پتانسیل گیاه پالایی ذرت تحت تأثیر بیوچارهای برگ‌ گردو در یک خاک آلوده

Abstract

سابقه و هدف: امروزه نیاز به توسعه روش‌های زیستی اصلاح خاک، که از لحاظ هزینه مقرون به صرفه باشند و بدون کاهش حاصلخیزی خاک آلودگی‌ها را از بین ببرند، وجود دارد. بدین‌منظور پژوهش‌هایی در زمینه کاهش تحرک و فراهمی‌زیستی فلزات سنگین انجام شده‌است. اخیراً، بیوچار به صورت گسترده‌ای جهت کاهش سمیت فلزات سنگین استفاده می‌شود. بیوچار، ماده آلی غنی از کربن است که از گرماکافت بقایا، در شرایطی با اکسیژن محدود تهیه می‌شود و از هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای شکل گرفته است که در آن اتم‌های کربن به شکل حلقوی در ارتباط با هم هستند. وجود ساختار آروماتیک موجب پایداری آن در برابر تغییرات بیولوژیکی و شیمیایی می‌شود. این ماده کربنی، دارای گروه‌های عامل فراوانی چون هیدروکسیل، کتون، استر، آلدهید، آمین و کربوکسیل و دارای مقادیر قابل‌توجهی از اسیدهای آلی هیومیک و فولویک است که ترکیب و سطح ناهمگن آن‌ها می‌تواند ویژگی‌های آبدوستی و یا آبگریزی متفاوتی را از خود بروز دهد و خصوصیات بازی و اسیدی داشته باشد. بنابراین توانایی ترکیب با موادآلی و غیرآلی را دارد. همچنین این ماده با داشتن سطح ویژه، ساختار متخلخل، pH و CEC بالا، می-تواند خطر آلودگی فلزات سنگین را در زنجیره غذایی کاهش می‌دهد. هدف از انجام این مطالعه، بررسی کاربرد برگ‌گردو و بیوچارهای تهیه شده از آن در دماهای 200، 400 و 600 درجه سلسیوس بر قابلیت‌دسترسی و جذب سرب به‌وسیله ذرت (رقم سینگل‌کراس 704) بود.<br /> مواد و روش‌ها: در این مطالعه، آزمایش گلدانی شامل سطوح 0، 5/0، 1 و 2 درصد برگ‌گردو و بیوچارهای تهیه شده از آن در دماهای 200 ،400 و 600 درجه سلسیوس با 3 کیلوگرم خاک در 3 تکرار مخلوط و به مدت 45 روز در شرایط گلخانه خوابانده شد. پس از خواباندن، در هر گلدان (پس از افزودن کودهای مورد نیاز) 3 بذر ذرت کشت و پس از 8 هفته اندام هوایی و ریشه ذرت برداشت شد، شاخص‌های ذرت (وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، غلظت سرب در اندام هوایی، غلظت سرب در ریشه، ضریب تجمع زیستی و ضریب انتقال) و غلظت سرب دردسترس (DTPA-TEA) خاک تعیین شد.<br /> یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش دمای تهیه و مقدار کاربرد اصلاح‌کننده‌ها در خاک آهکی، سرب دردسترس و تجمع زیستی آن در گیاه ذرت کاهش یافت. تیمار خاک‌ها با 5/0، 1 و 2 درصد بیوچار تهیه شده در دمای 600 درجه سلسیوس، به طور معنی‌داری مقدار سرب در اندام هوایی را به‌ترتیب 3/31، 5/33 و 1/36 درصد و مقدار سرب در ریشه را به‌ترتیب 0/32، 6/35 و 2/36 درصد نسبت به شاهد کاهش داد (05/0>P). پاسخ‌های فیزیولوژیکی نشان داد که اصلاح‌کننده‌ها در رشد اندام هوایی نسبت به ریشه موثرتر بودند. تیمار خاک با 2 درصد بیوچار تهیه شده در دمای 600 درجه سلسیوس، وزن خشک اندام هوایی و ریشه را به‌ترتیب 4/131 و 7/116 درصد نسبت به شاهد افزایش معنی‌داری داد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای تهیه و مقدار اصلاح‌کننده‌ها در خاک، سرب عصاره‌گیری شده با DTPA-TEA کاهش یافت. تیمار خاک‌ها با 5/0، 1 و 2 درصد بیوچار تهیه شده در دمای 600 درجه سلسیوس، سرب دردسترس را به‌ترتیب 3/35، 1/40 و 1/49 درصد کاهش داد (05/0>P). بنابراین بیوچارها قادر به کاهش آلودگی سرب در خاک و افزایش وزن خشک ذرت بودند.<br /> نتیجه‌گیری: کاربرد بیوچار با کاهش مقدار سرب دردسترس، مقدار سرب در گیاه را کاهش و رشد ذرت را افزایش داد. بنابراین می‌توان از بیوچار برای تثبیت گیاهی سرب در خاک در گیاه پالایی استفاده کرد.