حمید زارع ابیانه

به‌دلیل کمبود آب و افزایش تقاضای غذا، استفاده بهینه از آب و کود نیتروژنه ضروری است. بنابراین در بخش اول این پژوهش به بررسی اثر توأمان کم‌آبیاری (50، 75 و 100 درصد آبیاری کامل)، کود نیتروژنه (225 و 300 کیلوگرم نیتروژن در هکتار) و یک ‌مرحله کاربرد صفر و 10 درصد وزنی نانوبیوچار طبیعی در خاک‌های الک‌شده و الک‌نشده بر گیاه کلم بروکلی پرداخته شد. در بخش دوم، توزیع نیترات، آمونیوم و رطوبت در منطقه ریشه گیاه در انتهای فصل کشت بررسی شد. در بخش سوم، آبشویی املاح، نیترات و کلوئیدهای خاک در سه فاصله انتقال 5، 10 و 15 سانتی‌متری بررسی شد. نتایج نشان داد گیاهانی که در خاک‌های اصلاح‌نشده تحت شرایط کم‌آبیاری و سطح کم کود نیتروژنه رشد کردند، کاهش قابل‌توجهی را در میزان صفات فتوسنتزی و رشدی از خود نشان دادند. در مقابل این تیمارها باعث افزایش غلظت پرولین، کاروتنوئیدها و نشت یونی شدند. از طرفی، افزودن نانوبیوچار طبیعی به هر دو خاک الک‌شده و الک‌نشده سبب بهبود ویژگی‌های رشدی و فتوسنتزی شد. به‌علاوه، مقدار پرولین، کاروتنوئیدها و نشت یونی گیاهان تحت شرایط کم‌آبیاری و سطح کم کود نیتروژنه کاهش یافت. نتایج هم‌چنین نشان داد افزایش میزان کاربرد کود نیتروژنه به‌دلیل رشد گیاه و به تبع آن افزایش تقاضای برای آب، باعث کاهش رطوبت خاک شد. کاربرد نانوبیوچار طبیعی در خاک باعث کاهش هدایت هیدرولیکی خاک و در نتیجه کاهش آبشویی نیترات و آمونیوم و افزایش یکنواختی توزیع آن‌ها در منطقه ریشه گیاه شد. در مقابل در خاک‌های تیمارنشده به‌ویژه خاک الک‌نشده نیترات در اثر آبشویی بیش‌تر در اعماق تجمع یافت. مقادیر رطوبت، نیترات و آمونیوم خاک با فاصله از کپسول رسی متخلخل کاهش یافت. نانوبیوچار طبیعی مقادیر چگالی ظاهری، تخلخل، دبی، شدت جریان، سرعت آب منفذی، هدایت هیدرولیکی اشباع، pH، ماده آلی، EC و مواد جامد محلول خاک الک‌شده تیمارشده با نانوبیوچار طبیعی را نسبت به خاک الک‌شده تیمارنشده با نانوبیوچار طبیعی به‌ترتیب 23/4-، 40/3، 25/19-، 25/19-، 91/21-، 25/19-، 23/3-، 77/427-، 45/29 و 45/29 درصد و خاک الک‌نشده تیمارشده با نانوبیوچار طبیعی را نسبت به خاک الک‌نشده تیمارنشده با نانوبیوچار طبیعی به‌ترتیب 55/5-، 03/5 ،83/24-، 83/24-، 44/28-، 83/24-، 36/3-، 34/404، 98/26 و 98/26 درصد تغییر داد. نتایج آزمایش آبشویی نشان داد که غلظت کلوئیدها، املاح و نیترات در زه‌آب خاک‌های تیمارشده با نانوبیوچار طبیعی نسبت به خاک‌های اصلاح‌نشده بیش‌تر بود. نتایج هم‌چنین نشان داد که آبشویی در فواصل انتقال طولانی‌تر در ابتدای آزمایش سطوح بیش‌تری از غلظت املاح، نیترات و کلوئید را در زه‌آب تولید کرد. در خاک‌های تیمارنشده با افزایش فاصله انتقال مقدار آبشویی کل مواد جامد کاهش یافت. اما در خاک‌های تیمارشده با نانوبیوچار طبیعی به جز در فاصله انتقال 10 سانتی‌متری مقدار آبشویی املاح با افزایش فاصله انتقال افزایش یافت. مقدار نیترات آبشویی شده در همه خاک‌ها با فاصله انتقال نسبت معکوس داشت. هم‌چنین مقدار کلوئید آبشویی شده در خاک‌های تیمارنشده با نانوبیوچار طبیعی با فاصله انتقال نسبت مستقیم و در خاک‌های تیمارشده با نانوبیوچار طبیعی نسبت معکوس داشت. یافته‌های این پژوهش در مدیریت بهینه چگونگی کاربرد نانوبیوچار طبیعی در مزرعه و جلوگیری از آلودگی آب‌های زیرزمینی می‌تواند استفاده شود.