تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,115,345 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,219,433 |
تاثیر بیوچارهای تولید شده از بقایای گیاهی (هرس درختان و کاه و کلش) بر برخی شاخصهای میکروبیولوژیکی در خاکهای آهکی | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
مقاله 8، دوره 50، شماره 6، آبان 1398، صفحه 1381-1394 اصل مقاله (683.37 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2019.267694.668032 | ||
نویسندگان | ||
ندا مرادی* 1؛ میرحسن رسولی صدقیانی2؛ ابراهیم سپهر3 | ||
1دانش آموخته دکتری دانشگاه ارومیه و استادیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهیدچمران اهواز، اهواز، ایران. | ||
2استاد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران. | ||
3دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
چکیده | ||
به منظور بررسی تاثیر بیوچار ضایعات هرس درختان سیب و کلش گندم بر معدنی شدن کربن خاک و برخی شاخصهای میکروبیولوژیکی، آزمایش انکوباسیون به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با 3 فاکتور: 1. نوع بیوچار (هرس شاخ و برگ سیب (AB) و کاه و کلش گندم (SB) برای آزمایش معدنیشدن کربن و (ضایعات هرس سیب (AB)، ضایعات هرس انگور (GB) و کاه و کلش گندم (SB) برای آزمایش اندازهگیری ویژگیهای میکروبیولوژیکی، 2. دمای تولید بیوچار (350 و 500 درجه سلسیوس) و 3. نوع خاک (با ماده آلی پایین (1) و ماده آلی بالا (2)) با سه تکرار اجرا گردید. برای اجرای آزمایش ابتدا مقدار 2 درصد (وزنی/وزنی) از بیوچارها به خاکها افزوده، سپس برای بررسی معدنی شدنکربن در زمانهای مختلف انکوباسیون، مقدار تنفس در بیوچارهای AB و SB اندازهگیری گردید و دادههای حاصل به معادله سنتیکی مرتبه اول برازش داده شدند و در پایان دوره انکوباسیون (96 روز) برخی شاخصهای میکروبیولوژیکی نیز اندازهگیری گردیدند. نتایج نشان داد، بیشترین پتانسیل معدنی شدن کربن (C0) در تیمار AB-350 در خاک 2 و کمترین مقدار آن در خاک 1 بود. مقدار معدنیشدن کربن، تنفس باکتریایی (BR)، تنفس برانگیخته با سوبسترا (SIR)، کربن زیست توده میکروبی (MBC) و فسفر زیست توده میکروبی (MBP) در تیمارهای بیوچار تولید شده در دمای 350 درجه سلسیوس بیشتر از بیوچارهای تولیدی در دمای 500 درجه سلسیوس بود. همچنین مقدار شاخصهای میکروبی اندازهگیری شده در خاک 2 با مقدار ماده آلی بالا بیشتر از خاک 1 بود. مقدار BR در بیوچار ضایعات هرس سیب، هرس انگور و کاه و کلش گندم تولید شده در دمای 350 درجهسانتیگراد در مقایسه با شاهد به ترتیب 75/1، 24/1 و 27/2 برابر بیشتر بود. مطالعه بطور واضح نشان میدهد که استفاده از بیوچارهای تولید شده در دمای پایین به خصوص بیوچار SB سبب بهبود کیفیت خاک میشود. بهطور کلی، دمای پیرولیز، نوع بیوچار و نوع خاک فاکتورهای کلیدی تأثیرگذار بر شاخصهای میکروبی بودند. | ||
کلیدواژهها | ||
شاخصهای بیولوژیک؛ معدنی شدن کربن؛ بقایای هرس؛ بیوچار | ||
مراجع | ||
Alef, K. and Nannipieri, P. (1995). Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. Academic Press, London. Anderson, J. P. E. (1982). Soil Respiration. In A. L. Page, et al. (Eds.). Methods of Soil Analysis: 2nd ed. Part 2. American Society of Agronomy. (pp. 831-872). U.S.A. Awad, Y. M., Blagodatskaya, E., Ok, Y.S. and Kuzyakov, Y. (2013). Effects of polyacrylamide, biopolymer and biochar on the decomposition of 14C-labelled maize residues and on their stabilization in soil aggregates. European Journal of Soil Science, 64, 488–499. Moradi, N., Rasouli-Sadaghiani, M.H. and Sepehr, E. (2017). Effect of biochar types and rates on some soil properties and nutrients availability in a calcareous soil. Journal of Water and Soil, 31(4), 1232-1246. (In Farsi) Biederman, L. A. and Harpole, W. S. (2012). Biochar and its effects on plant productivity and nutrient cycling: a meta-analysis. GCB Bioenergy, 5, 202–214. Bruun, E. W., Ambus, P., Egsgaard, H. and Hauggaard-Nielsen, H. (2012). Effects of slow and fast pyrolysis biochar on soil C and N turnover dynamics. Soil Biology and Biochemistry, 46, 73-79. Bunemann, E. K. Schwenke, G. D. and Van Zwieten, L. (2006). Impact of agricultural inputs on soil organisms. A paper rewiew. 