خاک و توسعه پایدار

خاک و توسعه پایدار

مروری بر نقش بیوچار در بهبود کیفیت خاک و افزایش عملکرد گیاهان

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 گروه علوم باغبانی، واحد گرمسار، دانشگاه آزاد اسلامی، گرمسار، ایران.
2 گروه علوم باغبانی، واحد علی آباد کتول، دانشگاه آزاد اسلامی، علی آباد کتول، ایران
چکیده
حاصلخیزی خاک و تغذیه گیاه، بر اساس اصول کشاورزی اکولوژیک، از عوامل کلیدی در بهبود رشد و عملکرد گیاهان هستند. افزایش حجم ضایعات ناشی از فعالیت‌های کشاورزی و صنعتی و دفع نامناسب آن‌ها، پیامدهای زیست‌محیطی متعددی به همراه دارد. در سال‌های اخیر، استفاده بهینه از این ضایعات برای کاهش آلودگی و بهبود کیفیت خاک مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. بیوچار به‌عنوان یک فناوری نوین و پایدار، محصول پیرولیز زیست‌توده در شرایط کم‌اکسیژن است که دارای ساختار متخلخل و غنی از کربن پایدار می‌باشد. افزودن بیوچار به خاک می‌تواند ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را بهبود بخشیده، ظرفیت نگهداری آب و مواد غذایی را افزایش دهد و از طریق تأمین عناصر ضروری رشد گیاه، عملکرد محصول را ارتقا بخشد. علاوه بر این، بیوچار نقش مهمی در مدیریت پسماندهای کشاورزی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و ترسیب بلندمدت کربن دارد و می‌تواند با تغییر میکروبیوم خاک در کنترل برخی آفات و بیماری‌های گیاهی مؤثر باشد. این مقاله مروری براساس روش کتابخانه‌ای و بررسی منابع علمی معتبر (مقالات پژوهشی، کتاب‌ها و گزارش‌های علمی منتشرشده در پایگاه‌های داده بین‌المللی) تهیه شده است. در این مطالعه، ابتدا پیشینه تحقیق مرور گردید، سپس یافته‌های پژوهش‌های انجام‌شده در زمینه تأثیر بیوچار بر خصوصیات خاک، رشد گیاه، کنترل بیماری‌ها و مدیریت پسماندها گردآوری و تحلیل شد. بررسی ها نشان می‌دهد که اثرات بیوچار وابسته به نوع ماده اولیه، شرایط پیرولیز، بافت و pH خاک و نوع گیاه است و در برخی موارد ممکن است کاهش فراهمی برخی ریزمغذی‌ها یا ایجاد عدم تعادل غذایی را به دنبال داشته باشد. بنابراین، تعیین شرایط بهینه مصرف بیوچار و انجام مطالعات بیشتر در این زمینه ضروری است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

A Review on the Role of Biochar in Improving Soil Quality and Plant Performance

نویسندگان English

Elham Danaee 1
Sophia Soroori 2
1 Department of Horticulture, Ga.C., Islamic Azad University, Garmsar, IRAN
2 Department of Horticultural, AK.C., Islamic Azad University, Aliabad katoul, IRAN
چکیده English

Soil fertility and plant nutrition, based on the principles of ecological agriculture, are among the key factors in improving plant growth and performance. The increasing volume of agricultural and industrial residues and their improper disposal have led to various environmental consequences. In recent years, the efficient use of these residues to reduce pollution and improve soil quality has attracted significant attention. Biochar, as an innovative and sustainable technology, is the product of biomass pyrolysis under low-oxygen conditions, characterized by a porous structure and enriched with stable carbon. Incorporating biochar into soil can enhance its physical, chemical, and biological properties, improve water and nutrient retention capacity, and supply essential elements for plant growth, thereby increasing crop productivity. Moreover, biochar plays an important role in agricultural waste management, greenhouse gas mitigation, and long-term carbon sequestration, and may contribute to the control of certain plant pests and diseases through altering the soil microbiome. This review article is based on a library research method and the analysis of reliable scientific resources (peer-reviewed articles, books, and technical reports published in international databases). In this study, the research background was first reviewed, and then the findings of previous studies on the effects of biochar on soil properties, plant growth, pest and disease control, and waste management were collected and analyzed. The findings indicate that the effects of biochar depend on feedstock type, pyrolysis conditions, soil texture and pH, and plant species. In some cases, biochar application may reduce the availability of certain micronutrients or cause nutritional imbalances. Therefore, determining the optimal application conditions and conducting further research in this field are essential.

