آبشويي متناوب خاک شور و سديمي دشت سيستان با استفاده از بيوچار، بيوچار اسيدي، اکسيد‌گرافن و گچ

الموضوعات : Optimal management of water and soil resources

آزاد آقایی ¹ , پیمان افراسیاب ² , معصومه دلبری ³ , علی شهریاری ⁴ , علیرضا اویسی ⁵

1 - دانشجوي دکتراي تخصصي آبياري و زهکشي، گروه مهندسي آب، دانشگاه زابل، زابل، ايران.
2 - عضو هيئت علمي، گروه مهندسي آب، دانشگاه زابل، زابل، ايران.
3 - عضو هيئت علمي، گروه مهندسي آب، دانشگاه زابل، زابل، ايران.
4 - عضو هيئت علمي، گروه مهندسي خاک، دانشگاه زابل، زابل، ايران.
5 - عضو هيئت علمي، گروه مهندسي شيمي، دانشگاه زابل، زابل، ايران.

تاريخ الإرسال : 07 الثلاثاء , رجب, 1446 تاريخ التأكيد : 29 الأحد , ربيع الأول, 1447 تاريخ الإصدار : 19 الإثنين , جمادى الأولى, 1447

الکلمات المفتاحية: آبشويي, بيوچار, اکسيد گرافن, اصلاح خاک, نسبت جذب سديم,

ملخص المقالة :

زمينه و هدف: شوري و کاهش حاصلخيزي خاک از مهم‌ترين چالش‌هاي زيست‌محيطي در مديريت اراضي، به‌ويژه در مناطق خشک و نيمه‌خشک مانند منطقه سيستان محسوب مي‌شوند. اين شرايط نه تنها توليد محصولات کشاورزي را محدود مي‌کند، بلکه تعادل اکوسيستم را نيز تهديد مي‌نمايد. اصلاح خاک‌هاي شور و سديمي در چنين مناطقي به دليل نياز حياتي به توليد محصولات زراعي، امري ضروري است. در اين راستا، استفاده همزمان از مواد اصلاح‌کننده و فرآيند آبشويي به‌عنوان يک راهکار کارآمد براي بهبود کيفيت اين نوع خاک‌ها مطرح شده است. هدف از اين تحقيق، بررسي اثر اصلاح‌کننده‌هاي مختلف شامل گچ، بيوچار، بيوچار اسيدي و اکسيد گرافن در کاهش شوري، سديم تبادلي و بهبود ويژگي‌هاي شيميايي خاک بود.

 روش پژوهش: در اين پژوهش، تأثير ترکيبات اصلاحي مختلف بر فرآيند آبشويي خاک‌هاي شور-سديمي دشت سيستان مورد بررسي قرار گرفت. مواد اصلاحي شامل بيوچار توليدشده از چوب انگور و ترکيبات آن با ترفتاليک اسيد، اکسيد گرافن و گچ بودند. آزمايش‌ها در شرايط کنترل‌شده آزمايشگاهي و با استفاده از لوله‌هاي استوانه‌اي انجام شد. خاک مورد استفاده، با بافت لوم و شرايط شور و سديک، از منطقه نيمروز سيستان برداشت و در ستون‌هايي با ظرفيت ۵/۱ کيلوگرم جاي‌گذاري شد. فرآيند آبشويي در ۱۰ دوره متناوب با فواصل ۵ روزه انجام گرديد و در هر دوره، آبياري معادل حجم منفذي خاک صورت گرفت. در پايان هر دوره، زه‌آب استخراج و ويژگي‌هاي شيميايي آن اندازه‌گيري شد. علاوه بر اين، پس از تکميل آزمايش‌ها، خاک داخل ستون‌ها نيز مورد بررسي قرار گرفت.

 يافته‌ها: نتايج نشان داد که استفاده از بيوچار اصلاح‌شده، به‌ويژه در تيمار حاوي ۵ درصد ترفتاليک اسيد و اکسيد گرافن، مؤثرترين کاهش در شوري خاک و نسبت جذب سديم را ايجاد کرده است. استفاده از بيوچار اصلاح‌شده باعث افزايش ظرفيت نگهداري مواد مغذي و بهبود خواص شيميايي خاک شد. داده‌هاي حاصل از آزمايش‌هاي شيميايي زه‌آب نشان داد که براي دستيابي به آبشويي کامل خاک، حجم آبي معادل چهار تا پنج برابر حجم منفذي کافي است و اين حجم آبي توانست تغييرات قابل توجهي در غلظت يون‌هاي سديم و کلريد ايجاد کند. همچنين مقايسه بين تيمارها نشان داد که اصلاح‌کننده‌هاي آلي (بيوچار و ترکيب آن با ترفتاليک اسيد) عملکرد بهتري نسبت به گچ در کاهش شوري و سديم تبادلي دارند و مي‌توانند به عنوان راهکار مؤثرتر در مديريت خاک‌هاي شور-سديمي مطرح شوند.

 نتايج: اين يافته‌ها نشان‌دهنده کارايي استفاده همزمان از بيوچار اصلاح‌شده و فرآيند آبشويي در بهبود خاک‌هاي شور و سديمي هستند. کاهش شوري و سديم تبادلي نه تنها مي‌تواند کيفيت خاک و عملکرد زراعي را افزايش دهد، بلکه به حفظ تعادل شيميايي و اکوسيستمي خاک نيز کمک مي‌کند. اين مطالعه اهميت استفاده همزمان از اصلاح‌کننده‌هاي آلي در ترکيب با روش آبشويي متناوب را در مديريت خاک‌هاي شور و سديمي مناطق خشک و نيمه‌خشک تأکيد مي‌کند و نتايج آن مي‌تواند به‌عنوان راهنماي علمي و کاربردي براي برنامه‌ريزي کشاورزي و بهبود کيفيت خاک در چنين مناطق استفاده شود.

المصادر:

Abel S, Peters A, Trinks S et al .(2013). Impact of biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma 202:183–191
Ahmad M, Rajapaksha AU, Lim JE et al .(2014). Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere 99:19–33
Ali, S., et al. (2019). The effect of acid biochar on sodium adsorption ratio (SAR) in salt-affected soils. Environmental Science and Pollution Research, 26(7), 6981-6989.
Bachmann HJ, Bucheli TD, Dieguez-Alonso A et al .(2016). Toward the standardization of biochar analysis: the COST action TD1107 interlaboratory comparison. J Agric Food Chem 64:513–527
Cheng H, Jones DL, Hill P et al .(2018). Influence of biochar produced from different pyrolysis temperature on nutrient retention and leaching. Arch Agron Soil Sci 64:850–859
Corwin, D.L., Rhoades, J.D. and Simunek, J. (2007). Leaching requirement fore soil salinity control : Steady – state versus transient models. Agricul Water Manage , 90(3):165-180.
Dotaniya, M. L., Meena, M. D., Choudhary, R. L., Meena, M. K., & Harvir. (2023). Management of plant nutrient dynamics under alkaline soils through graded application of pressmud and gypsum
El-Sharkawy M, El-Naggar AH, AL-Huqail AA, Ghoneim AM .(2022). Acid-modified biochar impacts on soil properties and biochemical characteristics of crops grown in saline-sodic soils.Sustainability 14:8190
Fouladi Dorehami, S. (2023). Application of various organic residues and biochar in saline-sodic soil reclamation. Journal of Water and Soil Conservation Research, 14(4), 123–135. (in Persian)
Ghaneie Motlagh G.H., Pashaiy Aval A., Khormaly F., and Mosaedy A. (2010). Investigating effect of some amendments on soil chemical properties in a saline-sodic soil. Watershed Management Research Journal, 86: 24-31. (In Persian)
Ghanimotlagh, S., Hosseini, B., & Kazemi, F. (2010). Effects of gypsum, sulfuric acid, and sulfur on the properties of sodic soils. Iranian Journal of Soil and Agricultural Research, 12(3), 89–98. (in Persian)
Glaser B, Lehmann J, Zech W .(2002). Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal–a review. Biol Fertil soils 35:219–230
Hafeez A, Pan T, Tian J, Cai K (2022) Modified biochars and their effects on soil quality: a review. Environments 9:60
Hosseininia, M., Hassanpour, F., Naghavi, H., Abbasi, F., Bastani, S. (2019). Leaching of Saline Calcareous Soil under Laboratory Conditions. ISSN 1064-2293, Eurasian Soil Science, 2019, Vol. 52, No. 10, pp. 1214–1222.
Jalali, M., et al. (2016). Effect of gypsum and biochar on electrical conductivity of saline soils. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 16(3), 45-59.
Kalu, S., Simojoki, A., Karhu, K., & Tammeorg, P. (2021). Long-term effects of softwood biochar on soil physical properties, greenhouse gas emissions, and crop nutrient uptake in two contrasting boreal soils. Department of Agricultural Sciences, University of Helsinki, FI-00014 Helsinki, Finland.
Keren R. (2000). Salinity. In: Sumner M.E. (Ed.), Handbook of Soil Science. pp. G3-G25. CRC Press, Boca Raton.
Konuku, F.,Gowing,G.W.and Rose, D.A.(2005).Dry drain:A sustainable solution to water logging and salinity problems in irrigation areas, Agricul Water Manage .83(1-2):1-12.
Lal,P .Chippa, B.R. and Arvind, K.(2003). Salt affected soils and crop production , a modern synthesis, AGROBIS(India). Corwin, D.L., Rhoades,J.D., and Simunek, J.2007.Leaching requirement fore soil salinity control : Steady state versus transient models. Agricul Water Manage ,90(3):165-180.
lsudays, I. M., et al. (2024). "Applications of humic and fulvic acid under saline soil conditions to improve growth and yield in barley." BMC Plant Biology. https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-024-04863-6
Mzezewa J., Gotosa J., and Nyamwanza B. (2003). Characterization of a sodic soil catena for reclamation and improvement strategies. Geoderma. 113, 161-175.
Qadir M., and Schubert S. (2002). Degradation processes and nutrient constraints in sodic soils. Land Deg. Dev. 13, 275-294.
Rezaei, M. (2018). Effects of biochar and irrigation water salinity on soil chemical properties. Journal of Water and Soil Conservation Research, 11(2), 56–68. (in Persian)
Rezapour, M. (2025). Effects of combined soil amendments on improving soil salinity, sodicity, and biological indicators. Journal of Water and Soil Conservation Research, 15(3), 234–245. (in Persian)
Rezazadeh, S., Gholamalizadeh, A., & Gazmeh, S. (2016). Evaluation of different interpolation methods for spatial estimation of some soil properties (Case study: Sistan Plain lands). Journal of Water and Soil Science (Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), 20(4), Winter 2016. (in Persian)
Saadat, S. (2024). Monitoring soil salinity status in the Sistan plain using remote sensing data. Journal of Soil and Water Science and Engineering. (in Persian)
Sadegh-Zadeh, F,. Parichehreh, M,. Jalili, B,. Bahmanyar,A. (2018). Rehabilitation of calcareous saline‐sodic soil by means of biochars and acidified biochars. Land degradation and development. Volume29, Issue10. October 201. Pages 3262-3271.
Sadeghzadeh, F., Ahmadi, R., & Rezaei, M. (2018). Reclamation of calcareous saline-sodic soils using acidified biochars. Iranian Journal of Soil and Water Sciences, 29(4), 123–135. (in Persian)
Sahin O, Taskin MB, Kaya EC et al .(2017). Effect of acid modification of biochar on nutrient availability and maize growth in a calcareous soil. Soil Use Manag 33:447–456
Streubel JD, Collins HP, Garcia-Perez M et al .(2011). Influence of biochar on soil pH, water holding capacity, nitrogen and carbon dynamics. Soil Sci Soc Am J 75:1402–1413
Taheri M, al-R, Astaraei AR, Lakzian A, Emami H .(2022). Sorbitol and biochar have key roles in microbial and enzymatic activity of saline-sodic and calcareous soil in millet cropping. Rhizosphere 24:100598
Wang L, Ok YS, Tsang DCW et al .(2020). New trends in biochar pyrolysis and modification strategies: feedstock, pyrolysis conditions, sustainability concerns and implications for soil amendment. Soil Use Manag 36:358–386
Wang, Xiao, Jianli Ding, Lijing Han, Jiao Tan, Xiangyu Ge, and Qiong Nan. (2024). "Biochar Addition Reduces Salinity in Salt-Affected Soils with No Impact on Soil pH: A Meta-Analysis." Geoderma 443: 116845.
Xiao L, Meng F .(2020). Evaluating the effect of biochar on salt leaching and nutrient retention of Yellow River Delta soil. Soil Use Manag 36:740–750
Yazdanpanah, N., & Mahmoudabadi, M. (2011). Temporal changes in leachate quality during the reclamation process of saline-sodic soil using soil columns. Electronic Journal of Soil Management and Sustainable Production, 1(1), 1-20. (in Persian)
Yazdanpanah, N., & Mahmoudabadi, M. (2012). Temporal monitoring of drainage water quality during the reclamation process of saline-sodic soil using soil columns. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 1(1), 1-22. (in Persian)
Yazdanpanah, S., & Mahmoudabadi, M. (2011). Effects of gypsum, organic matter, and leaching on saline-sodic soils of Kerman Province. Journal of Soil and Water Conservation, 11(2), 15–26. (in Persian)
Yu O-Y, Raichle B, Sink S (2013) Impact of biochar on the water holding capacity of loamy sand soil. Int J Energy Environ Eng 4:1–9.

