورد اثرات زغال زیستی در خاک‌های غیر‌اسیدی وجود دارد. بنا‌بر‌این، پژوهش حاضر به منظور مطالعه تأثیر شرایط تولید دو نوع زغال زیستی پوسته شلتوک برنج بر ویژگی‌های آنها و بررسی اثرات آنها بر تولید زیست‌توده گیاه در یک دوره کشت دو گیاهی (عدس-گندم) در یک خاک قلیائی و در شرایط گلخانه‌ای انجام شد. مواد و روش‌ها: زغال‌های زیستی نوع اول و دوم به ترتیب در دامنه دمایی 300-250 و 500-450 درجه سانتی‌گراد از پوسته برنج تولید و ویژگی‌های آنها با یکدیگر مقایسه شد. زغال‌های زیستی نوع اول و دوم در سطوح 4/0، 6/1 و 3/3 درصد وزنی (B0.4 ،B1.6 و B3.3) به خاک گلدان‌ها افزوده شدند. عدس در مرحله اول و گندم در مرحله دوم و پس از برداشت عدس، کشت شد. اثرات نوع و سطح کاربرد زغال زیستی در مقایسه با یکدیگر و تیمار شاهد (بدون زغال زیستی) بر تولید زیست‌توده مطالعه شد. یافته‌ها: نسبت مولی هیدروژن به کربن و طیف زیر‌قرمز قرمز دو زغال زیستی، خصلت آروماتیکی بیشتری را در زغال زیستی تولید‌شده در دمای بالاتر نشان داد. افزایش دمای تولید منجر به کاهش اندازه ذرات، افزایش قابلیت هدایت الکتریکی، واکنش شیمیایی، غلظت نیتروژن، پتاسیم، کلسیم و فسفر در زغال زیستی گردید. دو نوع زغال زیستی از لحاظ تأثیر بر تولید زیست‌توده هوایی و زیر‌زمینی عدس و گندم تفاوت معنی‌دار نداشتند. اما وزن خشک زیست‌توده هوایی گندم و زیست‌توده زیر‌زمینی عدس و گندم در تیمار‌های زغال زیستی نوع اول و دوم به طور معنی‌دار بیشتر از تیمار شاهد بود. اثر سطوح مختلف زغال‌ زیستی بر وزن خشک زیست‌توده هوایی عدس، تفاوت معنی‌دار با یکدیگر و تیمار شاهد نشان ندادند. اما وزن خشک زیست‌توده زیر‌زمینی عدس در B3.3 به طور معنی‌دار بیشتر از سایر سطوح کاربرد زغال زیستی (B0.4 وB1.6) و تیمار شاهد بود. وزن خشک زیست‌توده هوایی گندم در B1.6 و B3.3 به طور معنی‌دار بیشتر از B0.4 و تیمار شاهد بود. وزن خشک زیست‌توده زیر‌زمینی گندم در B1.6 به طور معنی‌دار بیشتر از B0.4 و تیمار شاهد بود اما تفاوت معنی‌دار با B3.3 نداشت. نسبت زیست‌توده ساقه به ریشه عدس در B1.6 و B3.3 به طور معنی-دار کمتر از تیمار شاهد بود . نسبت زیست‌توده ساقه به ریشه گندم در تمامی سطوح کاربرد زغال زیستی به طور معنی‌دار کمتر از تیمار شاهد بود اما سطوح کاربرد زغال زیستی دارای تفاوت معنی‌دار با یکدیگر نبودند. نتیجه‌گیری: خصلت آروماتیکی بیشتر زغال زیستی نوع دوم (تولیدی در دمای 500-450 درجه سانتی‌گراد) در مقایسه با زغال زیستی نوع اول (تولیدی در دمای 300-250 درجه سانتی‌گراد) به معنای توانایی بیشتر برای توقف طولانی‌مدت کربن در خاک است. کاربرد زغال زیستی، اثرات مثبتی بر تولید زیست‌توده به‌ویژه زیست‌توده زیر‌زمینی داشت. اثرات کاربرد زغال زیستی فقط محدود به دوره رشد اول (عدس) نبود و در دوره رشد دوم (گندم) نیز وجود داشت.. به طورکلی می‌توان نتیجه گرفت که تولید زغال‌‌ زیستی از پوسته شلتوک برنج، علاوه بر توقف کربن در خاک، می‌تواند موجب بهبود رشد گیاه حتی در خاک‌های قلیائی نیز گردد.

Keywords

• پوسته شلتوک برنج
• توقف کربن
• خاک قلیائی
• زغال زیستی
• زیست‌توده