کلیدواژه‌ها English

Carbon sequestration
Environment
Nutrient
؛ Pyrolysis
ابراهیمی، م.، م، سوری.، ا، موسوی. و ن، صاحبانی. 1400. مطالعه اثر ورمی‌کمپوست و بیوچار بر رشد، عملکرد وکارایی مصرف آب بادنجان ‏‏(‏Solanum melongena L.‏) در شرایط مزرعه، علوم باغبانی ایران، جلد 52، شماره 1، صفحه 23-33.
ابریشم کش، س.، م، فاضلی سنگانی.، ح، رمضانپور.، م، نوروزی. و ع، شعبانی. 1399. اثر کاربرد سوسپانسیون بیوچار بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی دو خاک حساس به فرسایش. پژوهش‌های فرسایش محیطی. جلد۱۰، شماره ۱، صفحه ۵۸-۷۸.
افراشته، م. و د، کولیوند. 1400. اثر زغال زیستی (بیوچار) در افزایش مقاومت گیاهان نسبت به عوامل بیماری‌زا. فصل‌نامه علمی ایمنی زیستی. شماره ۱۴، جلد ۲، صفحه ۱۷-۳۰
ایران‌نژاد پاریزی.، م، سمیع.، و م، ضیا الدینی. 1401. تاثیر بیوچار طبیعی بر پاسخ‌های دفاعی گیاه و کنترل پسیل معمولی پسته Agonoscena pistaciae (Hemiptera: Aphalaridae) تحت شرایط مزرعه،  علوم و فناوری پسته. شماره 7، جلد 13، صفحه 108-138.
باقری، س.، م، حسندخت.، ع، میرسلیمانی. و ا، موسوی. 1400. بررسی تاثیر بیوچار تهیه شده از برگ نخل خرما بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی طالبی رقم سمسوری (melo cv. Samsouri Cucumis) تحت تنش کم آبی. مجله فرآیند و کارکرد گیاهی. جلد۱۰، شماره 45، صفحه ۳۰۲-۲۸۵.
بخشی‌پور، ف.، ح، مومیوند.، ا، صداقتی. و ع، احتشام نیا. 1400. تأثیر کاربرد بیوچار و میکوریزا آربسکولار بر زی‌توده گیاهی و برخی عناصر غذایی دو واریته جعفری، علوم باغبانی ایران، جلد 52، شماره 4، صفات 1027-1041.  
بوستانی، ح. و ه، عسکری. 1399. بررسی تاثیر بیوچارهای حاصل از بقایای گندم و ذرت بر جذب روی در محلول‌های آبی. علوم و تکنولوژی محیط زیست، جلد 22، شماره 6، صفحه 129-146.
بیطرفان، ز.، ح، اصغری.، ط، حسنلو.، ا، غلامی. و ف، مرادی. 1398. پاسخ توده‌های بومی گیاه دارویی شنبلیله (Trigonella foenum-graecum L.) به کاربرد بیوچار در شرایط کم‌آبیاری. بوم شناسی کشاورزی. جلد 11، شماره 2، صفحه 403-415. 
توراج زاده، ا.، ح، پیری.، ا، ناصرین. و م، چاری. 1402. بررسی تأثیر بیوچار بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک تحت کشت کینوا در شرایط تنش آبی و شوری، آب و خاک، جلد 38، شماره 1، صفحه 69-85.
تیرگر سلطانی، م.، ح، بهرامی. و ع، مختصی بیدگلی. 1401. تاثیر بیوچار چوب انگور بر پاسخ ذرت به تنش کمبود آب در شرایط گلخانه‌ای.  تحقیقات آب و خاک ایران. شماره 53، جلد 9، صفحه 1979-1996.
