بیوچار به خاک تقویتی سالم می بخشد

بر اساس یک مطالعه جدید، بیوچار، یک اصلاح کننده خاک باستانی، ممکن است ابزاری امیدوارکننده برای بهبود و حفظ سلامت خاک در آینده باشد.

یافته ها نشان می دهد که بیوچار بهبود می یابد میکروبیوم خاک و فعل و انفعالات ریشه گیاه با طیفی از میکروارگانیسم های مفید موجود در آنجا.

آمیت دینگرا، رئیس دپارتمان کالج کشاورزی و علوم زیستی تگزاس A&M، در ایستگاه برایان کالج، می گوید: «اینجا در تگزاس برای باغبانی بسیار مناسب است، زیرا ما 1300 نوع خاک داریم. این دلیلی بر این اصل است که نشان می دهد بیوچار می تواند اصلاحیه ارزشمندی در بهبود و مدیریت سلامت خاک باشد.

دینگرا می گوید که انواع بیوچار در طول تاریخ مورد استفاده قرار گرفته است. تمدن های باستانی در برزیل از زیست توده آلی پیرولیز شده برای بهبود حاصلخیزی خاک در آمازون استفاده می کردند.

به نظر می رسد بیوچار مورد استفاده در مطالعه حاضر زغال سنگ دانه ریز باشد. بسیار متخلخل است، غنی از کربن ویژگی ها تبادل آب و مواد مغذی را تسهیل می کند و در صورت اصلاح در خاک می تواند منجر به کاهش اسیدی شدن خاک شود. می توان آن را از هر نوع زیست توده، از کود تا بقایای گیاهی مانند ساقه ذرت تهیه کرد. در این مورد، تیم Dhingra از بیوچار ساخته شده از بقایای محصول گندم استفاده کرد.

تحقیقات نشان می دهد که اصلاحات ارگانیک خاک باعث بهبود سلامت میکروبیوم می شود و افزودن بیوچار یک استراتژی امیدوارکننده برای افزایش حاصلخیزی خاک، تنوع میکروبی مفید و ترسیب طولانی مدت کربن است.

این تیم اثرات بقایای گیاهی مشتق شده از بیوچار را بر رشد گوجه فرنگی، تنوع میکروبی خاک و پاسخ های بیان ژن در سطح ریزوسفر در میوه های رشد یافته ارگانیک مشخص کردند.

Biochar برای احیا و توسعه بیشتر استراتژی بهبود هزاره مفید است حاصلخیزی خاکدینگرا می گوید. “این مطالعه یک روش کارآمد برای بررسی بیشتر تاثیر بیوچار و سایر اصلاحات خاک بر سلامت خاک و گیاه و استفاده های بالقوه در سیستم های باغبانی ارائه می دهد.”

محققان بیوچار مبتنی بر گندم دارای گواهی زیستی را در بسترهای آزمایشی لوم شنی به همراه بسترهای کنترل به میزان 2 تن در هکتار استفاده کردند. همه بسترهای آزمایشی در خاک ارگانیک تایید شده بودند.

نشاهای گوجه فرنگی در بسترهای اصلاح شده با بیوچار و تخت های شاهد قرار داده شدند و در طول آزمایش هفته ای یک بار کود ماهی آلیاسکا 5-1-1 دریافت کردند. نمونه های ریزوسفر پس از آن در 25 روز یا مرحله جوانی گرفته شد. 40 روز یا مرحله رویشی رشد؛ 55 روز یا مرحله قبل از گلدهی؛ و 70 روز، با 75 درصد میوه در مرحله رسیده قرمز.

به گفته Dhingra، میکروبیوم خاک افزایش فعالیت عملکردی را در چندین میکروب مفید نشان داد در حالی که فعالیت قارچ‌های بیماری‌زا را در طول مطالعه کاهش داد.

این تیم نتیجه‌گیری خود را بر اساس پاسخ‌های ریشه گیاه و پروفایل‌های جامعه میکروبی خاک استوار کرد. رونوشت‌های فعال در جوامع در چهار مرحله رشد گیاه بین ظهور و برداشت میوه‌های بالغ اندازه‌گیری شد.