44, 379-406. Cakmak O., Oztur L., Karanlik S., Ozkan H., Kaya Z., and Cakmak I. (2001). Tolerance of 65 Durum wheat genotypes to zinc deficiency in calcareous soil. Journal of Plant Nutrition, 24, 1381-1847. Cantrell, K. B., Hunt, P. G., Uchimiya, M., Novak, J. M. and Ro, K. S. (2012). Impact of pyrolysis temperature and manure source on physicochemical characteristics of biochar. Bioresource technology, 107, 419-428 Demisie, W., Liu, Z., and Zhang, M. (2014). Effect of biochar on carbon fractions and enzyme activity of red soil. Catena, 121, 214-221. Dempster, D. N., Gleeson, D. B., Solaiman, Z. M., Jones, D. L. and Murphy, D. V. (2012). Decreased soil microbial biomass and nitrogen mineralisation with Eucalyptus biochar addition to a coarse textured soil. Plant Soil, 354, 311-324. Domene, X., Mattana, S., Hanley, K., Enders, A. and Lehmann, J. (2014). Medium-term effects of corn biochar addition on soil biota activities and functions in a temperate soil cropped to corn. Soil Biology and Biochemistry, 72, 152-162. Domingues, R. R., Trugilho, P. F., Silva, C. A., de Melo, I. C. N., Melo, L. C., Magriotis, Z. M. and Sánchez-Monedero, M. A. (2017). Properties of biochar derived from wood and high-nutrient biomasses with the aim of agronomic and environmental benefits. PloS one, 12(5), 0176884. Elzobair, K.A., Stromberger, M.E., Ippolito, J.A. and Lentz, R.D., (2016). Contrasting effects of biochar versus manure on soil microbial communities and enzyme activities in an Aridisol. Chemospher, 142, 145–152. Fabbri, D., Rombolà, A.G., Torri, C. and Spokas, K.A. (2013). Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in biochar and biochar amended soil. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 103, 60-67. Fang Y. Singh B. singh B.P. and Krull E. (2014). Biochar carbon stability in four contrasting soils. European Journal of Soil Science, 65, 60–71. Gil-Sotres F., Trasar-Cepeda C., Leiros M.C., and Seoane S. (2005). Different approaches to evaluating soil quality using biochemical properties. Soil Biology and Biochemistry, 37, 877–887. Gul, S., Whalen, J.K., Thomas, B.W., Sachdeva, V. and Deng, H. (2015). Physicochemical properties and microbial responses in biochar amended soils: Mechanisms and future directions. Agriculture, Ecosystems & Environment, 206, 46-59. Herrick J.E. 2000. Soil quality: an indicator of sustainable land management. Applied Soil Ecology, 15, 75-83. Ippolito, J.A., Stromberger, M.E., Lentz, R.D. and Dungan, R.S. (2016b). Hardwood biochar and manure co-application to a calcareous soil. Chemosphere, 142, 84-91 Khademi, A. and Raiesi, F. (2017). Responses of microbial performance and community to corn biochar in calcareous sandy and clayey soils. Applied Soil Ecology, 114, 16–27. Khanmohammadi, Z., Afyuni, M. and Mosaddeghi, M. (2016). Effect of Pyrolysis Temperature on Chemical Properties of Sugarcane Bagasse and Pistachio residues Biochar. Applied Soil Research. 3(1), 1-13. (In Farsi) Lehmann, J. and Joseph, S. (2015). Biochar for environmental management: an introduction. In J. Lehmann and S. Joseph (Eds.), Biochar for environmental management: science, technology and implementation. (pp 1–13). Taylor and Francis, London. Lewandowski, A. and Zumwinkle, M. (1999). Assessing the soil system a review of soil quality literature, Minnesota Department of Agriculture, Energy and Sustainable Agriculture Program. Luo, Y., Durenkamp, M., De Nobili, M., Lin, Q., Devonshire, B.J. and Brookes, P.C. (2013). Microbial biomass growth, following incorporation of biochars produced at 350°C or 700°C, in a silty-clay loam soil of high and low pH. Soil Biology and Biochemistry, 57, 513-523. Mandal, S., Donner, E., Vasileiadis, S., Skinner, W., Smith, E. and Lombi, E. (2018). The effect of biochar feedstock, pyrolysis temperature, and application rate on the reduction of ammonia volatilisation from biochar-amended soil. Science of the Total Environment, 627, 942–950. Manshadi, H., et al. (2012). Effect of applying sewage sludge and chemical