نص كامل:



Print ISSN: 2251-7480 Online ISSN: 2251-7400     Journal of Water and Soil Resources Conservation  (WSRCJ)   Web site: https://wsrcj.srbiau.ac.ir   Email: [e-mail] [e-mail]           Vol. 15 No. 2 (58)           Received: 2025-01-07   Accepted: 2025-09-21     Pages: 25-37

 

Intermittent Leaching of Saline-Sodic Soil in the Sistan Plain Using Biochar, Acidic Biochar, Graphene Oxide, and Gypsum

 

Azad Aghaei 1, Peyman Afrasiab 2* Masoumeh Delbari 3,

Ali Shahriari 4 and Alireza Oveisi 5

1) PhD Graduate in Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, University of Zabol.

2) Corresponding Author and Faculty Member, Department of Water Engineering, University of Zabol.

3) Corresponding Author and Faculty Member, Department of Water Engineering, University of Zabol.

4) Faculty Member, Department of Soil Science, University of Zabol.

5) Faculty Member, Department of Chemistry, University of Zabol.

*Corresponding author emails: [e-mail]

 

Abstract:

Background and Aim:Soil salinity and decreased fertility are among the most critical environmental challenges in land management, especially in arid and semi-arid regions such as Sistan. These conditions not only limit agricultural production but also threaten ecosystem balance. Amending saline-sodic soils in such areas is essential due to the vital need for crop production. In this context, the simultaneous use of soil amendments and leaching has been proposed as an effective strategy to improve soil quality. This study aimed to investigate the effects of different amendments, including gypsum, biochar, acid-modified biochar, and graphene oxide, on reducing salinity and exchangeable sodium, as well as improving soil chemical properties.

Materials and Methods:

The effects of various amendments on the leaching of saline-sodic soils from the Sistan plain were examined. The amendments included grapewood biochar, its combination with terephthalic acid, graphene oxide, and gypsum. Experiments were conducted under controlled laboratory conditions using cylindrical columns. The soil, with a loam texture and saline-sodic characteristics, was collected from Nimroz, Sistan, and placed in columns with a capacity of 1.5 kg. The leaching process was performed over ten intermittent cycles with five-day intervals, applying water equal to the soil pore volume in each cycle. At the end of each cycle, the leachate was collected and its chemical properties were measured. Additionally, the soil inside the columns was analyzed after the completion of the experiments.

Findings:Results showed that the use of modified biochar, particularly in the treatment containing 5% terephthalic acid and graphene oxide, produced the most significant reduction in soil salinity and sodium adsorption ratio. The use of modified biochar also increased nutrient retention capacity and improved the chemical properties of the soil. Leachate analyses indicated that a water volume equal to four to five times the soil pore volume was sufficient to achieve complete soil leaching, effectively altering sodium and chloride concentrations. Comparisons among treatments showed that organic amendments (biochar and its combination with terephthalic acid) performed better than gypsum in reducing salinity and exchangeable sodium, suggesting their superior effectiveness for managing saline-sodic soils.

Conclusion:These findings demonstrate the efficiency of using modified biochar in combination with intermittent leaching to improve saline-sodic soils. Reducing salinity and exchangeable sodium not only enhances soil quality and crop performance but also contributes to maintaining soil chemical and ecosystem balance. This study emphasizes the importance of using organic amendments together with intermittent leaching in managing saline-sodic soils in arid and semi-arid regions, and the results can serve as a practical and scientific guide for agricultural planning and soil quality improvement in such areas.

Keywords: Leaching, Biochar, Graphene Oxide, Soil Amendment, Sodium Adsorption Ratio

 

 

 

آبشويي متناوب خاک شور و سديمي دشت سيستان 

با استفاده از بيوچار، بيوچار اسيدي، اکسيد‌گرافن و گچ 

 

آزاد آقايي1، پيمان افراسياب2*، معصومه دلبري3، علي شهرياري4 و عليرضا اويسي5

 

1) دانشجوي دکتراي تخصصي آبياري و زهکشي، گروه مهندسي آب، دانشگاه زابل، زابل، ايران.

2) عضو هيئت علمي، گروه مهندسي آب، دانشگاه زابل، زابل، ايران.

3) عضو هيئت علمي، گروه مهندسي آب، دانشگاه زابل، زابل، ايران.

4)عضو هيئت علمي، گروه مهندسي خاک، دانشگاه زابل، زابل، ايران.

5)عضو هيئت علمي، گروه مهندسي شيمي، دانشگاه زابل، زابل، ايران.

* ايميل نويسنده مسئول: [e-mail]

 

چکيده:

زمينه و هدف: شوري و کاهش حاصلخيزي خاک از مهم‌ترين چالش‌هاي زيست‌محيطي در مديريت اراضي، به‌ويژه در مناطق خشک و نيمه‌خشک مانند منطقه سيستان محسوب مي‌شوند. اين شرايط نه تنها توليد محصولات کشاورزي را محدود مي‌کند، بلکه تعادل اکوسيستم را نيز تهديد مي‌نمايد. اصلاح خاک‌هاي شور و سديمي در چنين مناطقي به دليل نياز حياتي به توليد محصولات زراعي، امري ضروري است. در اين راستا، استفاده همزمان از مواد اصلاح‌کننده و فرآيند آبشويي به‌عنوان يک راهکار کارآمد براي بهبود کيفيت اين نوع خاک‌ها مطرح شده است. هدف از اين تحقيق، بررسي اثر اصلاح‌کننده‌هاي مختلف شامل گچ، بيوچار، بيوچار اسيدي و اکسيد گرافن در کاهش شوري، سديم تبادلي و بهبود ويژگي‌هاي شيميايي خاک بود.

 روش پژوهش: در اين پژوهش، تأثير ترکيبات اصلاحي مختلف بر فرآيند آبشويي خاک‌هاي شور-سديمي دشت سيستان مورد بررسي قرار گرفت. مواد اصلاحي شامل بيوچار توليدشده از چوب انگور و ترکيبات آن با ترفتاليک اسيد، اکسيد گرافن و گچ بودند. آزمايش‌ها در شرايط کنترل‌شده آزمايشگاهي و با استفاده از لوله‌هاي استوانه‌اي انجام شد. خاک مورد استفاده، با بافت لوم و شرايط شور و سديک، از منطقه نيمروز سيستان برداشت و در ستون‌هايي با ظرفيت ۵/۱ کيلوگرم جاي‌گذاري شد. فرآيند آبشويي در ۱۰ دوره متناوب با فواصل ۵ روزه انجام گرديد و در هر دوره، آبياري معادل حجم منفذي خاک صورت گرفت. در پايان هر دوره، زه‌آب استخراج و ويژگي‌هاي شيميايي آن اندازه‌گيري شد. علاوه بر اين، پس از تکميل آزمايش‌ها، خاک داخل ستون‌ها نيز مورد بررسي قرار گرفت.

