Biyoçar, Fosforik Asit ve Farklı Azot Formalarının Kireçli Bir Toprakta Buğday Gelişimi ve Bazı Toprak Özellikleri Üzerine Ortak Etkisi

Abstract

Düşük organik madde seviyeleri, yüksek pH ve düşük besin maddesi bulunabilirliği genellikle kireçli topraklarda buğday üretimini sınırlar. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, biyokömür içeren entegre besin yönetimi stratejileri etkili bir yaklaşım olarak benimsenmiştir. Ancak, biyokömür (BA) ve H3PO4'in (PA) farklı azotlu gübrelerle birlikte uygulanmasının etkisi henüz araştırılmamıştır. BA ve PA'nın dört azotlu gübreyle (U: üre, NA: nitrik asit, LA: sıvı amonyak, AN: amonyum nitrat) kireçli toprakta buğday büyümesi ve toprak verimliliği üzerindeki birleşik etkilerini araştırmak için bir sera saksı denemesi yürütülmüştür. Sonuçlar PA'in pH'ı önemli ölçüde (p<0,05) düşürdüğünü, BC ve azotlu gübrelerin ise toprak pH'sı üzerinde minimum etkiye sahip olduğunu göstermiştir. EC, BA ve BA-PA uygulamalarında artmış, sıvı amonyak sürekli olarak EC'yi yükseltmiştir. Biyokömür NH₄-N'yi önemli ölçüde (p<0,01) artırırken, özellikle NA ile PA ile kombinasyonu NO₃-N ve toplam inorganik N'u artırmıştır. En yüksek NH₄-N (115,24 ppm) ve NO₃-N (323,82 ppm) seviyeleri NA ile BA ve BA-PA uygulamalarında gözlenmiştir. Kontrol ve PA grubuyla karşılaştırıldığında tüm test edilen azotlu gübrelerde BC ve BC-PA uygulamalarında OM'de dikkate değer bir artış gözlenmiştir. Kullanılabilir P, PA ile önemli ölçüde artmış, biyokömür ile daha da artmış ve en yüksek P içeriği (33,15 ppm) kombine BA-PA uygulaması ile NA için kaydedilmiştir. Değişebilir K, Ca ve Na seviyeleri biyokömür ile artmış ancak PA ile birleştirildiğinde değişkenlik göstermiştir. Bazal toprak solunumu (BSR) ve mikrobiyal biyokütle karbonu (MBC), BA ile artarken PA ile azalmıştır; ancak etkileşimleri BSR ve MBC'yi artırmıştır. Biyokömür ve PA kombinasyonu, azot kaynakları arasında en yüksek biyokütleyi üretmiştir. PA, transprasyonu artırsa da, biyokömürle birlikte uygulanması, özellikle üre (80,78 mg/mm) ve sıvı amonyak (79,40 mg/mm) ile su kullanım etkinliğini (WUE) iyileştirmişitr. Genel olarak, biyokömür ve fosforik asidin birlikte uygulanması, azotlu gübre türünden bağımsız olarak, toprak verimliliğini, bitki büyümesini ve mikrobiyal aktiviteyi önemli ölçüde artırarak, kireçli toprakların ıslahında ve sürdürülebilir tarım için besin elementlerinin iyileştirilmesinde sinerjik etkilerinin olduğu vurgulanmıştır.

Low organic matter levels, high pH and poor nutrient availability often limits wheat production in calacreous soils. To address these challenges, integrated nutrient management strategies with biochar have been adopted as an effective approach. However, the impact of co-application of biochar (BA) and H3PO4 (PA) with different nitrogen fertilizers remains unexplored. A greenhouse pot experiment was conducted to investigate the combined effects of BA and PA with four nitrogen fertilizers (U: urea, NA: nitric acid, LA: liquid ammonia, AN: ammonium nitrate) on wheat growth and soil fertility in calcareous soil. Results demonstrated that PA significantly (p<0.05) reduced pH, whereas BC and nitrogen fertilizers had minimal influence on soil pH. EC increased under BA and BA-PA treatments, with liquid ammonia consistently elevated EC. Biochar significantly (p<0.01) increased NH₄-N, while its combination with PA, particularly with NA, boosted NO₃-N and total inorganic N. The highest NH₄-N (115.24 ppm) and NO₃-N (323.82 ppm) levels were observed in the BA and BA-PA treatments with NA. A remarkable increase in OM was observed for BC and BC-PA treatments across all tested nitrogen fertilizers compared to control and PA group. Available P substantially increased with PA, further increased by biochar and the highest P content (33.15 ppm) was recorded for NA with combined BA-PA application. Excangeable K, Ca, and Na levels rose with biochar but showed variability when combined with PA. Basal soil respiration (BSR) and microbial biomass carbon (MBC) increased with BA but declined with PA, though their interaction enhanced BSR and MBC. Biochar combination with PA produced the highest biomass across nitrogen sources. Although PA increased evapotranspiration, its application with biochar improved water use efficiency (WUE), especially with urea (80.78 mg/mm) and liquid ammonia (79.40 mg/mm). Overall, the combined application of biochar and phosphoric acid significantly enhanced soil fertility, plant growth, and microbial activity, regardless of nitrogen fertilizer type, highlighting their synergistic effect in reclaiming calcareous soils and improving nutrient availability for sustainable agriculture.