جلالی، س.، ف، زعفریان.، ر، حسن پور. و ا، عباسیان. 1400. توانایی گیاهپالایی سرب توسط سورگوم (Sorghum bicolor L.)  تحت کاربرد بیوچار و اسید سالیسیلیک. علوم گیاهان زراعی ایران. شماره 54، جلد 4، صفحه 223-233.
جم، ا.، س، خماری.، ع، عبادی.، ا، گلی کلانپا. و ا، قویدل. 1403. کاهش اثرات آلایندگی فلزات سنگین خاک در گیاه ماشک گل خوشه ای با کاربرد بیوچار، تریکودرما و مدیریت کود فسفر. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد 17، شماره 3، صفحه 523-547.
جمیلی، ت.، ا، عالی نژادیان بیدآبادی.، ع، ملکی.، م، فیضیان. و ا، اکبرپور. 1401. بررسی کاربرد بیوچار و سطوح مختلف آبیاری بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و تنفس میکروبی خاک آلوده به کادمیوم در کشت گوجه فرنگی. تحقیقات آب و خاک ایران، شماره 53، جلد 5، صفحه 937-956.
حسن پور، ا.، م، شیروانی.، م، حاج عباسی. و م، مجیدی. 1401. تأثیر بیوچارهای اسیدی بر برخی ویژگی‌های شیمیایی و قابلیت جذب عناصر غذایی خاک‌های آهکی. علوم آب و خاک. شماره 26، جلد 2، صفحه 39-59. 
حمامی، ح.، ع، شهیدی. و ح، حنفی. 1402. بررسی اثر بیوچار ضایعات ساقه زرشک بر آبشویی نیترات از یک خاک لومی حاوی ماده آلی، پژوهش‌های خاک جلد 37، شماره 1، صفحه 67-80.
حمزه نژاد، ر.، سپهر، ا.، صمدی، ع.، رسولی صدقیانی، م. و ح، خداوردیلو. 1399. ویژگی‌های جذب سرب توسط بقایای هرس انگور و بیوچار آن از محلول های آبی، مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. شماره 27، جلد 1، صفحه 213-228.
خادم، ا.، ف، رئیسی. و ح، بشارتی. 1396. مروری بر اثرات کاربرد بیوچار بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک،  مدیریت اراضی. جلد 5، شماره 1، صفحه 13-30.
خاشعی سیوکی، ع.، ع، شهیدی.، م، یعقوب‌زاده. و م، دستورانی. 1398. کاربرد بیوچار و سطوح تنش آبی بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی زنیان  (Trachyspermum ammi). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. جلد 13، شماره 2، صفحه 319-328.
زعفریان، ف.، و، اکبرپور.، م، حبیبی. و م، کاوه. 1398. تاثیر بیوچار و کودهای زیستی بر رنگیزه‌های فتوسنتزی, عملکرد و محتوای عناصر غذایی نعناع فلفلی (Mentha piperita L.). به زراعی کشاورزی (مجله کشاورزی پردیس ابوریحان). جلد 21، شماره 4، صفحه 407-422.
صرخه، ص.، ع.، معزی.، ن، مرادی. و ا، کریمی. 1403. تأثیر کاربرد بیوچار اصلاح‌شده بر ویژگی‌های شیمیایی خاک و جذب عناصر غذایی در نیشکر واریته CP73-21 تحقیقات آب و خاک ایران. جلد 55، شماره 9، صفحه 1521-1536.
عباس پور، ف.،  ح، اصغری.، پ، رضوانی مقدم. و ح، عباسدخت. 1396. تاثیر کاربرد بیوچار در بهبود برخی ویژگی‌های خاک و رشد گیاه دارویی سیاه دانه (Nigella sativa L.) در شرایط تنش آبی،کنفرانس بین المللی علوم کشاورزی، گیاهان دارویی و طب سنتی، مشهد.