 يافته‌ها: نتايج نشان داد که استفاده از بيوچار اصلاح‌شده، به‌ويژه در تيمار حاوي ۵ درصد ترفتاليک اسيد و اکسيد گرافن، مؤثرترين کاهش در شوري خاک و نسبت جذب سديم را ايجاد کرده است. استفاده از بيوچار اصلاح‌شده باعث افزايش ظرفيت نگهداري مواد مغذي و بهبود خواص شيميايي خاک شد. داده‌هاي حاصل از آزمايش‌هاي شيميايي زه‌آب نشان داد که براي دستيابي به آبشويي کامل خاک، حجم آبي معادل چهار تا پنج برابر حجم منفذي کافي است و اين حجم آبي توانست تغييرات قابل توجهي در غلظت يون‌هاي سديم و کلريد ايجاد کند. همچنين مقايسه بين تيمارها نشان داد که اصلاح‌کننده‌هاي آلي (بيوچار و ترکيب آن با ترفتاليک اسيد) عملکرد بهتري نسبت به گچ در کاهش شوري و سديم تبادلي دارند و مي‌توانند به عنوان راهکار مؤثرتر در مديريت خاک‌هاي شور-سديمي مطرح شوند.

 نتايج: اين يافته‌ها نشان‌دهنده کارايي استفاده همزمان از بيوچار اصلاح‌شده و فرآيند آبشويي در بهبود خاک‌هاي شور و سديمي هستند. کاهش شوري و سديم تبادلي نه تنها مي‌تواند کيفيت خاک و عملکرد زراعي را افزايش دهد، بلکه به حفظ تعادل شيميايي و اکوسيستمي خاک نيز کمک مي‌کند. اين مطالعه اهميت استفاده همزمان از اصلاح‌کننده‌هاي آلي در ترکيب با روش آبشويي متناوب را در مديريت خاک‌هاي شور و سديمي مناطق خشک و نيمه‌خشک تأکيد مي‌کند و نتايج آن مي‌تواند به‌عنوان راهنماي علمي و کاربردي براي برنامه‌ريزي کشاورزي و بهبود کيفيت خاک در چنين مناطق استفاده شود. 

کليد واژه­ها: آبشويي، بيوچار، اکسيد گرافن، اصلاح خاک، نسبت جذب سديم

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

با افزايش روزافزون جمعيت، نياز به توليد محصولات غذايي بيش از پيش احساس مي‌شود و کشاورزي به‌عنوان يکي از بخش‌هاي کليدي در تأمين نيازهاي غذايي بشر اهميت ويژه‌اي دارد. در اين ميان، بسياري از خاک‌هاي مناطق خشک و نيمه‌خشک با مشکلات شوري و سديمي مواجه‌اند. شوري خاک و آب در اراضي کشاورزي تحت آبياري به يک چالش جهاني تبديل شده است، زيرا ترکيب شيميايي و غلظت نمک‌هاي محلول در اين خاک‌ها باعث افزايش فشار اسمزي مي‌شود که همين مسئله دسترسي گياهان به آب را دشوار مي‌سازد(Keren, 2000). اصلاح خاک‌هاي شور و سديمي، به‌ويژه در مناطق خشک و نيمه‌خشک، براي تضمين توليد پايدار محصولات کشاورزي اهميت دارد.

در ايران، بخش وسيعي از اراضي کشاورزي با معضل شوري و سديمي بودن خاک مواجه هستند که اين موضوع بهره‌وري محصولات و مديريت پايدار منابع خاک را تحت تأثير قرار مي‌دهد. به‌کارگيري روش‌هاي اصلاح خاک، شامل اصلاح‌کننده‌هاي آلي و معدني، مي‌تواند توان بالقوه خاک را افزايش داده و کيفيت کشاورزي را بهبود بخشد. پژوهش‌هاي داخلي نشان مي‌دهند که استفاده از موادي مانند گچ، ترکيبات معدني و مواد آلي قادر است ميزان شوري و سديم تبادلي خاک را کاهش دهد و ويژگي‌هاي شيميايي آن را ارتقا بخشد (Yezdanpanah & Mahmoudabadi, 2011; Ghaneie Motlagh et al., 2010).

در دشت سيستان، شوري خاک به‌عنوان يکي از چالش‌هاي اصلي کشاورزي مطرح است که به‌ويژه در اراضي با منابع آبي محدود و زهکشي ناکافي، تأثير منفي بر عملکرد محصولات دارد. مطالعات نشان مي‌دهند که شوري خاک در اين منطقه تحت تأثير عواملي مانند بارش، آبياري و مديريت اراضي قرار دارد و با تغييرات فصلي و رويدادهاي بارشي تغيير مي‌کند. اين وضعيت، ضرورت توجه به روش‌هاي مؤثر اصلاح خاک را براي حفظ بهره‌وري کشاورزي و پايداري منابع طبيعي منطقه ايجاب مي‌کند(Saadat, 2024).

در سال‌هاي اخير، پژوهش‌هاي متعددي به بررسي روش‌هاي اصلاح خاک‌هاي شور و سديمي پرداخته‌اند. براي نمونه، در مطالعه­ايي تأثير اصلاح‌کننده‌هاي ترکيبي شامل ورمي‌کمپوست، بيوچار، گچ و گوگرد عنصري بر شاخص‌هاي شوري، سديمي و بيولوژيکي خاک بررسي شد و نتايج نشان داد که ترکيب مواد آلي و شيميايي، به‌ويژه در حضور تلقيح ميکروبي، تأثير مثبت‌تري در بهبود خصوصيات خاک دارد(Rezapour, 2025). همچنين در پژوهشي کاربرد پسماندهاي آلي و بيوچار در اصلاح خاک‌هاي شور-سديمي مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد که افزودن اين مواد مي‌تواند شوري و سديمي بودن خاک را کاهش دهد(Fouladi Dorehami, 2023).  درپژوهشي ديگر تأثير بيوچار و شوري آب آبياري بر خصوصيات شيميايي خاک بررسي شد و مشخص شد که بيوچار مي‌تواند بهبود قابل توجهي در ويژگي‌هاي شيميايي خاک ايجاد کند(Rezaei, 2018). استفاده از اسيد هيوميک به‌عنوان اصلاح‌کننده نشان داده شده است که باعث کاهش شوري خاک و افزايش فعاليت ميکروبي و دسترسي به عناصر غذايي مي‌شود، که اهميت استفاده از اصلاح‌کننده‌هاي آلي و شيميايي در ارتقاي ويژگي‌هاي شيميايي و فيزيکي خاک‌هاي شور را برجسته مي­سازد(Alsudays et al., 2024). اين پژوهش‌ها اهميت استفاده از اصلاح‌کننده‌هاي آلي و شيميايي در بهبود ويژگي‌هاي شيميايي و فيزيکي خاک‌هاي شور و سديمي را تأکيد مي‌کنند.

 يکي از راه­هاي اصلاح اين خاک­ها استفاده همزمان از آبشويي و مواد اصلاحي مانند بيوچار مي­باشد بيوچار يک ماده سياه‌رنگ است که از بقاياي آلي طي فرآيند پيروليز در غياب اکسيژن توليد مي‌شود(Wang et al., 2020) و مي‌تواند به بهبود شرايط نامطلوب خاک کمک کند. مطالعات زيادي درباره تأثير بيوچار بر کيفيت خاک انجام شده است و يافته‌هاي اين مطالعات نشان مي‌دهند که بيوچار موجب افزايش کربن آلي خاک(Glaser et al., 2002)، ظرفيت نگهداري آب خاک(Abel et al., 2013) ، تهويه خاک، دسترس‌پذيري مواد مغذي، تحريک فعاليت ميکروبي و آنزيمي خاک(Taheri et al., 2022) و ظرفيت تبادل کاتيوني(CEC) مي‌شود. يکي از مهم‌ترين مزاياي بيوچار، بهبود نگهداري آب در خاک است. بيوچار به دليل تخلخل بالا ظرفيت زيادي براي نگهداري آب دارد. افزودن 1 تا 5 درصد بيوچار به خاک لومي، ظرفيت نگهداري آب خاک را 4 تا 10 درصد افزايش مي­دهد(Streubel et al., 2011). ويژگي‌هاي فيزيکي بيوچار، مانند ظرفيت نگهداري آب، سطح ويژه و گروه‌هاي عاملي سطحي، ارتباط نزديکي با نوع زيست‌توده اوليه آن دارند(Ahmad et al., 2014). بيوچار مزاياي بسياري براي خاک دارد، اما pH بالاي آن مي‌تواند براي باروري خاک مشکل‌ساز باشد، به‌ويژه از نظر دسترس‌پذيري مواد مغذي خاک مانند فسفر(Cheng et al., 2018)، همچنين افزايش pH خاک موجب افزايش فعاليت نيتريفيکاسيون ميکروبي مي‌شود که آمونيوم را به نيترات تبديل مي‌کند، و بنابراين دسترسي گياهان به آمونيوم، به‌عنوان منبع نيتروژن ترجيحي، کاهش مي‌يابد. (Xiao and Meng. 2020). در برخي موارد، اثر افزايش pH خاک ناشي از افزودن بيوچار مي‌تواند شرايط نامطلوبي براي گياهان ايجاد کند، به‌ويژه در خاک‌هاي آهکي که ممکن است به کاهش عملکرد محصولات نيز منجر شود(Xiao and Meng 2020; Bachmann et al., 2016). برخي بيوچارها که داراي pH بالايي هستند را نمي‌توان بطور مستقيم در خاک استفاده کرد، اما به نظر مي‌رسد pH بيوچار را مي‌توان از طريق ترکيب با موادي مانند گوگرد کاهش داد. استفاده از بيوچار غني‌شده با گوگرد به‌عنوان اصلاح‌کننده خاک، باعث بهبود ظرفيت تبادل کاتيوني خاک، ماده آلي، هدايت هيدروليکي، تخلخل خاک، نرخ نفوذ و فعاليت‌هاي ميکروبي مي‌شود(Hafeez et al., 2022). تحقيقات نشان داده است که ترکيب بيوچار با اسيدهاي معدني باعث بهبود ويژگي‌هاي فيزيکوشيميايي بيوچار، مانند کاهش pH و افزايش ظرفيت تبادل کاتيوني آن شده و استفاده از اين نوع بيوچار در خاک، دسترسي مواد مغذي خاک را بهبود مي­دهد(El-Sharkawy et al., 2022; Sahin et al., 2017). در تحقيقي، تأثير افزودن انواع بيوچارهاي توليد شده از پوشال برنج و خاشاک چوب نراد و بيوچارهاي اسيدي‌شده بر خاک‌هاي شور و سديمي و فرآيند احياي اين خاک‌ها مورد بررسي قرار گرفت. بيوچارهاي اسيدي با افزودن اسيد هيدروکلريد به بيوچارها توليد شدند. نتايج نشان داد که استفاده از بيوچارها و بيوچارهاي اسيدي به‌طور مؤثري شوري خاک و نسبت جذب سديم(SAR) خاک را کاهش مي‌دهند. در نهايت، تحقيق نشان داد که بيوچار اسيدي تهيه شده از پوشال برنج به‌عنوان يک اصلاح‌کننده مؤثر براي بهبود و احياي خاک‌هاي شور و سديمي مفيد است(Sadegh-Zadeh et al., 2018). محققين در تحقيقي از مقادير مختلف بيوچار براي اصلاح خاک استفاده کردند نتايج نشان داد که بيوچار و همچنين سطوح متفاوت آن دربهبود ويژگي­هاي شيميايي خاک­هاي اسيدي يا قليايي کاملا موثر هستند و توانايي اصلاح اين خاک­ها را دارند(Yu et al., 2013). پس از افزودن گچ، مواد آلي و آبشويي به خاک شور و سديمي در استان کرمان گزارش شد که مواد آلي، مانند تفاله پسته، نسبت به مواد معدني توانايي بيشتري در تخليه نمک‌هاي مضر از خاک دارند. همچنين، ترکيب مواد اصلاحي آلي و معدني موجب بهبود کارآيي فرايند آبشويي مي‌شود(Yazdanpanah and Mahmoudabadi, 2011 ). در همين راستا، پس از بررسي چندين ماده اصلاحي از جمله گچ، اسيد سولفوريک و گوگرد بر روي خصوصيات خاک‌هاي سديمي مشخص شد که کاربرد گچ و اسيد سولفوريک موجب افزايش مقدار کاتيون کلسيم و کاهش سديم در خاک مي­شود(Ghaneie Motlagh et al., 2010). اگرچه مطالعات متعددي در زمينه اصلاح خاک‌هاي شور و سديمي با استفاده از مواد اصلاح‌کننده مختلف انجام شده است، اما بررسي و ارزيابي مواد اصلاحي نوين در احياي خاک همچنان ضروري است. با توجه به اهميت اصلاح خاک‌هاي شور و سديمي در بهبود بهره‌وري کشاورزي و مديريت پايدار منابع خاک، اين پژوهش به بررسي تأثير مواد اصلاحي مختلف شامل بيوچار توليدي از چوب انگور و در ترکيب با ترفتاليک اسيد و اکسيد­گرافن بر ويژگي‌هاي شيميايي خاک در بافت لوم دشت سيستان از طريق آبشويي غرقاب متناوب پرداخته است.

