تأثير كامپوزيت‌هاي دوگانه و سه‌گانه تهيه شده از زئوليت-كيتوزان-بيوچار بر برخي ويژگي‌هاي مكانيكي خاك

سابقه و هدف: تا كنون روش‌هاي بسياري جهت بهبود كيفيت خاك از لحاظ مكانيكي، بسته به هدف مورد نظر (چه براي كشت محصول و اصلاح خاك‌هاي زراعي و كشاورزي و چه از لحاظ ساخت و ساز و افزايش پايداري خاك) به‌كار گرفته شده است. يكي از روش‌هاي بهبود كيفيت خاك، كاربرد اصلاح كننده‌هاي زئوليت، كيتوزان و بيوچار به‌صورت جداگانه مي‌باشد. بيوچار ماده‌اي غني از كربن مي‌باشد كه مي‌تواند اثر مطلوبي بر ويژگي‌هاي مكانيكي خاك داشته و باعث افزايش پايداري خاكدانه شود. زئوليت به‌عنوان اصلاح كننده فيزيكي خاك در افزايش پايداري خاكدانه، تهويه و بهبود ساختمان خاك‌هاي شني و رسي مورد استفاده قرار مي‌گيرد و كيتوزان كه فراوان‌ترين پليمر زيستي مي‌باشد، داراي پتانسيل افزايش انسجام بين ذرات خاك بوده و منجر به بهبود ويژگي‌ها مكانيكي خاك مي‌شود. خاك‌هايي كه از لحاظ ويژگي‌هاي مكانيكي مناسب نباشند، سرعت نفوذ آب، رطوبت قابل دسترس گياه و پايداري ساختمان خاك پاييني دارند. تا كنون مطالعاتي بر روي اثر كامپوزيت‌هاي زئوليت، كيتوزان و بيوچار روي ويژگي‌هاي مكانيكي خاك صورت نگرفته است. هدف از انجام اين تحقيق، بررسي اثر كامپوزيت‌هاي دوگانه و سه‌گانه مذكور بر برخي ويژگي‌هاي مكانيكي خاك مانند ضريب انبساط و انقباض‌پذيري و حدود پايايي خاك شامل حد رواني، حد خميري و شاخص خميرايي مي‌باشد. مواد و روش‌ها: اين پژوهش به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح پايه كاملا تصادفي، دو فاكتور نوع خاك و نوع كامپوزيت و در سه تكرار اجرا شد. در اين پژوهش از زئوليت، كيتوزان و بيوچار شلتوك برنج كامپوزيت‌هاي دوگانه و سه‌گانه‌ توليد شد. كامپوزيت-هاي دوگانه شامل زئوليت-كيتوزان (ZC)، زئوليت-بيوچار(ZB)، كيتوزان-بيوچار(CB) و كامپوزيت سه‌گانه شامل زئوليت-كيتوزان-بيوچار(ZBC) بودند. كامپوزيت‌هاي دوگانه ZC، CB و كامپوزيت سه‌گانه ZBC با استفاده از همزن مغناطيسي، اسيد استيك ( 5%) و سديم هيدروكسيد نيم مولار و كامپوزيت دوگانه ZB با اولتراسونيك سنتز و در مقياس آزمايشگاهي تهيه شدند. مدت زمان اعمال تيمارها به مدت 3 ماه در رطوبت 65 درصد ظرفيت زراعي انكوباسيون شد. مقايسه ميانگين تيمارها با آزمون حداقل اختلاف معني‌دار (LSD) در سطح احتمال 5% صورت گرفت. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه نوع كامپوزيت‌ها اثر معني‌داري بر حد رواني، ضريب انقباض و انبساط‌پذيري و شاخص خميري خاك داشتند. بيشترين تأثير مربوط به كامپوزيت سه‌گانه ZBC بود. اين كامپوزيت حد رواني را 42.8 درصد نسبت به خاك شاهد افزايش داد و باعث كاهش 58.8 درصدي ضريب انقباض و انبساط‌پذيري نسبت به خاك شاهد شد. همچنين مشاهده شد كه شاخص خميري خاك با كاربرد كامپوزيت‌ها نسبت به خاك شاهد، كاهش يافت كه اثر آن در تيمار كامپوزيت ZBC هر دو خاك مورد مطالعه (48.5-60 درصد) بيشتر از ساير كامپوزيت‌ها بود. نتيجه‌گيري: اين پژوهش نشان داد كاربرد كامپوزيت‌هاي دوگانه و سه‌گانه به‌عنوان اصلاح كننده‌هايي مناسب براي ارتقاء كيفيت مكانيكي خاك قابل استفاده مي‌باشد. زيرا با افزايش حد رواني، جذب رطوبت و نگهداري آب در خاك افزايش مي‌يابد. همچنين افزايش ضريب انبساط و انقباض‌پذيري، مانع ترك خوردگي خاك مي‌گردد. همينطور خاكي كه شاخص خميرايي كمتري داشته باشد هدر رفت خاك در آن كمتر اتفاق مي‌فتد. بنابراين براساس يافته‌هاي اين پژوهش، كامپوزيت سه‌گانه ZBC به‌دليل افزايش حد رواني، كاهش ضريب انبساط و انقباظ‌پذيري خاك و همچنين تأثير بر كاهش حد خميري هر دوبافت خاك مورد مطالعه به عنوان مؤثرترين تركيب براي اصلاح كيفيت فيزيكي و مكانيكي خاك توصيه مي‌شود. همچنين پيشنهاد مي-شود مطالعه‌هاي تكميلي با كاربرد سطوح مختلف كامپوزيت و مقايسه تأثير آن‌ها بر ويژگي‌هاي مكانيكي خاك انجام شود.