عباس نسب، ز.، م، عابدی. و ا، ساداتی. 1400. اثر بیوچار بر برخی صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی دو گونه Bromus tomentellus و Medicago sativa. مجله فرآیند و کارکرد گیاهی. جلد 10، شماره 41، صفحه ۱۵۶-۱۴۵.
عظیم‌زاده، ی. 1402. نقش بیوچار در حاصلخیزی خاک و بهره‌وری محصول در مناطق خشک و نیمه‌خشک: چالش‌ها و فرصت‌ها، تحقیقات آب و خاک ایران. جلد 54، شماره 9، صفحه 1337-1362.
عظیم‌زاده، ی. و ن، نجفی. 1395. اثر بیوچار بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک. ﻧﺸﺮﯾﻪ ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ اراضی. ﺟﻠﺪ4، ﺷﻤﺎره2، صفحه 161-173.
عظیم‌زاده، ی. و ن، نجفی. 1396. بیوچار، ماده‌ای با ویژگی‌های منحصر به‌فرد برای ترسیب کربن اتمسفر و کاهش گرمایش جهانی، مدیریت اراضی، جلد 5، شماره 1، صفحه 51-63.  
کشاورز فرد، س.، م، سلگی.، ح، باقری. و ا، شهرجردی. 1399. کاربرد بیوچار و اسید هیومیک برای مقاومت به تنش خشکی در گل آهار. زیست شناسی کاربردی. جلد 33، شماره 1، صفحه 148-174.
کشاورز کلهری، س. و ع، لادن مقدم. 1401. بررسی شاخص‌های رشد و رنگریزه‌های گیاه حسن یوسف (Solenostemon scutellarioides L.) به کاربرد بیوچار در بستر کشت. فصلنامه گیاه و زیست فناوری ایران. جلد 17، شماره 3، صفحه 24-35.
ماله میر چگینی، م.، ا، گلچین.، ن، خادم مقدم ایگده لو. و ک، مروج. 1399. مقایسه تأثیر دماهای گرماکافت و مواد فعالساز بر ویژگی بیوچارهای اصلاح شده. تحقیقات آب و خاک ایران، جلد 51، شماره 9، صفحه 2405-2415.
محمودیان چپلو، ا.، ح، نیک نهاد قرماخر. و ح، یوسفی. 1399. تولید بیوچار ازشاخ و برگ هرس شده درخت هلو و خصوصیات کیفی آن در دماهای مختلف. پژوهش‌های حفاظت آب و خاک (علوم کشاورزی و منابع طبیعی)، جلد 27، شماره 3، صفحه 124-105.
میر، ا.، ح، پیری. و ا، ناصرین. 1400. اثرات سطوح مختلف بیوچار گندم و تنش آبی بر ویژگی‌های کمی و کیفی کارلا (خربزه تلخ) در شرایط گلدانی. پژوهش آب در کشاورزی. جلد 35، شماره 2، صفحه 169-185.
نجفی قیری، م.، ح، بوستانی. و ع، محمودی. 1397. تأثیر بقایای سه گونه گیاهی و بیوچار آنها بر برخی ویژگی‌ها و وضعیت پتاسیم یک خاک آهکی. پژوهش‌های خاک. جلد 32، شماره 1، صفحه 25-36. 
واحدی، ر.، م، رسولی صدقیانی. و م، برین. 1398. تأثیر بیوچار ضایعات هرس درختان میوه بر برخی خصوصیات بیولوژیکی خاک در شرایط رایزوباکس. علوم آب و خاک. جلد ۲۳، شماره ۱، صفحه ۳۲۱-۳۳۶.
ولی زاده قلعه بیگ، ا.، س، نعمتی.، ح، امامی. و ح، آرویی. 1398. تأثیر بیوچار پسماند گل رُز شاخه بریده بر صفات مورفولوژیک و فلزات سنگین در گیاه کاهو (Lactuca sativa L.) رقم "سیاهو". روابط خاک و گیاه (علوم و فنون کشت‌های گلخانه‌ای). جلد 10، شماره 4، صفحه 421-35.
