ابراهیم محمودی - گروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
حمید نیک نهاد قرماخر - دانشیار گروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
سوسن خسرویار - دانشیار دانشگاه آزاد اسلامی (واحد قوچان)
محمد رحیم فروزه - دانشیار گروه مدیریت مرتع، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

سابقه و هدف: کاربرد سوخت های فسیلی و تغییر کاربری اراضی سبب افزایش فاجعه بار کربن در اتمسفر شده است و کاهش کیفیت خاک، گرمایش جهانی و تغییر اقلیم را بدنبال داشته است. کمبود ماده آلی، شوری و قلیایی بودن خاک، سه محدودیت مهم خاک های مراتع قشلاقی ایران است. بیوچار، یک ماده غنی از کربن است که طی فرایند پیرولیز از مواد اولیه حاوی کربن در دمای بالا و شرایط تقریبا بدون اکسیژن تولید می شود و به منظور بهبود کیفیت خاک، ترسیب کربن و حذف آلاینده ها از محیط زیست استفاده می شود. بیوچار را می توان به منظور کاربردهای خاص یا نیل به نتایجی بخصوص، مهندسی طراحی نمود. افزایش درصد کربن پایدار و بهبود خصوصیات فیزیکی- شیمیایی بیوچارهای مهندسی شده می تواند نقش مهمی در ترسیب کربن و اصلاح خصوصیات خاک های مراتع قشلاقی ایفا نماید. مواد و روش ها: ساقه پنبه پس از شستشو و خشک شدن به قطعات کمتر از ۲ سانتیمتر خرد گردید. آنگاه به مدت ۴ ساعت در محلول با غلظت ۲۰ درصد نمک‎ های فلزی کلرید کلسیم، کلرید منیزیم و کلرید آهن غوطه ور شده، دوباره خشک گردید. سپس، در کوره الکتریکی و در دماهای ۳۰۰، ۴۰۰، ۵۰۰، ۶۰۰ و۷۰۰ درجه سانتی گراد و با زمان ماندگاری دو ساعت، ۲۰ بیوچار شاهد و مهندسی شده از ساقه های پنبه تیمار شده با نمک های فلزی مختلف و تیمار نشده تولید شده، درصد عملکرد، درصد کربن آلی، درصد کربن پایدار، اسیدیته، و هدایت الکتریکی آنها اندازه گیری شد و نسبت وزن کربن پایدار به وزن ماده اولیه نیز، محاسبه گردید. تجزیه و تحلیل آماری در نرم افزار SPSS نسخه ۱۶ با استفاده از روش تجزیه واریانس واریانس یک طرفه و آزمون توکی انجام شد.یافته ها: با افزایش دمای پیرولیز در تمامی بیوچارها (مهندسی شده و شاهد) روند کاهشی عملکرد مشاهده گردید بطوریکه بیشترین درصد عملکرد آنها در دما پیرولیز ۳۰۰ درجه سانتی گراد مشاهده شد. بالاترین درصد عملکرد (۲۰/۵۰ درصد) در بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد بدست آمد. بیشترین میزان کربن آلی (۹۷/۵۰ درصد) و کربن پایدار (۵۷/۹۹ درصد) به ترتیب در بیوچارهای شاهد تولید شده در دمای ۵۰۰ درجه سانتی گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی گراد به دست آمد. بیشترین افزایش در نسبت وزن کربن پایدار به وزن ماده اولیه در بیوچار تیمار شده باکلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد مشاهده شد. کمترین و بیشترین قابلیت هدایت الکتریکی (۱/۱ و ۴۳/۷ دسی زیمنس یر متر) در بیوچار شاهد تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید کلسیم تولید شده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی گراد به دست آمد. بیشترین و کمترین اسیدیته (۸۳/۹ و ۶۰/۵) در بیوچار شاهد تولیدشده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی گراد و بیوچار تیمار شده با کلرید آهن تولید شده در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد مشاهده شد. نتیجه گیری: با توجه به محدودیت های موجود در خاک مراتع قشلاقی ایران و خصوصیات بیوچارهای شاهد و اصلاح شده به همراه انرژی لازم برای تولید آنها، بیوچار تولید شده از ساقه پنبه تیمار شده با نمک کلرید آهن در دما۳۰۰ درجه سانتی گراد دارای بیشترین عملکرد و کربن پایدار بالایی بوده، پایین ترین اسیدیته و هدایت الکتریکی قابل قبولی دارد. لذا، به منظور استفاده در پروژه های ترسیب کربن و بوته کاری در مراتع قشلاقی ایران توصیه می شود.

نمک های فلزی, بیوچار, ساقه پنبه, ترسیب کربن