فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

زمینه و هدف: بیوچار یک ماده کربنی مقاوم به تجزیه است که از حرارت دادن انواع زیست‌توده‌های آلی در یک محیط عاری از اکسیژن و یا با اکسیژن محدود تولید می‌شود و با هدف افزایش کربن آلی و بهبود ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک به کار برده می‌شود. بنابراین کاربرد آن در خاک‌های کم‌حاصلخیز مناطق گرم و خشک ایران که غالباً دچار کمبود کربن آلی هستند، حائز اهمیت است. علاوه‌بر آن، بیوچار به علت پایداری بسیار زیاد در خاک، می‌تواند دی‌اکسیدکربن اتمسفری را برای مدت چند صد الی چند هزار سال در خاک ترسیب نماید. همچنین، می تواند حاصلخیزی خاک را برای مدت طولانی با تأثیر بر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آن بهبود ببخشد. بنابراین، پایداری بیوچار تحت‌تأثیر عوامل متعددی همچون ویژگی‌های بیوچار و خاک، برهم‌کنش بیوچار با اجزای خاک و عوامل محیطی قرار می‌گیرد که در این مقاله مورد بررسی قرار می‌گیرد. استفاده از بیوچار در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک ایران که اغلب دارای کمبود کربن آلی هستند، حائز اهمیت است.روش پژوهش: در این مقاله مروری، ضمن بررسی شواهدی از پایداری زیاد بیوچار در خاک‌ها، مهم‌ترین عوامل مؤثر در سرنوشت بیوچار شامل سازوکارهای خروج بیوچار از خاک، تثبیت بیوچار و برهم‌کنش‌های بیوچار با اجزای خاک مورد بررسی قرار گرفته و خلأها و زمینه‌های تحقیقاتی مورد نیاز در این زمینه ارائه می‌شود.یافته‌ها: بیوچار در مقایسه با اجزای اصلی کربن در زیست‌توده مقاومت بیشتری برای تجزیه و تخریب دارد. با این حال، با برهم‌کنش با اجزای خاک، به مرور زمان دچار تغییر و تحول شده و از خاک خارج می‌شود. شدت این تغییر و تحول‌ها و مدت‌زمان ماندگاری بیوچار در خاک به نوع بیوچار بستگی دارد؛ به‌طوری که بیوچارهای تولید شده از زیست‌توده‌های علفی و بیوچارهای تولید شده در دماهای پایین پایداری کمتری دارند. علاوه‌برآن، بیوچار با تمام اجزای خاک شامل، مواد آلی، ذرات معدنی، عناصر غذایی، موجودات زنده و آب و هوای خاک برهم‌کنش داشته و برآیند این برهم‌کنش‌ها میزان پایداری بیوچار در خاک را تعیین می‌نماید. عوامل بیرونی مانند حضور گیاه و تغییرات القایی ریشه، فرسایش‌های بادی و آبی، آبشویی و آتش‌سوزی نیز بر سرنوشت بیوچار در خاک تأثیر می‌گذارند. از این میان، با توجه به برهم‌کنش‌های بین ریزجانداران و بیوچار در خاک، به نظر می‌رسد ریزجانداران خاک مهم‌ترین نقش را در تجزیه و تخریب بیوچار ایفا می‌کنند. با این حال، سازوکارهایی مانند حبس شدن ذرات بیوچار در داخل خاک‌دانه‌ها، پیوند بیوچار با اجزای آلی و معدنی خاک و غیرفعال‌سازی آنزیم‌های خاک توسط بیوچار می‌تواند پایداری و ماندگاری بیوچار را در خاک افزایش دهد.نتایج: با توجه به پایداری بسیار زیاد بیوچار در خاک و ضرورت افزایش کربن آلی خاک به‌عنوان اصلی‌ترین عامل حاصلخیزی، کاربرد بیوچار در خاک‌های ایران می‌تواند ضمن افزایش کربن آلی خاک، به‌طور مستقیم و غیرمستقیم حاصلخیزی این خاک‌ها را بهبود بخشد. با این حال، بیوچار بعد از افزوده شدن به خاک، با اجزای خاک وارد برهم‌کنش شده و ویژگی‌های آن در طی زمان دچار تغییر و تحول می‌شود و به‌علت نوظهور بودن فناوری بیوچار و گستردگی زمینه‌های کاربرد آن، هنوز اطلاعات ما در زمینه برهم‌کنش‌های آن با اجزای مختلف خاک و تغییر و تحولات بلندمدت آن در خاک و محیط زیست به روشنی مشخص نشده و تحقیقات زیادی در این زمینه مورد نیاز است.