ولی زاده قلعه بیگ، ا.، س، نعمتی.، ح، امامی. و ح، آرویی. 1399. بررسی تأثیر بیوچار گلایول بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی و جذب فلزات سنگین در گیاه کاهو ( Lactuca sativa L.) رقم "سیاهو". مجله علوم باغبانی ایران (علوم کشاوری ایران). جلد 51، شماره 4، صفحه 773-784.
یزدی، م. و ا، دانائی. 1403. اثر بیوچار کاه و کلش گندم بر ویژگی‌های رشدی و بیوشیمیایی میوه فلفل کاپی (Capsicum annuum L.) . مجله روابط خاک و گیاه. جلد 15، شماره 2، صفحه 19-32.
یعقوبی، م.، م، عامریان. و ح، اصغری. 1393. مقایسه تاثیر کود های بیولوژیک و بیوچار بر برخی صفات فیزیولوژیک در زراعت لوبیا چشم بلبلی در مناطق خشک، دومین همایش ملی بیابان با رویکرد مدیریت مناطق خشک و کویری، سمنان.
Amonette, J. E., & Joseph, S. (2009). Characteristics of biochar: Microchemical properties. In J. Lehmann & S. Joseph (Eds.), Biochar for Environmental Management: Science and Technology (pp. 33–52). Earthscan, London. ISBN: 978-1-84407-658-5.
Ardakani, M. R., & Sharifi, M. (2017). Worm castings-based growing media with biochar and arbuscular mycorrhizal fungi for producing organic tomato (Solanum lycopersicum L.) in greenhouse. Iranian J. Plant Physiol. 7(3), 2083– 2093. https://doi.org/10.30495/ijpp.2017.533562.
Beesley, L., Moreno-Jiménez, E., & Gomez-Eyles, J. L. (2010). Effects of biochar and greenwaste compost amendments on mobility, bioavailability and toxicity of inorganic and organic contaminants in a multi-element polluted soil. Environmental Pollution, 158(6), 2282–2287. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.02.003
Biederman, L. A., & Harpole, W. S. (2013). Biochar and its effects on plant productivity and nutrient cycling: a meta-analysis. GCB Bioenergy, 5(2), 202–214. https://doi.org/10.1111/gcbb.12011
Blanco-Canqui, H. (2017). Biochar and soil physical properties. Soil Science Society of America Journal, 81(4), 687–711. https://doi.org/10.2136/sssaj2017.01.0017
Bonanomi, G., Ippolito, F., & Scala F. (2015). A "black" future for plant pathology? Biochar as a new soil amendment for controlling plant diseases. Journal of Plant Pathology, 97, 223-234.
Busscher, W. J., Novak, J. M., Evans, D. E., Watts, D. W., Niandou, M. A. S., & Ahmedna, M. (2010). Influence of pecan biochar on physical properties of a Norfolk loamy sand. Soil Science, 175(1), 10–14. https://doi.org/10.1097/SS.0b013e3181cb7f46
Castro-Herrera, D., Prost, K., Kim, D. G., Yimer, F., Tadesse, M., Gebrehiwot, M., & Brüggemann, N. (2023). Biochar addition reduces non-CO2 greenhouse gas emissions during composting of human excreta and cattle manure. Journal of environmental quality, 52(4), 814–828. https://doi.org/10.1002/jeq2.20482
Chen, L., Li, X., Peng, Y., Xiang, P., Zhou, Y., Yao, B., Zhou, Y., & Sun, C. (2022). Co-application of biochar and organic fertilizer promotes the yield and quality of red pitaya (Hylocereus polyrhizus) by improving soil properties. Chemosphere, 294, 133619. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.133619
De Melo Carvalho, M. T., de Holanda Nunes Maia, A., Madari, B. E., Bastiaans, L., van Oort, P. A. J., Heinemann, A. B., Soler da Silva, M. A., Petter, F. A., Marimon Jr., B. H., & Meinke, H. (2014). Biochar increases plant-available water in a sandy loam soil under an aerobic rice crop system, Solid Earth, 5, 939–952, https://doi.org/10.5194/se-5-939-2014.