رونویسی در گیاهان فرآیند رمزگشایی توالی DNA یک ژن گیاهی است که منجر به تولید RNA می شود، مولکولی که جنبه عملکردی DNA را نشان می دهد. Dhingra می‌گوید این مطالعه نشان داد که میکروبیوم می‌تواند بر RNA گیاه و بیان ژن تأثیر بگذارد و بیوچار را به یک تقویت‌کننده بالقوه این رابطه همزیستی در تنظیم فرآیندهای حیاتی رشد گیاه تبدیل کند.

این مطالعه نشان داد که تیمار بیوچار بیان ژن را در گوجه فرنگی به دلیل وجود و تعداد باکتری ها یا ریزوباکتری های مفید خاک در مقایسه با کرت های شاهد افزایش داد. تجزیه و تحلیل غنی‌سازی افزایش چرخه نیتروژن و تخریب ترکیبات آلی را نشان داد میکروبیوم خاک در طول آزمایش

او می‌گوید: شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد گیاه و میکروبیوم توانسته‌اند در حضور بیوچار بهتر ارتباط برقرار کرده و عملکرد خود را تعدیل کنند. این تعدیل مهم است زیرا نیازهای غذایی گیاه با بلوغ گیاه تغییر می کند.

نتایج مثبت شامل حفاظت بیوچار ریشه گیاه در برابر عوامل بیماری زا، مانند بیماری های قارچی، و غنی سازی عملکرد ریشه گوجه فرنگی، مانند متابولیسم نیتروژن، تنظیم سایر فرآیندهای متابولیک، و تولید ترکیبات آلی در ریزوسفر تیمار شده با بیوچار می باشد. تیمار بیوچار عملکرد میوه و وزن تازه شاخساره را که در خاکهای آلی انتظار می رفت، به طور قابل اندازه گیری بهبود نمی بخشد.

این نتایج اولیه مبنایی برای اندازه‌گیری اثرات بیولوژیکی بیوچار بر انواع مختلف محصولات و خاک تحت رژیم‌های مدیریتی مختلف فراهم می‌کند. به گفته Dhingra، تحقیقات بیشتر می تواند راه هایی برای بهینه سازی کاربرد بیوچار و نقش بالقوه آن در تولید در سراسر طیف باغبانی را شناسایی کند. آزمایش‌هایی برای آزمایش بیوچار در باغ و تاکستان اسپند در حال انجام است.

او می‌گوید: «همه بیوچار برابر نیستند. تفاوت‌های ساختاری و عملکردی زیادی در بیوچار به دست آمده از منابع زیست توده مختلف، چه قلمه‌های گندم، چه کود یا چوب سخت وجود دارد. گیاهان به طور متفاوتی به آنها واکنش نشان می دهند، بنابراین ما باید بفهمیم که چه چیزی برای پرورش دهندگان اسپند یا انگور شرابی، در باغچه های خانگی یا محیط های تولید تجاری ارگانیک تا معمولی، بهتر عمل می کند.

دینگرا می‌گوید ادامه تحقیقات مهم است زیرا علم باغبانی به پیشرفت فراتر از اهداف انقلاب سبز ادامه می‌دهد، که عمدتاً بر محصول متمرکز بود. او می‌گوید که اکنون هدف ارائه رویکردهای کل‌نگر است که کمیت محصول و کیفیت تغذیه را به روش‌هایی که از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی پایدار هستند، مرتبط می‌سازد.

دینگرا می‌گوید: «هرچه بیشتر در مورد این روابط طبیعی خاک و گیاه بیاموزیم و درک کنیم، بیشتر به توسعه استراتژی‌های پایدار برای بهبود حاصلخیزی خاک و سلامت محصول در سراسر طیف سیستم‌های تولیدمان اطلاع می‌دهد.»

ما باید طی دو دهه آینده 70 درصد غذای بیشتر در زمینی با 30 درصد کمتر تولید کنیم تا تقاضا برای غذا را برآورده کنیم و می‌خواهیم مطمئن شویم که هر سانتی‌متر زمین با بهره‌وری بالا باقی می‌ماند.»

این مطالعه در مجله ظاهر می شود مرزها در علوم تحلیلی.

نویسندگان دیگر از تگزاس A&M هستند. ایالت واشنگتن؛ و دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید.

منبع: دانشگاه A&M تگزاس