fertilizer enriched sewage sludge on the amount of organic carbon, enzymatic respiration and activity of soil under basil plant culturing. Journal of Water and Soil (Agricultural Sciences and Industries), 26 (3), 554-562. Marzooqi, F. and Yousef, L. F. (2017).Biological response of a sandy soil treated with biochar derived from a halophyte (Salicornia bigelovii). Applied Soil Ecology, 114, 9-15. Masto, R. E., Kumar, S., Rout, T. K., Sarkar, P., George, J., and Ram, L. C. (2013). Biochar from water hyacinth (Eichornia crassipes) and its impact on soil biological activity. Catena, 111, 64-71. Nguyen, B. and Lehmann, J. (2009). Black carbon decomposition under varying water regimes. Organic Geochemistry, 40, 846–853. Purakayastha, T. J., Das, K. C., Gaskin, J., Harris, K., Smith, J. L., Kumari, S. (2016). Effect of pyrolysis temperatures on stability and priming effects of C3 and C4 biochars applied to two different soils. Soil and Tillage Research, 155, 107–115. [CrossRef] Qi, F., Dong, Z., Lamb, D., Naidu, R., Bolan, N. S., Ok, Y. S., Liu, C., Khan, N., Johir, M. A. H. and Semple, K.T. (2017). Effects of acidic and neutral biochars on properties and cadmium retention of soils. Chemosphere, 180, 564-573. Rutigliano, F. A., Romano, M., Marzaioli, R., Baglivo, I., Baronti, S., Miglietta, F., and Castaldi, S. (2014). Effect of biochar addition on soil microbial community in a wheat crop. European Journal of Soil Biology, 60, 9-15. Singh, B., Camps-Arbestain, M. and Lehmann, J. (2017). Biochar: a guide to analytical methods. CSIRO Publishing. Singh, R., Babu, J. N., Kumar, R., Srivastava, P., Singh, P. and Raghubanshi, A. S. (2015). Multifaceted application of crop residue biochar as a tool for sustainable agriculture: an ecological perspective. Ecological Engineering, 77, 324–347. Subedi, R., Taupe, N., Ikoyi, I., Bertora, C., Zavattaroa, L., Schmalenberger, A., Leahyb, J.J. and Grignani, C. (2016). Chemically and biologically-mediated fertilizing value of manure-derived biochar. Science of the Total Environment, 550, 924–933. Van Zwieten, L., Kimber, S., Morris, S., Chan, K. Y., Downie, A., Rust, G., Joseph, S. and Cowie, A. (2010). Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant Soil, 327, 235-246. 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. Joint Research Centre Scientific and Technical Reports. Xu, N. Tan, G., Wang, H. and Gai, X. (2016). Effect of biochar additions to soil on nitrogen leaching, microbial biomass and bacterial community structure. European Journal of Soil Biology, 74, 1-8. Yang, X., Wang, H., Strong, P., Xu, S., Liu, S., Lu, K., Sheng, K., Guo, J., Che, L. and He, L. (2017). Thermal properties of biochars derived from waste biomass generated by agricultural and forestry sectors. Energies, 10(4), 469. Zhang, X., He, L., Sarmah, A., Lin, K., Liu, Y., Li, J. and Wang, H. (2014). Retention and release of diethyl phthalate in biochar-amended vegetable garden soils. Journal of Soils and Sediments,14, 1790–1799. Zhao, B., O'Connor, D., Zhang, J., Peng, T., Shen, Z., Tsang, D. C. and Hou, D. (2018). Effect of pyrolysis temperature, heating rate, and residence time on rapeseed stem derived biochar. Journal of Cleaner Production, 174, 977-987. Zhao, R., Coles, N. and Wu, J. (2015). Carbon mineralization following additions of fresh and aged biochar to an infertile soil. Catena, 125, 183–189. Zhou, J., Chen, H., Huang, W., Arocena, J.M. and Ge, S. (2016). Sorption of Atrazine, 17α-Estradiol, and Phenanthrene on Wheat Straw and Peanut Shell Biochars. Water Air and Soil Pollution, 227, 7. Zhou, J., Xue, K., Xie, J., Dend, Y., Wu, L., Cheng, X., Fei, S., Deng, S., He, Z., Van Nostrand, J. D. and Luo, Y. (2012). Microbial mediation of carbon-cycle feedbacks to climate warming. Nature Climate Change, 2: 106–110. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 549 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 465 |