Elmer, W. H., & Pignatello, J. J. (2011). Effect of Biochar Amendments on Mycorrhizal Associations and Fusarium Crown and Root Rot of Asparagus in Replant Soils. Plant disease, 95(8), 960–966. https://doi.org/10.1094/PDIS-10-10-0741.
Elsaman, N., Amin, A., El-Razek, M., & Roshdy, N. (2025). Comparative effects of different types and doses of biochar on soil quality indicators and arugula growth under saline conditions. Scientific Reports. 15, 1-19. 10.1038/s41598-025-92816-w.
Ernest, B., Yanda, P. Z., Hansson, A., Fridahl, M. (2024). Long-term effects of adding biochar to soils on organic matter content, persistent carbon storage, and moisture content in Karagwe, Tanzania. Scientific Reports, 14, 30565. https://doi.org/10.1038/s41598-024-83372-w.
Frenkel, O., Jaiswal, AK., Elad, Y., Lew, B., Kammann, C., & Graber ER. (2017). The effect of biochar on plant diseases: what should we learn while designing biochar substrates? Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 25, 105-113.
Ghias, S., Shirmardi, M., Meftahizadeh, H., & Dehestani Ardakani, M. (2022). Effect of biochar and hydrogel on morphophysiological and biochemical characteristics of common Sage (Salvia officinalis L.) under drought stress. Plant Produc. 45(1), 67–80. https://doi.org/10.22055/ppd.2021.36030.1962.
Glaser, B., & Birk, J. J. (2012). State of the scientific knowledge on properties and genesis of Anthropogenic Dark Earths in Central Amazonia (Terra Preta de Índio). Geochimica et Cosmochimica Acta, 82, 39–51. https://doi.org/10.1016/j.gca.2010.11.029.
Graber, E. R., Frenkel, O., Jaiswal, A. K., & Elad, Y. (2014). How may biochar influence severity of diseases caused by soilborne pathogens? Carbon Management, 5(2), 169–183.
Gui, X., Xu, X., Zhang, Z., Hu, L., Huang, W., Zhao, L., & Cao, X. (2025). Biochar-amended soil can further sorb atmospheric CO2 for more carbon sequestration. Communications Earth & Environment. 6. https://doi.org/10.1038/s43247-024-01985-5.
Herath, H. M. S. K., Camps-Arbestain, M., & Hedley, M. (2013). Effect of biochar on soil physical properties in two contrasting soils: An Alfisol and an Andisol. Geoderma, 209–210, 188–197. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2013.05.005.
Heydari, M., Hajinia, S., Jafarian, N., Karamian, M., Mosa, Z., Asgharzadeh, Sh., Rezaei, N., guidi, L., Valkó, O., & Prévosto, B. (2023). Synergistic use of biochar and the plant growth-promoting rhizobacteria in mitigating drought stress on oak (Quercus brantii Lindl.) seedlings. Forest Ecology and Management. 531, 120793.
Hikmat, N. A., Qassim, B. B., & Khethi, M. T. (2014). Thermodynamic and kinetic studies of lead adsorption from aqueous solution onto petiole and fiber of palm tree. American Journal of Chemistry, 4(4), 116–124.
Jaiswal, A. K., Tsechansky, L., Frenkel, O., Graber, E. R. (2018). Immobilization and deactivation of pathogenic enzymes and toxic metabolites by biochar: A possible mechanism involved in soilborne disease suppression. Soil Biology and Biochemistry, 121, 179–188. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.03.001
Jeffery, S., Verheijen, F. G. A., van der Velde, M., & Bastos, A. C. (2011). A quantitative review of the effects of biochar application to soils on crop productivity using meta-analysis. Agriculture, Ecosystems & Environment, 144(1), 175–187. https://doi.org/10.1016/j.agee.2011.08.015
Jeffery, S., Voorde, T., Harris, W., Mommer, L., Van G., Jan W., Deyn, G.B., Ekelund, F., Briones, M., & Bezemer, T.m. (2022). Biochar application differentially affects soil micro-, meso-macro-fauna and plant productivity within a nature restoration grassland. Soil Biology and Biochemistry. 174, 108789.
