اثر اندازه ذرات زغال زیستی بر ویژگی‌های فیزیکی، هیدرولیکی و منحنی رطوبتی خاک لوم‌شنی

سابقه و هدف: بررسی کاربرد زغال زیستی بر ویژگی‌های فیزیکی و هیدرولیکی خاک به‌واسطه تأثیر در حفظ آب و مدیریت آن اهمیت دارد. بررسی منابع نشان داد که مورد اثر اندازه ذرات زغال زیستی ساقه گیاه آفتابگردان بر خصوصیات فیزیکی، هیدرولیکی و رطوبتی خاک مطالعات کاملی انجام نشده است. لذا هدف از این تحقیق بررسی تأثیر اندازه ذرات زغال زیستی ساقه گیاه آفتابگردان بر برخی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک لوم‌شنی در شرایط آزمایشگاهی بود.مواد و روش‌ها: در ابتدا زغال زیستی از قرار دادن زیست‌توده ساقه آفتابگردان در دمای 400 درجه سلسیوس به مدت 6 ساعت به‌دست آمد. پس از ادغام با خاک به مدت 120 روز در شرایط رطوبتی ظرفیت زراعی نگهداری شد. به منظور بررسی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک از ترکیب 3 درصد وزنی سه اندازه 5/0-0، 1-5/0 و 2-1 میلی‌متر ذرات زغال زیستی ساقه آفتابگردان با یک خاک لوم‌شنی استفاده شد. بدین منظور پارامترهای جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه، آب قابل دسترس، رطوبت در نقطه پژمردگی دائم، شدت جریان، سرعت جریان، هدایت هیدرولیکی، سرعت آب حفره‌ای و منحنی رطوبتی اندازه‌گیری شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که اندازه ذرات زغال زیستی بر خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی در سطح احتمال 1 درصد و همچنین بر نگهداشت آب خاک در سطح احتمال 5 درصد تاثیر معنی‌داری دارد. کاربرد اندازه 1-5/0 میلی‌متری زغال زیستی بیش‌ترین تأثیر را بر خصوصیات خاک داشت به طوری‌که که باعث کاهش 74/14 درصدی جرم مخصوص ظاهری، افزایش 17/21، 5/22، 78/34 و 44/44 درصدی تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه و آب قابل دسترس نسبت به خاک شاهد شد. کاربرد اندازه ذرات 5/0-0، میلی‌متر زغال زیستی موجب افزایش 39/24 درصدی رطوبت پژمردگی دائم و کاهش 93/92 درصدی شدت جریان، سرعت جریان، هدایت هیدرولیکی و همچنین کاهش 04/94 درصدی سرعت آب حفره‌ای نسبت به خاک شاهد شد. بررسی منحنی مشخصه رطوبتی نشان داد هر سه اندازه ذرات زغال زیستی سبب افزایش نگهداشت آب در خاک شد. زغال زیستی باعث افزایش رطوبت حجمی در همه نقاط اندازه‌گیری به‌ویژه در مکش 0 تا 2000 سانتی‌متر شد. در این دامنه از مکش، زغال زیستی باعث افزایش منافذ متوسط و ریز و در نتیجه افزایش نگهداشت آب خاک در این مکش شد. افزودن زغال زیستی به خاک هم‌چنین سبب افزایش رطوبت ظرفیت مزرعه، نقطه پژمردگی دائم و آب قابل استفاده شد. نتیجه‌گیری: مناطق خشک و نیمه خشک با دسترسی محدود به منابع آبی پایدار، عموماً دارای خاک‌های با بافت سبک با ظرفیت نگهداری آب کم هستند. لذا این خاک‌ها در اولویت اصلاح ساختمان و در نتیجه بهبود خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی می‌باشند. با توجه به نتایج به‌دست آمده از این پژوهش کاربرد زغال زیستی ویژگی‌های فیزیکی و هیدرولیکی این خاک‌ها را بهبود می‌بخشد. لذا یافته‌های این پژوهش می‌تواند در مدیریت آب بسیار کاربردی باشد.