تاثير بيوچار بر برخي ويژگي‌هاي زيستي و فسفر قابل استفاده در خاك‌هاي آلوده به كادميوم

سابقه و هدف: فسفر به دليل تحرك و قايليت دسترسي كمي كه در خاك دارد، عاملي محدودكننده براي رشد گياهان محسوب مي-شود. يكي از راه‌كارهاي افزايش قابليت دسترسي فسفر در خاك، بكاربردن مواد آلي از جمله بيوچار است. بيوچار يك محصول غني از كربن است كه در اثر پيروليز بقاياي آلي در شرايط بدون اكسيژن يا كم اكسيژن حاصل مي‌شود. بيوچار علاوه بر افزايش مستقيم غلظت فسفر، مي‌تواند با بهبود شرايط فيزيكوشيميايي، زيستي و آنزيمي خاك بر قابليت دسترسي فسفر خاك موثر باشد. يكي از مشكلات زيست‌محيطي چند دهه گذشته، آلودگي خاك به فلزات سنگين از جمله كادميم مي‌باشد. كادميم، فعاليت و تنوع جامعه ميكروبي خاك را دگرگون ساخته و با كاهش فعاليت آنزيم‌هاي موثر در چرخه عناصر، عملكرد خاك را كاهش مي‌دهد. مواد آلي از جمله بيوچار در خاك آلوده مي‌توانند قابليت دسترسي فلزات سنگين را در خاك كاهش داده و ويژگي‌هاي زيستي خاك را بهبود بخشند. چنين فرض مي‌شود كه با كاربرد بيوچار در يك خاك آلوده به فلز سنگين، فراهمي فسفر در خاك نه تنها به صورت مستقيم بلكه به صورت غير مستقيم از طريق بهبود فعاليت زيستي و آنزيمي خاك متأثر مي‌شود و اين موضوع به نوع بيوچار و خاك بستگي دارد. بنابراين پژوهش حاضر با هدف بررسي برهمكنش بيوچار (كود گاوي و كاه گندم) و كادميم بر تنفس ميكروبي، فعاليت آنزيم‌هاي فسفاتاز اسيدي و قليايي و فسفر قابل دسترس در دو خاك با ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي متفاوت انجام گرفت. مواد و روش‌ها: آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در 3 تكرار انجام شد. فاكتورهاي آزمايشي شامل 4 سطح آلودگي كادميم (0، 5، 10 و20 ميلي گرم بر كيلوگرم)، 3 سطح بيوچار (شاهد، بيوچار كاه گندم و بيوچار كودگاوي) و 2 نوع خاك بودند. بدين منظور، دو نمونه‌ خاك با ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي متفاوت (كرك سفلا و مركز تحقيقات) با مقادير مختلف كادميم از منبع كلريد كادميم آلوده و سپس با مقدار 2.5 درصد از دو نوع بيوچار تيمار و در دو زمان 14 و 90 روز در دماي آزمايشگاه و رطوبت 70 درصد ظرفيت زراعي انكوباسيون شدند. در انتهاي هر دوره انكوباسيون، كادميم و فسفر قابل دسترس، تنفس ميكروبي و فعاليت فسفاتاز اسيدي و قليايي در نمونه‌هاي خاك اندازه‌گيري شدند. يافته‌ها: كاربرد بيوچار كود گاوي و كاه گندم در خاك، كادميوم قابل دسترس را به ترتيب به ميزان 73-83.7 و 78-64 درصد نسبت به خاك شاهد بدون بيوچار كاهش دادند. در همه سطوح آلودگي كادميم، مقدار كادميوم قابل دسترس در خاك مركز تحقيقات با بافت لوم شني بيشتر از خاك كرك سفلا با بافت رسي بود. هچنين كادميم در غلظت‌هاي بالاتر باعث كاهش بيشتر تنفس ميكروبي و فعاليت آنزيم‌ها در خاك مركز تحقيقات (64-31 درصد) نسبت به خاك كرك سفلا (35.5-21.5 درصد) شد. كاهش تنفس ميكروبي و فعاليت آنزيم‌ها در اثر آلودگي كادميوم در خاك بدون بيوچار (41.5-10 درصد) بيشتر از خاك داراي بيوچار كاه گندم (39.8-5 درصد) و كود گاوي (37.9-0.8 درصد) بود. نتايج همچنين نشان داد كه فسفر قابل دسترس با افزودن بيوچار به خاك افزايش و با افزايش غلظت كادميوم كاهش يافت؛ به طوري‌كه بيشترين مقدار فسفر قابل دسترس در خاك بدون آلودگي كادميم و داراي بيوچار كود گاوي مشاهده شد. همبستگي مثبت و معني‌داري بين فسفر قابل دسترس با تنفس ميكروبي (0.658-0.385 =r)، فعاليت فسفاتاز قليايي (0.879-0.764 =r) و اسيدي (0.883-0.761 =r) بدست آمد كه حاكي از آن بود كه فعاليت ميكروبي و آنزيم‌هاي موثر بر چرخه فسفر نقش بسزايي در قابليت دسترسي فسفر خاك داشته‌اند. نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه كاربرد بيوچار در خاك‌هاي آلوده به كادميم مي‌تواند با كاهش قابليت دسترسي كادميوم و افزايش فعاليت زيستي و فسفاتازهاي قليايي و اسيدي، زيست فراهمي فسفر را در خاك افزايش دهد. نوع بيوچار و خاك در اين موضوع تأثير‌گذار مي‌باشد.