علوم آب و خاک

.آلودگی محیط‌زیست به‌وسیله فلزات دارای پتانسیل سمیت به¬ویژه کادمیم، یکی از مسائل مهم محیط زیست به¬شمار می‌آید. همچنین شورشدن خاک‌ها به دلیل کاهش کیفیت آب‌ آبیاری از تنش‌هایی است که گیاهان با آن روبرو می‌شوند. بنابراین، به¬منظور بررسی اثر بیوچارهای باگاس نیشکر بر قابلیت استفاده و شکل‌های کادمیم در خاک آلوده (۱۵ میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیم) و شور، آزمایشی به¬صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل فاکتور بیوچار دارای سطوح شاهد، ۱ درصد (وزنی- وزنی) باگاس، ۱ درصد (وزنی- وزنی) بیوچار ۴۰۰ درجه سلسیوس، ۱ درصد (وزنی- وزنی) بیوچار ۶۰۰ درجه سلسیوس و فاکتور شوری شامل شاهد، ۲۰ و ۴۰ میلی‌مول کلرید سدیم در کیلوگرم خاک در ۳ تکرار انجام گرفت. مقدار کادمیم قابل استفاده با ‌روش DTPA-TEA و شکل¬های کادمیم با روش عصاره¬گیری تسیر و همکاران (۱۹۷۹) تعیین شد. نتایج نشان داد که کاربرد بیوچار و شوری تأثیری بر pH خاک نداشتند (۰/۰۵P). برهمکنش بیوچار و شوری بر کادمیم عصاره‌گیری‌شده با DTPA-TEA و شکل‌های کادمیم معنی‌دار نبود (۰/۰۵P)؛ درحالی ‌که در خاک‌های شور نسبت به شاهد افزایش یافت (۰/۰۰۵>P). تیمار خاک با بیوچار تهیه¬شده در دمای ۶۰۰ درجه سلسیوس موجب کاهش (۰/۰۵>P) کادمیم تبادلی (۲۳/۸%) و افزایش (۰/۰۵>P) کادمیم پیوندشده با اکسیدهای آهن و منگنز (۲۵/۲%) و باقیمانده (۱۵/۶%) نسبت به شاهد شد. نتایج نشان داد که شوری اثر معنی¬داری بر شکل¬های کادمیم نداشت (۰/۰۵

علاوه بر توزیع عناصر در فاز جامد خاک، گونه‌های عناصر در محلول نیز به‌دلیل اینکه مهم‌ترین بخش تأمین‌کننده عناصر برای جذب ریشه است، اهمیت زیادی دارد. برای مطالعه کامل‌تر چرخه شیمیایی عناصر در خاک‌های شور تیمارشده با بیوچار مطالعه گونه‌بندی بسیار مفید است و راهکارهای عملی برای کاهش و یا تبدیل سمیت ناشی از عناصر سمی را در خاک‌های شور فراهم می‌نماید. بنابراین به‌منظور بررسی اثر بیوچار بر گونه‌‌بندی کادمیم در دو خاک آهکی ‌شور ۱۵ میلی‌گرم بر کیلو‌گرم کادمیم از منبع کادمیم کلرید به نمونه خاک‌ها (۲۰۰ گرم) اضافه و نمونه‌‌ها به‌مدت ۳ هفته در دمای ۲±۲۵ درجه سلسیوس در رطوبت ۸۰ درصد ظرفیت مزرعه‌ای خوابانده شدند. سپس، ۲۰ و ۴۰ میلی‌مول بر کیلوگرم نمک سدیم‌کلرید (معادل ۳/۶۵ و ۷/۳۰ دسی‌زیمنس بر متر) به نمونه‌های خاک اضافه شد. در ادامه، ۱ درصد (وزنی-وزنی) باگاس نیشکر و بیوچار دمای ۴۰۰ درجه سلسیوس و بیوچار دمای ۶۰۰ درجه سلسیوس در ۳ تکرار به نمونه خاک ‌اضافه و به ‌مدت ۳ ماه در دمای ۲±۲۵ درجه سلسیوس در رطوبت ۸۰ درصد ظرفیت زراعی در انکوباتور نگه‌داری شدند. پس از پایان دوره خوابانیدن، برای گونه‌بندی کادمیم در محلول خاک (با نسبت ۲ به ۱)، غلظت کاتیون‌ها و آنیون‌های محلول در نمونه‌های خاک اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که اثر متقابل شوری، بیوچار و خاک بر ⁺CdC۱_۲^۰ ،CdC۱⁺،Cd^۲ و ^-Cd(SO_۴)_۲^۲ معنی‌دار بود. کاربرد بیوچار در خاک شنی موجب کاهش (۰/۰۵>p) غلظت گونه‌های ⁺CdSO_۴^۰،CdC۱_۲^۰،CdC۱ و ⁺CdOH نسبت به خاک شاهد شد. درحالی‌ که در خاک رسی تفاوت معنی‌داری دیده نشد. همچنین در خاک شنی شوری ناشی از کلریدسدیم باعث افزایش غلظت گونه‌های ⁺CdCl و CdCl_۲^۰ و کاهش گونه‌های CdSO_۴^۰ و ⁺CdOH  نسبت به خاک شاهد شد (۰/۰۵>p). نتایج نشان داد که تأثیر بیوچار بر کاهش سمیت کادمیم در محلول در خاک شنی بیشتر از خاک رسی بود.