اين پژوهش تلاش دارد به سوالاتي نظير تأثير آبياري متناوب در حضور مواد اصلاحي، انتخاب اثربخش‌ترين ماده اصلاحي در کاهش شوري و نسبت­جذب­سديم و تأثير مواد اصلاحي بر خصوصيات شيميايي خاک لوم دشت سيستان پاسخ دهد. نتايج اين پژوهش مي­تواند راهکارهاي علمي و کاربردي براي بهبود شرايط خاک‌هاي شور و سديمي منطقه سيستان ارائه دهد.

مواد و روش­ها

منطقه و خاک مورد مطالعه

نطقه سيستان در طول جغرافيايي 61 درجه و 10 دقيقه شرقي و همچنين عرض جغرافيايي 29 درجه و 55 دقيقه شمالي در شمال استان سيستان و بلوچستان واقع شده است. متوسط بارندگي ساليانه منطقه 55 ميلي­متر و ميزان تبخير ساليانه 4500 تا 5000 ميلي­متر است. ارتفاع از سطح دريا در دشت سيستان 489 متر مي­باشد(RezaZadeh et al., 2016). غالب خاک­هاي منطقه داراي محدوديت شوري و سديمي هستند که عملا کشت و کار در آن ها را با مشکل مواجه کرده است. اين پژوهش در بافت غالب منطقه(لوم) که از منطقه نميروز سيستان تهيه شده است، انجام شد. جدول(1) ويژگي­هاي فيزيکي و شيميايي خاک مورد استفاده را نشان مي­دهد. نمونه­هاي خاک از عمق 0 تا 30 سانتي­متري برداشت شده و به آزمايشگاه منتقل شد. با توجه به مقادير بالاي هدايت الکتريکي و نسبت­جذب­سديم، اين خاک در دسته خاک­هاي شور و سديمي قرار دارد.

 

 

جدول1. برخي از ويژگي­هاي شيميايي و فيزيکي خاک مورد آزمايش

بافت	تخلخل	Ρb (gr/cm3)	pH	EC (dS/m)	Na  (meq/lit)	Mg (meq/lit)	Ca (meq/lit)
لوم	42%	56/1	4/8	11	121	5/47	68
SAR	ESP %	K (meq/lit)	Cl (meq/lit)	کربن آلي	CEC (meq/1000g)	CCE
6/15	2/17	1/1	144	(2/0)%	1/9	9%

 

 

جدول 2. ويژگي­هاي بيوچارتوليدي از چوب انگور و بيوچار ترکيبي با ترفتاليک­اسيد و اکسيدگرافن
اصلاح کننده	K (%)	Na (%)	Mg (%)	Ca (%)	CEC (meq/100g)	C (%)	pH	EC (dS/m)
بيوچار	1/1	55/0	81/0	3	59	54	7	22/1
بيوچار+ TA 5%	79/0	48/0	95/0	5/2	31	52	5/5	6/1
اکسيدگرافن	08/0	1/0	1/0	5/0	80	5/5	5/4	2/1

 

 

مواد اصلاحي و تيمارهاي مورد آزمايش 

در اين پژوهش، از بيوچار چوب انگور با توجه به فراواني وجود اين ضايعات حاصل از هرس انگور در دشت سيستان، براي اصلاح خاک استفاده شد. بيوچار مورد نياز از طريق سوزاندن ضايعات چوب انگور در کوره با دماي 350 درجه سانتيگراد و بدون وجود اکسيژن توليد شد. همچنين در اين پژوهش از بيوچار ترکيب شده با 5 درصد وزني ترفتاليک­اسيد استفاده شد. اکسيد­گرافن حاصل از اکسيد کردن گرافيت به‌منظور بهبود خاک و گچ به‌عنوان اصلاح‌کننده مرسوم خاک‌هاي شور و قليا نيز از ديگر تيمارها در اين پژوهش بودند. اکسيدگرافن معمولاً از طريق اکسيداسيون گرافيت با استفاده از ترکيبات قوي مانند اسيد سولفوريک و پرمنگنات پتاسيم توليد مي‌شود. در اين فرآيند، گروه‌هاي اکسيژني مانند هيدروکسيل، اپوکسي و کربوکسيل به سطح گرافن اضافه مي‌شود. سپس براي بهبود خواص، مي‌توان اکسيدگرافن را با استفاده از مواد کاهنده مانند هيدرازين کاهش داد. اين روش باعث توليد اکسيد گرافني با ويژگي‌هاي خاص مانند سطح ويژه بالا و قابليت اصلاح مي‌شود. پنج تيمار شامل بيوچار خالص، بيوچار با ترفتاليک­اسيد(5 درصد)، اکسيد گرافن، گچ و تيمار شاهد با سه تکرار در طرح کاملاً تصادفي مورد بررسي قرار گرفتند. به‌منظور بررسي ويژگي­هاي شيميايي بيوچار تهيه‌شده از چوب انگور و بيوچار اصلاح‌شده با ترفتاليک­اسيد و اکسيدگرافن، اندازه‌گيري و مقايسه برخي از ويژگي‌هاي کليدي آنها انجام شد. جدول(2) نتايج به‌دست‌آمده از اين آزمايش‌ها را ارائه مي‌دهد.

آماده کردن نمونه ­ها وآبشويي

   پس از انتقال نمونه‌هاي خاک به آزمايشگاه، خاک‌ها به مدت هشت روز در هواي آزاد خشک شدند، سپس کوبيده شده و از الک دو ميلي‌متري عبور داده شدند. هر نمونه خاک به وزن 5/1 کيلوگرم آماده شد. براي آزمايش‌هاي آبشويي از لوله­هايPVC با قطر 9 سانتي‌متر و ارتفاع نيم متر استفاده گرديد. ديواره­هاي داخلي استوانه­ها به منظورحذف جريانات ترجيهي چسب­کاري و از طريق شن­پاشي زبر شد و انتهاي استوانه­ها با استفاده از مش گالوانيزه بسته شده و 5/1 سانتي­متر شن روي آن­ها ريخته شده تا از فرسايش خاک جلوگيري شود. شن­هاي ريخته شده در کف استوانه­ها، با آب مقطر و اسيد سولفوريک شستشو داده شد تا در اندازه­گيري عناصر مربوط به املاح زه­آب­ها خطايي ايجاد نکنند. مواد اصلاحي بيوچار، گچ و اکسيدگرافن به خاک‌ها اضافه شدند، خاک به طريقي داخل استوانه قرار گرفت که وزن مخصوص ظاهري در داخل آن تا حدودي شبيه به وزن مخصوص ظاهري خاک مزرعه باشد به اين صورت که خاک به صورت لايه­لايه ريخته و کوبيده شد. پس از آماده­کردن نمونه­ها براي مدتي آنها به حال خود رها شده تا به وزن مخصوص ظاهري اوليه نزديک شوند. سپس نمونه­ها با اضافه کردن آب از زير استوانه به حالت اشباع درآورده شدند. دليل اينکار اين است که منافذ خالي از هوا شوند. پس از آنکه حرکت عمودي آب در خاک متوقف شد و رطوبت خاک به حد ظرفيت زراعي رسيد آبشويي شروع شد. ويژگي­هاي شيميايي آب مورد استفاده در فرآيند آبشويي در جدول (3) ارائه شده است.

 

جدول 3.  ويژگي­هاي شيميايي اوليه آب آبشويي
SAR	Cl (meq/Lit)	Mg (meq/Lit)	Ca (meq/Lit)	Na (meq/Lit)	pH	EC (dS/m)
2/3	13	5/13	5/5	10	3/7	78/1

 

   آبشويي به‌صورت متناوب در 10 دوره با دور آبياري 5 روزه و هر بار حجمي معادل يک برابر حجم منفذي خاک در هر نوبت انجام گرديد(Sadegh-Zadeh et al., 2018).  حجم منفذي خاک به درصد حجمي از خاک گفته مي‌شود که توسط فضاهاي خالي بين ذرات خاک اشغال شده است. اين فضاها معمولاً با آب يا هوا پر مي‌شوند و براي ذخيره‌سازي آب، تبادل گازها و تنفس ريشه‌هاي گياهان اهميت دارند. محاسبات حجم منفذي نمونه­خاک در جدول (4) آمده است. بر اساس ارتفاع خاک داخل استوانه­ها و تخلخل و حجم نمونه خاک داخل استوانه حجم منفذي براي خاک لوم مورد مطالعه 480 سانتيمتر مکعب براورد شد. در پايان هر دوره آبشويي(هر حجم منفذي) از نمونه­ها شيرابه برداشت شده و مشخصات شيميايي زه‌آب‌ خروجي از استوانه­ها شامل هدايت الکتريکي شوري، کلسيم، منيزيم، سديم، نسبت جذب سديم، درصد سديم تبادلي، کلر و pH اندازه‌گيري شد. براي بررسي تغييرات غلظت عناصر زه­آب­ها از رسم منحني رخنه عناصر استفاده شده است.

 

جدول 4. محاسبه حجم منفذي نمونه خاک­ها در استوانه­ها
Ρb (gr/cm3)	تخلخل	ارتفاع پر شده از خاک در استوانه	حجم نمونه	حجم منفذي
52/1	42 %	cm 18	cm3 1145	cm3 480

   پس از پايان آخرين دور آبشويي و پس از اينکه خاک تقريبا خشک شد، خاک درون استوانه­ها بيرون آورده شد و پس از خشک کردن و کوبيدن، خصوصيات شيميايي آنها شامل هدايت الکتريکي، کلسيم، منيزيم، سديم، نسبت جذب سديم، درصد سديم تبادلي، کربن آلي، کلر، آهک، CEC و pH اندازه‌گيري شدند. سطح معني‌داري تيمارها با آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد با استفاده از نرم‌افزار آماري  SPSS بررسي شد.

 

نتايج و بحث

   پس از انجام مراحل آبشويي، خصوصيات شيميايي زهاب خروجي و نمونه­هاي خاک در تيمارهاي مختلف اندازه­گيري و مورد بررسي قرار گرفت. در شکل­هاي(1) و(2) تيمارهاي شاهد، بيوچار، اکسيد گرافن، گچ و بيوچار ترکيب شده با ترفتاليک اسيد 5 درصد به ترتيب با علائم (T)، (bi)، (Ox-Gr)، (G) و (Bi+5%AT) نشان داده شده است.

 

تغييرات pH، EC، SAR در زه­آب نمونه­ها

   شکل(1) منحني تغييرات مقادير pH ، EC ، SAR زه­آب­ها در حجم منفذي­هاي مختلف براي همه تيمارها را نشان مي­دهد. مقادير واکنش(pH) در تيمارهاي مورد آزمايش از 7 تا 9 متغير است. بالا بودن مقادير واکنش زه­آب در برخي تيمارها نشان‌دهنده اين است که خاک داراي ويژگي‌هاي قليايي است. شکل 1(a) pH زه­آب خروجي از نمونه­ها را در طول دوره آبشويي نشان مي­دهد. با توجه اين شکل، واکنش شيرابه­ اوليه در تيمار بيوچار ترکيبي با ترفتاليک­اسيد و اکسيدگرافن بسيار پايين است اين امر مي‌تواند ناشي از حضور عوامل اسيدي اصلاح‌کننده در اولين شيرابه‌ها باشد، به‌طوري که در آبشويي‌هاي بعدي اين عوامل کاهش يافته و با سديم موجود در خاک جايگزين شده‌اند؛ اين کاهش، همراه با سديم جايگزين‌شده در شيرابه‌ها، واکنش را افزايش داده است. برعکس در ديگر تيمارها، مقدار واکنش در شيرابه­هاي اوليه بيشتر است. به عنوان مثال در زه­آب مربوط به تيمار گچ، وجود عناصر تشکيل دهنده گچ در زه­آب­ها pH را بالا برده است(Sadegh-Zadeh et al., 2018). اين مقادير تا آبشويي چهارم و پنجم داراي نوسان بوده و از آن به بعد، تغييرات زيادي در pH شيرابه­ها مشاهده نشد. شکل 1(b) منحني تغييرات هدايت الکتريکي(EC) براي همه تيمارها را نمايش مي­دهد. با توجه به اين شکل، در حالي که مقادير اوليه هدايت الکتريکي در تيمار شاهد و تيمار بيوچار پايين است، پس از آبشويي اين مقادير افزايش يافته است که نشان مي­دهد در اين تيمار­ها مرحله اول آبشويي خوب عمل نکرده است و املاح کمتري از خاک جدا شده است. تيمارهاي بيوچار ترکيبي با ترفتاليک اسيد، اکسيد گرافن و تيمار گچ، در شيرابه اوليه هدايت الکتريکي بيشتر از 29 dS/m داشتند. Jalali et al (2016) و همکاران نيز به نتايج مشابه­اي دست يافتند. از دلايل اين امر شستشوي اوليه املاح اضافي به وسيله آبشويي، کارايي مواد اصلاحي در مراحل اوليه و جايگزيني مواد اصلاحي با سديم در خاک را مي­توان نام برد. در آبشويي سوم، بيشترين مقدار هدايت الکتريکي براي تيمار شاهد و بيوچار ثبت شد و سپس اين مقادير به تدريج کاهش يافت. در نهايت بعد از آبشويي پنجم تغييرات به حداقل رسيده و هدايت الکتريکي براي همه تيمارها تقريبا به يک مقدار ثابتي رسيده است(Sadegh-Zadeh et al., 2018). کاهش مقدارEC بدليل از بين رفتن نمک­هاي موجود در تيمارها است که اين نتيجه با نتايجGhayanti et al. (2015) همخواني دارد. اگرچه EC اوليه در تيمارهاي گچ، اکسيد گرافن و بيوچار اصلاح شده با ترفتاليک اسيد بالا بوده، پس از شروع آبشويي غلظت­هاي EC به تدريج آبشويي کاهش يافته است. شکل 1 (c) تغييرات SAR در زه­آبهاي گرفته شده از تيمارهاي مختلف براي حجم منفذي­هاي متفاوت را نشان مي­دهد. کمترين مقادير اوليه SAR مربوط به تيمارهاي شاهد، گچ و بيوچار مي­باشد به طوري که در تيمار گچ پس از آبشويي سوم و در تيمار شاهد و بيوچار پس از آبشويي چهارم پس از رسيدن به بالاترين مقدار خود، با افزايش آبشويي، SAR روند کاهشي دارد. بالاترين مقادير SAR در اولين زه­آب اندازه­گيري شده مربوط به تيمار بيوچار ترکيبي با ترفتاليک اسيد و تيمار اکسيد گرافن مي­باشد که نشان دهنده کارايي بالاي مواد اصلاحي اين تيمارها در اصلاح و شستشوي خاک مي­باشد که منجر به خروج مقادير بالاي املاح (بويژه سديم) از خاک در شيرابه­هاي اوليه شده است. با اين حال مقادير SAR در زه­آب خروجي با افزايش آبشويي کاهش يافته است به­گونه­اي که در تمام تيمارها از آبشويي ششم به بعد مقادير SAR با قرار گرفتن در بازه عددي 10-30 کمترين تغييرات را نشان داده­اند. نتايج آبشويي SAR با نتايج بدست آمده از آبشويي سديم (شکل 2 (a)) مطابقت دارد.

 

تغييرات سديم، کلسيم، منيزيم و کلر در زه­آب نمونه­ها

   شکل 2 (a) مقادير سديم شيرابه در حجم منفذي­هاي مختلف براي تيمارهاي مورد آزمايش را نشان مي­دهد. بيشترين مقادير Na به ترتيب مربوط به تيمارهاي بيوچار ترکيبي با ترفتاليک­اسيد و اکسيد­گرافن است که پس از آبشويي ششم به مقادير تقريبا ثابتي مي­رسند. در تيمارهاي گچ، بيوچار و شاهد در ابتدا مقدار Na کم بوده اما با افزايش آبشويي تا آبشويي سوم، Na افزايش يافته است و سپس در آبشويي­هاي بعدي روند کاهشي شکل گرفته است و از آبشويي ششم به بعد، تغييرات Na به حداقل رسيده است. بالا بودن سديم در شيرابه­هاي اوليه تيمار بيوچار ترکيبي با ترفتاليک­اسيد و اکسيد­گرافن نشان مي­دهد که مقادير بالاي کلسيم و منيزيم و همچنين H+ در اين مواد اصلاحي به خوبي توانسته است جايگزين سديم روي کلوئيد­هاي خاک شده و سديم را از آنها جدا کرده که در نهايت با آبشويي از خاک خارج شده است. در شکل 2(b) منحني رخنه کلسيم محلول در زه­آب در تيمارهاي مختلف نمايش داده شده است. همانطور که مشاهده مي­شود در زه­آب اوليه تيمار گچ، بيشترين مقدار کلسيم ثبت شده است که به دليل وجود ترکيبات کلسيم­دار در گچ است که مقدار زيادي از ان در مراحل اوليه بصورت محلول از ستون­هاي خاک خارج شده است. از طرفي از آبشويي پنجم به بعد تغييرات کلسيم در شيرابه­ها بسيار ناچيز است که نشانگر اين است که از آن به بعد، آبشويي تاثير چنداني بر املاح باقيمانده در نمونه­هاي خاک ندارد. در شکل 2 (c) تغييرات منيزيم محلول در زه­آب ها براي تيمارهاي مختلف قابل مشاهده است. منيزيم يکي از کاتيون‌هاي مهم در خاک است و در فرآيند آبشويي ممکن است به همراه ساير کاتيون‌ها مانند سديم يا کلسيم شسته شود. به‌طور معمول، اگر خاک حاوي مقادير بالاي منيزيم باشد، آبشويي مي‌تواند منيزيم را از خاک خارج کند. در اندازه­گيري مقادير Mg در تيمار­هاي مختلف مقادير اوليه در تيمار بيوچار ترکيبي با ترفتاليک اسيد، تيمار شاهد و بيوچار، کمترين مقدار را به خود اختصاص دادند، به گونه­اي که تيمارهاي شاهد و بيوچار اصلاحي با ترفتاليک اسيد از همان ابتداي آبشويي­ها با کمترين تغييرات منيزيم مواجه شده که عدم تأثير اين اصلاح کننده در آبشويي يون منيزيم را نشان مي­دهد. همچنين مي­توان دريافت که تيمار گچ و بيوچار با روند افزايشي نسبت به مقادير اوليه خود تا آبشويي چهارم بيشترين خروجي يون منيزيم را نشان مي­دهند و پس از آن روند کاهشي از خود نشان مي­دهند. در تيمار گچ از آبشويي پنجم به بعد و در تيمار بيوچار از آبشويي هفتم به بعد غلظت منيزيم نسبت به ديگر تيمارها به حد تقريبا يکنواختي مي­رسد. در برخي شرايط، استفاده از مواد اصلاح‌کننده مانند گچ يا بيوچار ممکن است باعث افزايش يا کاهش غلظت منيزيم محلول در زه‌آب شود. شکل 2(d) منحني رخنه کلر محلول در زه­آب براي تيمارهاي مختلف را نشان مي­دهد. کلر معمولاً به‌صورت يون کلريد (Cl⁻)در خاک موجود است. هنگام آبشويي، آب به همراه خود نمک‌هاي محلول از جمله يون‌هاي کلريد را از خاک شستشه و لذا انتظار مي‌رود که غلظت کلر به‌ويژه در مراحل اوليه آبشويي در زه‌آب افزايش يابد. بيشترين مقدار يون کلر در آبشويي سوم تيمار بيوچار اتفاق افتاده است. بيوچار داراي گروه‌هاي فعال سطحي مانند هيدروکسيل (-OH)و کربوکسيل (-COOH)است که مي‌توانند يون‌ها و مولکول‌ها را جذب کنند. با اين حال، برخي از ترکيبات بيوچار نيز ممکن است موجب آزادسازي يون‌هاي موجود در خود شوند. اگر در فرآيند توليد بيوچار از مواد آلي حاوي کلر(مثل بقاياي گياهي يا چوب‌هايي که حاوي کلر باشند) استفاده شده باشد، اين ممکن است باعث آزاد­شدن يون‌هاي کلريد (Cl⁻)در آبشويي شود (Wang et all, 2024). شکل 2(c) تغييرات نسبت جذب سديم (SAR) را نشان است.

 

 

 

 

 

شکل1. مقادير pH(a)، هدايت الکتريکي EC(b)، نسبت جذب سديم SAR(c)، زه­آب خروجي در تيمارهاي مختلف

 

به‌طور کلي، تغييرات SAR در شيرابه‌ها تحت تأثير شدت فرآيند آبشويي، ترکيب شيميايي خاک، نوع اصلاح‌کننده‌ها و مقدار سديم قابل تبادل خاک قرار دارد. در صورتي که آبشويي به‌طور مؤثر سديم را از خاک خارج کند،  SARدر شيرابه ممکن است افزايش يابد. همان‌طور که در تمامي شکل‌ها مشاهده مي‌شود، تغييرات عناصر و پارامترها پس از پنجمين و ششمين آبشويي بسيار کم است، که نشان مي‌دهد براي اصلاح اين خاک‌ها با استفاده از اصلاح‌کننده‌هاي به‌کار رفته در اين پژوهش، نياز به بيش از شش برابر حجم منفذي آبشويي وجود ندارد. اين يافته با پژوهش Sadegh-Zadeh et al. (2018) که براي شستشو مقدار 6/1 برابر حجم منفذي را در نظر گرفته‌اند، همسو است.

 

تغييرات pH، EC و SAR، سديم، کلسيم، منيزيم و کلر محلول خاک درنمونه­ها بعد از اتمام آبشويي

    شکل(3) تغييرات ميانگينpH ، EC و SAR نمونه­هاي خاک را براي تيمار شاهد و اصلاح­کننده­ها نشان مي­دهد. همانطور که مشاهده مي شود ترکيب بيوچار با ترفتاليک­اسيد نسبت به سايرتيمارها، منجر به کاهش بيشتر پارامترهاي مورد مطالعه شده است. ازطرفي شکل 3 (a) افزايش pH در تيمار گچ را نسبت به تيمار شاهد نشان مي­دهد که ناشي از خاصيت قلياييت گچ مي­باشد. ترکيبات بيوچار و اکسيد گرافن نيز باعث اسيدي شدن نمونه­هاي خاک شده است. مقادير pH در تيمار بيوچار و اکسيد­گرافن در سطح پنج درصد در يک گروه آماري قرار گرفته­اند و از نظر آماري تفاوت چنداني با هم ندارند ولي ساير تيمارها اختلاف معني­داري از نظر آماري با يکديگر دارند. اين نتايج با يافته­هاي پژوهش که در آن اکثر تيمارها بعد از کاربرد مواد اصلاحي در اسيديته تفاوت چنداني با هم داشتند، مطابقت دارد(halu et al.,2021). شکل 3 (b) نشان مي­دهدکه در پايان آبشويي خاک تيمار شاهد با EC برابر با 8 dS/m، بيشترين شوري را دارد و نشانگر اين است که آبشويي تنها براي اصلاح اين خاک کافي نيست و براي اصلاح موثرتر نياز به استفاده از مواد اصلاحي است. در مقابل، خاک تيمار بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک­اسيد کمترين مقدار EC (2 dS/m) را به ثبت رسانده است. اين تفاوت‌ها مي‌تواند به دليل تأثير مواد اصلاحي مختلف بر ميزان شوري خاک باشد. تيمارها در مقادير

 

 

شکل 2.  مقادير سديم Na(a)، کلسيم Ca(b) ، منيزيم Mg(c) و کلر Cl(d)، زه­آب خروجي در تيمارهاي مختلف

 

 

شوري خاک تفاوت معني­داري با هم داشتند و هر کدام در يک گروه آماري قرار گرفته­اند که نشانگر آن است که عملکرد هرکدام در شستشوي املاح متفاوت بوده است. تيمارهاي بيوچار با پنج درصد ترفتاليک­اسيد و بيوچار و اکسيد­گرافن به ترتيب بهترين عملکرد را در کاهش شوري و نسبت جذب سديم داشته­اند. علي و همکاران(2019) (2019) نيز نشان دادند که افزودن بيوچار اسيدي به خاک‌هاي شور مي‌تواند SAR را کاهش دهد. در اين پژوهش بالاترين مقادير SAR در اولين زه‌آب مربوط به تيمارهاي بيوچار ترکيبي با ترفتاليک­اسيد و اکسيد­گرافن بود که با افزايش آبشويي، اين مقادير کاهش يافتند. با توجه به شکل 3 (c) اختلاف معني­داري بين نست­جذب­سديم تيمارها وجود دارد بطوري که هر کدام در يک گروه آماري قرار گرفته­اند. از طرفي با توجه به شکل 4 (a) اختلاف معني­داري(p < 0.05) بين مقادير سديم(Na) نمونه هاي­خاک در تيمارهاي مختلف وجود دارد. نمونه شاهد با غلظت سديم برابر با 6/56 meq/lit بيشترين ميزان سديم را داشت، در حالي که ميزان سديم تيمار بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد برابر با 4/14 meq/lit بود که کاهش قابل توجهي را نشان مي­دهد. اين امر مي‌تواند نشان‌دهنده توانايي بيوچار در کاهش مقدار سديم در خاک و بهبود ساختمان آن باشد. همچنين، خاک تيمار گچ با 33 meq/lit کلسيم(Ca)، بيشترين ميزان کلسيم را دارا بود که از ويژگي‌هاي گچ به‌عنوان يک اصلاح‌کننده کلسيم‌دار است. در حالي که بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک­اسيد مقدار کلسيم کمتري(17meq/lit) داشت که اين تفاوت مي‌تواند نشان‌دهنده نقش گچ در افزايش کلسيم و بهبود ساختمان خاک‌هاي بدون کلسيم باشد. اين نتايج با نتايج پژوهشSWERI (2021) همخواني دارد که در آن کلسيم در تيمار حاوي گچ بيشترين مقدار خود را دارا بود. مقدار منيزيم (Mg) نمونه­هاي خاک نيز تفاوت‌هاي قابل توجهي داشت. بيشترين مقدار منيزيم در نمونه شاهد(20 meq/lit) مشاهده شد، در حالي که خاک تيمار بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد تنها 9 meq/lit منيزيم داشت. اين امر مي تواند ناشي از تأثير متفاوت مواد اصلاحي مختلف بر جذب منيزيم در خاک باشد(Sadegh-Zadeh et al., 2018). با توجه به شکل 3 (c) نمونه‌هاي شاهد و گچ بيشترين ميزان SAR را دارند (0/11 و 0/10)، که اين موضوع مي‌تواند به افزايش شوري و مشکلات مربوط به جذب يون‌ها در خاک‌هاي تحت اصلاح اشاره داشته باشد. در مقابل، تيمارهاي بيوچار و بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد SAR کمتري داشتند که به‌طور مثبت بر کاهش شوري و بهبود ساختار خاک تأثيرگذار هستند. همچنين، بررسي مقدار کلر (Cl) نيز نشان داد(شکل 4 (d)) که نمونه شاهد با 105 meq/lit  بيشترين مقدار کلر را داشت که بيانگر شوري بيشتر در اين نمونه است. در حالي که بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد با 5 meq/lit کلر، بهبود کيفيت خاک در اين تيمار را نشان مي‌دهد. اين يافته‌ها نشان‌دهنده اهميت استفاده از اصلاح‌کننده‌ها به‌ويژه بيوچار و ترکيب‌هاي آن در کاهش شوري و بهبود ويژگي‌هاي شيميايي خاک هستند. با توجه به شکل 4، مقادير سديم در تمامي تيمارها اختلاف معني‌داري(p < 0.05) دارند. اين اختلاف به دليل اثرات متفاوت مواد اصلاحي يا روش‌هاي استفاده‌شده در تيمارها است. به عنوان مثال، ممکن است برخي مواد اصلاحي مانند بيوچار يا اکسيد­گرافن، جذب سديم را بهبود بخشيده يا آن را در خاک تثبيت کنند، در حالي که در برخي ديگر اين اثرات محدود يا ناپايدار باشند. از سوي ديگر، اين نشان مي‌دهد که تيمارهاي مختلف ممکن است ظرفيت‌هاي متفاوتي براي کاهش اثرات شوري يا جذب سديم داشته باشند که به ترکيبات و ويژگي‌هاي آن‌ها بستگي دارد. در مورد کلسيم(شکل 4 (b)) نيز روند مشابهي مشاهده مي‌شود. کلسيم معمولاً به عنوان يک عنصر تنظيم‌کننده در خاک عمل مي‌کند و مي‌تواند به کاهش جذب سديم کمک کند. در اين صورت، تيمارهايي که قادر به تأمين کلسيم کافي در خاک هستند، مي‌توانند تأثير مثبتي بر کاهش شوري و بهبود کيفيت خاک داشته باشند. اين اختلاف معني‌دار در مقادير کلسيم نشان‌دهنده تأثير متفاوت تيمارها در تأمين اين عنصر در خاک است. در خصوص ميانگين غلظت منيزيم، تيمارهاي بيوچار، اکسيد­گرافن و گچ در يک گروه آماري قرار گرفته‌اند و تفاوت معني‌داري با يکديگر ندارند که ممکن است به اين دليل باشد که اين مواد به طور مشابه بر جذب يا تبادل منيزيم در خاک تأثير گذاشته‌اند، يا به دليل ترکيب‌هاي مشابه، ظرفيت‌هاي مشابهي براي بهبود وضعيت منيزيم در خاک دارند.

    بيوچار به عنوان يک اصلاح‌کننده خاک، ممکن است ويژگي‌هايي مشابه اکسيد­گرافن يا گچ در جذب و ذخيره منيزيم داشته باشد، که باعث شده اين تيمارها عملکرد مشابهي از خود نشان دهند. به طور مشابه در مورد کلر، تيمارهاي بيوچار و اکسيد­گرافن در يک گروه آماري قرار گرفته­اند که ممکن است به دليل اثرات مشابه اين مواد در کاهش غلظت کلر در خاک يا افزايش ظرفيت نگهداري آب و مواد مغذي در خاک باشد. بيوچار و اکسيد­گرافن هر دو مي‌توانند ويژگي‌هاي فيزيکي خاک را بهبود بخشيده و در نتيجه تاثير مشابهي بر رفتار يون‌هاي کلر در خاک داشته باشند. در اين تحقيق، تأثير تيمارهاي مختلف اصلاح خاک بر ويژگي‌هاي شوري(EC) و سديمي(SAR) خاک بررسي شد. خاک اوليه بر طبق نمودار طبقه­بندي ويل­کاکس در کلاس C3S3 قرار داشت که در دسته خاک‌هاي با شوري و سديمي بالا قرار مي­گيرد که براي کاربردهاي کشاورزي مناسب نيست.

 

 

 

 

 

 

شکل 3. مقادير ميانگين pH(a)، هدايت الکتريکي EC(b) و نسبت جذب سديم SAR(c)، بعد از آبشويي خاک در تيمارهاي مختلف، حروف يکسان نمايش داده شده در برخي از ستون­ها نشان­دهنده­ عدم معني­داري اختلاف بين تيمارها مي­باشد. (آزمون LSD، p < 0.05 )

 

در اين پژوهش، با استفاده از تيمارهاي مختلف اصلاحي، وضعيت شوري و سديمي خاک بهبود يافت و کلاس خاک به شرح جدول 5، تغيير پيدا کرد. تيمار بيوچار باعث کاهش قابل توجه شوري خاک(EC از 11 به 2 dS/m) و کاهش نسبت­جذب­سديم(SAR از6/15 به 4) شد. اين تغييرات موجب شد که خاک از طبقه‌بندي اوليه C3 S3 به طبقه‌بندي C1 S1 منتقل شود. اين وضعيت نشان‌دهنده بهبود شرايط شوري و سديمي خاک و رسيدن به وضعيت مناسب‌تر است. در تيمار بيوچار ترکيبي با ترفتاليک اسيد نيز کاهش مقادير EC و SAR موجب شد تا خاک به طبقه‌بندي C1 S1 منتقل شود و همچنين اين تيمار بيشترين کاهش را در اين پارامترها ثبت کرد.. تيمار اکسيد­گرافن باعث کاهش شوري(EC به 5/4) و کاهش نسبت­جذب­سديم(SAR به 5) شد و خاک به طبقه‌بندي C2 S1 رسيد. اين بهبود نسبي نشان‌دهنده تأثير مثبت اين تيمار در کاهش شوري و سديم است، اگرچه همچنان وضعيت شوري خاک به حد مطلوب نرسيده است. در تيمار گچ، به رغم کاهش جزئي شوري خاک(EC به 6 و SAR به 10) مشاهده شدکه همچنان خاک داراي محدوديت شوري و سديمي مي­باشد. اين تغييرات منجر به انتقال خاک به طبقه‌بندي C2S2 شد که نشان‌دهنده شرايط شوري و سديمي به نسبت بالا است. به‌طور کلي، استفاده از گچ نتايج مطلوبي در کاهش شوري خاک نداشته و وضعيت SAR خاک را بدتر کرده است. در مجموع، نتايج نشان داد که تيمارهاي بيوچار و بيوچار ترکيب‌شده با 5 درصد ترفتاليک اسيد تأثيرات بيشتري در کاهش شوري و سديمي خاک داشتند و شرايط خاک را بهبود بخشيدند. اين تغييرات باعث انتقال خاک به طبقه‌بندي C1S1 شد. در مقابل، تيمار گچ به دليل افزايش SAR نتايج ضعيف‌تري داشت و تاثير چنداني در اصلاح خاک نداشت(Dotaniya et al., 2023 ) .

نتايج پژوهش حاضر نشان داد که تيمارهاي بيوچار و بيوچار ترکيب‌شده با 5 درصد ترفتاليک اسيد بيشترين تأثير را در کاهش شوري و نسبت جذب سديم (SAR) خاک داشتند و وضعيت خاک را بهبود بخشيدند، به‌گونه‌اي که خاک از طبقه‌بندي اوليه C3 S3 به C1 S1 منتقل شد. اين يافته‌ها با نتايج مطالعات دوتانيا و همکاران(2024) ، صادق زاده و همکاران (2018) همسو است، که نشان دادند بيوچار و بيوچار اسيدي قادر به کاهش شوري و بهبود ويژگي‌هاي شيميايي خاک‌هاي شور و سديمي هستند. در مقابل، تيمار گچ اثر محدودتري داشت و به دليل افزايش جزئي SAR، نتايج ضعيف‌تري در اصلاح خاک ارائه کرد، که مشابه يافته‌هاي غني مطلق و همکاران(1389) و  يزدان پناه و همکاران (1390) است، که نشان داده بودند مواد معدني خالص مانند گچ به تنهايي هميشه قادر به کاهش مؤثر شوري و سديمي نيستند و اثر اصلاحي آن‌ها بسته به ويژگي‌هاي خاک و ترکيب با مواد آلي متغير است. اين مقايسه نشان مي‌دهد که اصلاح‌کننده‌هاي آلي يا ترکيبي، به‌ويژه آن‌هايي که توانايي بهبود ظرفيت تبادل کاتيوني و تعديل pH خاک را دارند، گزينه مؤثرتري براي احياي خاک‌هاي شور و سديمي هستند.

 

 

شکل 4.  مقادير ميانگين سديم Na(a)، کلسيم Ca(b) ، منيزيم Mg(c) و کلر Cl(d) بعد از آبشويي خاک در تيمارهاي مختلف، حروف يکسان نمايش داده شده در برخي از ستون­ها نشان­دهنده­ عدم معني­داري اختلاف بين تيمارها مي­باشد (آزمون LST، p < 0.05 )

 

جدول 5. مقايسه کلاس و طبقه بندي خاک بعد از اصلاح خاک در تيمارهاي مختلف
	بيوچار	بيوچار + 5 درصد ترفتاليک اسيد	اکسيد گرافن	گچ	تيمار شاهد
EC	8/2	2	5/4	6	1/8
SAR	5/4	4	5/5	10	11
کلاس طبقه بندي	C1 S1	C1 S1	C2 S1	C2 S2	C3 S2

 

 

نتيجه­گيري 

اين پژوهش به منظور احياي خاک‌هاي شور-سديمي منطقه سيستان از طريق آبشويي متناوب و استفاده از اصلاح­کننده هاي مختلف شامل بيوچار، ترکيب بيوچار با ترفتاليک­اسيد و اکسيد­گرافن، و گچ انجام شد. نتايج نشان داد که استفاده از بيوچار و ترکيبات آن تأثير قابل توجهي بر ويژگي‌هاي فيزيکي و شيميايي خاک دارد. بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک­اسيد قادر به کاهش pH خاک تا مقدار 15/7 بود، در حالي که گچ pH خاک را به سمت قليايي(9/7) هدايت کرد. نمونه­هاي حاوي بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک­اسيد کمترين مقدار هدايت الکتريکي(EC) را با مقدار 2 dS/m داشت در حالي که نمونه حاوي گچ بيشترين مقدار EC(6 dS/m) را نشان داد. همچنين، ميزان سديم(Na) در نمونه شاهد بيشترين مقدار(6/56) را داشت، در حالي که بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد مقدار قابل توجهي کاهش در Na(4/14) را نشان داد. اين کاهش در مقدار سديم مي‌تواند به‌عنوان نشانه‌اي از بهبود ساختار خاک و کاهش شوري در خاک‌هاي اصلاح شده با بيوچار باشد. در مورد کلسيم(Ca) و منيزيم(Mg)، نمونه حاوي گچ بيشترين مقادير را به ترتيب برابر با 33 و 16 meq/lit داشت، در حالي که نمونه حاوي بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد به ترتيب برابر با 17 و 9 meq/lit را نشان داد. از طرفي SAR در نمونه‌هاي شاهد و گچ بيشترين ميزان(11 و 10 meq/lit) را داشت، که نشان‌دهنده افزايش شوري و مشکلات مربوط به جذب يون‌ها در خاک است. در مقابل، تيمار بيوچار و بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد مقدار SAR کمتري داشتند. در نهايت، کلر(Cl) در نمونه شاهد بيشترين مقدار(105 meq/lit) را نشان داد، در حالي که بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد تنها 5 meq/lit کلر داشت که بيانگر کاهش شوري در خاک‌هاي تحت درمان بود. اين نتايج نشان مي‌دهد که استفاده از بيوچار و ترکيبات آن، به‌ويژه بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک­اسيد، مي‌تواند تأثيرات مثبتي در کاهش شوري، بهبود pH خاک و بهبود ويژگي‌هاي شيميايي خاک داشته باشد. اين مواد اصلاحي مي‌توانند به‌عنوان يک روش مؤثر در بهبود کيفيت خاک‌ها، کاهش مشکلات ناشي از شوري و کمبود مواد مغذي مورد استفاده قرار گيرند. به‌طور کلي، نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد که استفاده از بيوچار توليد شده از چوب آنگور و ترکيبات مختلف آن مي‌تواند تأثيرات مثبتي بر کاهش شوري و بهبود ويژگي‌هاي شيميايي خاک‌ها داشته باشد. در حالي که برخي از اصلاح‌کننده‌ها مانند گچ ممکن است باعث افزايش شوري خاک شوند، بيوچار ترکيب‌شده با ترفتاليک اسيد به‌ويژه در کاهش شوري و بهبود pH و ساير ويژگي‌هاي خاک مؤثرتر است. شايان ذکر است که دشت سيستان داراي انواع بافت­هاي خاک مي­باشد پيشنهاد مي­شود انواع بافت­هاي خاک منطقه سيستان که مشکل شوري و سديک بودن را دارند در تحقيقات آتي مورد پژوهش قرار گيرد.  

 

 

Reference:

Abel S, Peters A, Trinks S et al .(2013). Impact of biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma 202:183–191

Ahmad M, Rajapaksha AU, Lim JE et al .(2014). Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere 99:19–33

Ali, S., et al. (2019). The effect of acid biochar on sodium adsorption ratio (SAR) in salt-affected soils. Environmental Science and Pollution Research, 26(7), 6981-6989.

Bachmann HJ, Bucheli TD, Dieguez-Alonso A et al .(2016). Toward the standardization of biochar analysis: the COST action TD1107 interlaboratory comparison. J Agric Food Chem 64:513–527

Cheng H, Jones DL, Hill P et al .(2018). Influence of biochar produced from different pyrolysis temperature on nutrient retention and leaching. Arch Agron Soil Sci 64:850–859

Corwin, D.L., Rhoades, J.D. and Simunek, J. (2007). Leaching requirement fore soil salinity control : Steady – state versus transient models. Agricul Water Manage , 90(3):165-180.

Dotaniya, M. L., Meena, M. D., Choudhary, R. L., Meena, M. K., & Harvir. (2023). Management of plant nutrient dynamics under alkaline soils through graded application of pressmud and gypsum

El-Sharkawy M, El-Naggar AH, AL-Huqail AA, Ghoneim AM .(2022). Acid-modified biochar impacts on soil properties and biochemical characteristics of crops grown in saline-sodic soils.Sustainability 14:8190

Fouladi Dorehami, S. (2023). Application of various organic residues and biochar in saline-sodic soil reclamation. Journal of Water and Soil Conservation Research, 14(4), 123–135. (in Persian)

Ghaneie Motlagh G.H., Pashaiy Aval A., Khormaly F., and Mosaedy A. (2010). Investigating effect of some amendments on soil chemical properties in a saline-sodic soil. Watershed Management Research Journal, 86: 24-31. (In Persian)

Ghanimotlagh, S., Hosseini, B., & Kazemi, F. (2010). Effects of gypsum, sulfuric acid, and sulfur on the properties of sodic soils. Iranian Journal of Soil and Agricultural Research, 12(3), 89–98. (in Persian)

Glaser B, Lehmann J, Zech W .(2002). Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal–a review. Biol Fertil soils 35:219–230

Hafeez A, Pan T, Tian J, Cai K (2022) Modified biochars and their effects on soil quality: a review. Environments 9:60

Hosseininia, M., Hassanpour, F., Naghavi, H., Abbasi, F., Bastani, S. (2019). Leaching of Saline Calcareous Soil under Laboratory Conditions. ISSN 1064-2293, Eurasian Soil Science, 2019, Vol. 52, No. 10, pp. 1214–1222.

Jalali, M., et al. (2016). Effect of gypsum and biochar on electrical conductivity of saline soils. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 16(3), 45-59.

Kalu, S., Simojoki, A., Karhu, K., & Tammeorg, P. (2021). Long-term effects of softwood biochar on soil physical properties, greenhouse gas emissions, and crop nutrient uptake in two contrasting boreal soils. Department of Agricultural Sciences, University of Helsinki, FI-00014 Helsinki, Finland.

Keren R. (2000). Salinity. In: Sumner M.E. (Ed.), Handbook of Soil Science. pp. G3-G25. CRC Press, Boca Raton.

Konuku, F.,Gowing,G.W.and Rose, D.A.(2005).Dry drain:A sustainable solution to water logging and salinity problems in irrigation areas, Agricul Water Manage .83(1-2):1-12.

Lal,P .Chippa, B.R. and Arvind, K.(2003). Salt affected soils and crop production , a modern synthesis, AGROBIS(India). Corwin, D.L., Rhoades,J.D., and Simunek, J.2007.Leaching requirement fore soil salinity control : Steady state versus transient models. Agricul Water Manage ,90(3):165-180.

lsudays, I. M., et al. (2024). "Applications of humic and fulvic acid under saline soil conditions to improve growth and yield in barley." BMC Plant Biology. https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-024-04863-6

Mzezewa J., Gotosa J., and Nyamwanza B. (2003). Characterization of a sodic soil catena for reclamation and improvement strategies. Geoderma. 113, 161-175.

Qadir M., and Schubert S. (2002). Degradation processes and nutrient constraints in sodic soils. Land Deg. Dev. 13, 275-294.

Rezaei, M. (2018). Effects of biochar and irrigation water salinity on soil chemical properties. Journal of Water and Soil Conservation Research, 11(2), 56–68. (in Persian)

Rezapour, M. (2025). Effects of combined soil amendments on improving soil salinity, sodicity, and biological indicators. Journal of Water and Soil Conservation Research, 15(3), 234–245. (in Persian)

Rezazadeh, S., Gholamalizadeh, A., & Gazmeh, S. (2016). Evaluation of different interpolation methods for spatial estimation of some soil properties (Case study: Sistan Plain lands). Journal of Water and Soil Science (Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), 20(4), Winter 2016. (in Persian)

Saadat, S. (2024). Monitoring soil salinity status in the Sistan plain using remote sensing data. Journal of Soil and Water Science and Engineering. (in Persian)

Sadegh-Zadeh, F,. Parichehreh, M,. Jalili, B,. Bahmanyar,A. (2018). Rehabilitation of calcareous saline‐sodic soil by means of biochars and acidified biochars. Land degradation and development. Volume29, Issue10. October 201. Pages 3262-3271.

Sadeghzadeh, F., Ahmadi, R., & Rezaei, M. (2018). Reclamation of calcareous saline-sodic soils using acidified biochars. Iranian Journal of Soil and Water Sciences, 29(4), 123–135. (in Persian)

Sahin O, Taskin MB, Kaya EC et al .(2017). Effect of acid modification of biochar on nutrient availability and maize growth in a calcareous soil. Soil Use Manag 33:447–456

Streubel JD, Collins HP, Garcia-Perez M et al .(2011). Influence of biochar on soil pH, water holding capacity, nitrogen and carbon dynamics. Soil Sci Soc Am J 75:1402–1413

Taheri M, al-R, Astaraei AR, Lakzian A, Emami H .(2022). Sorbitol and biochar have key roles in microbial and enzymatic activity of saline-sodic and calcareous soil in millet cropping. Rhizosphere 24:100598

Wang L, Ok YS, Tsang DCW et al .(2020). New trends in biochar pyrolysis and modification strategies: feedstock, pyrolysis conditions, sustainability concerns and implications for soil amendment. Soil Use Manag 36:358–386

Wang, Xiao, Jianli Ding, Lijing Han, Jiao Tan, Xiangyu Ge, and Qiong Nan. (2024). "Biochar Addition Reduces Salinity in Salt-Affected Soils with No Impact on Soil pH: A Meta-Analysis." Geoderma 443: 116845.

Xiao L, Meng F .(2020). Evaluating the effect of biochar on salt leaching and nutrient retention of Yellow River Delta soil. Soil Use Manag 36:740–750

Yazdanpanah, N., & Mahmoudabadi, M. (2011). Temporal changes in leachate quality during the reclamation process of saline-sodic soil using soil columns. Electronic Journal of Soil Management and Sustainable Production, 1(1), 1-20. (in Persian)

  Yazdanpanah, N., & Mahmoudabadi, M. (2012). Temporal monitoring of drainage water quality during the reclamation process of saline-sodic soil using soil columns. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 1(1), 1-22. (in Persian)

Yazdanpanah, S., & Mahmoudabadi, M. (2011). Effects of gypsum, organic matter, and leaching on saline-sodic soils of Kerman Province. Journal of Soil and Water Conservation, 11(2), 15–26. (in Persian)

Yu O-Y, Raichle B, Sink S (2013) Impact of biochar on the water holding capacity of loamy sand soil. Int J Energy Environ Eng 4:1–9. 

 

---