Jiang, Y., Wang, X., Zhao, Y., Zhang, C., Jin, Z., Shan, S., & Ping, L. (2021). Effects of Biochar Application on Enzyme Activities in Tea Garden Soil. Front. Bioeng. Biotechnol. 9:728530. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.728530
Jien, S.H., & Wang, C.S. (2013). Effects of biochar on soil properties and erosion potential in a highly weathered soil. Catena, 110, 225–233.
Jirka, S., & Tomlinson, T. (2015). State of the biochar industry 2014. International biochar initiative rep. 1-77.
Karimi, A., Moezzi, A., Chorom, M., & Enayatizamir, N. (2020). Application of Biochar Changed the Status of Nutrients and Biological Activity in a Calcareous Soil. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 20, 450-459.
Kumari, T., Phogat, D., Phogat, J., Shukla, S. (2024). Biochar & fly ash amendments lower mortality and increase antioxidant activity in chlorpyrifos-exposed earthworms. Applied Biological Chemistry. 67, 65. https://doi.org/10.1186/s13765-024-00909-3.
Lebrun, M., Aguinaga, M., Zahid, Z., Šimek, P., Ouředníček, P., Klápště, P., Száková, J., Bímová, K., Jačka, L., Beesley, L., Punčochář, J., & Trakal, L. (2024). Manure‐biochar blends effectively reduce nutrient leaching and increase water retention in a sandy, agricultural soil: Insights from a field experiment. Soil Use and Management. 40 (4), e13135.
Lehmann, J. & Joseph, S. (2015). Biochar for Environmental Management: Science, Technology and Implementation. Routledge. 3rd Edition.
Lehmann, J., Rillig, M.C., Thies, J., Masiello, C.A., Hockaday, W.C. and Crowley, D. (2012). Biochar effects on soil biota- a review. Soil Biology and Biochemistry, 43, 1812–1836.
Li, L., Long, A., Fossum, B., & Kaiser, M. (2023). Effects of pyrolysis temperature and feedstock type on biochar characteristics pertinent to soil carbon and soil health: a meta‐analysis. Soil Use and Management, 39(1), 43–52.
Lie, J.H., Lv, G.H., Bai, W.B., Liu, Q., Zhang, Y.C., & J.Q. Song. (2014). Modification and use of biochar from wheat straw (Triticum aestivum L.) for nitrate and phosphate removal from water. Desalination. Water. Treat. 57, 4681–4693.
Liu, S., Li, J., Zhou, Z., Steinberg, Ch., Pan, B., Tao, Sh., & Xing, B. (2024). Biochar soil addition alters ant functional traits as exemplified with three species. Biochar. 6(1): 53. https://doi.org/10.1007/s42773-024-00337-y.
Liu, S., Meng, J., Jiang, L., Yang, X., Lan, Y., Cheng, X., & Chen, W. (2018). Rice husk biochar impacts soil phosphorous availability, phosphatase activities and bacterial community characteristics in three different soil types. Applied Soil Ecology, 116, 12-22
Liu, Z., He, T., Cao, T., Yang, T., Meng, J., & Chen, W. (2017). Effects of biochar application on nitrogen leaching, ammonia volatilization and nitrogen use efficiency in two distinct soils. Journal of soil science and plant nutrition. 17. https://doi.org/10.4067/S0718-95162017005000037.
Ma, N., Zhang, L., Zhang, Y., Yang, L., Yu, C., & Yin, G. (2016). Biochar improves soil aggregate stability and water availability in a Mollisol after three years of field application. PLOS ONE, 11(4), e0154091. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0154091.
Marschner, P. (2012). Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants (3rd ed.). Academic Press.
Mehari, ZH., Elad, Y., Rav-David, D., Graber, ER., & Harel, YM. (2015). Induced systemic resistance in tomato (Solanum lycopersicum) against Botrytis cinerea by biochar amendment involves jasmonic acid signaling. Plant and Soil, 395, 31-44.
Meller Harel, Y., Elad, Y., Rav-David, D., Borenstein, M., & Shulchani, R. (2012). Biochar mediates systemic response of strawberry to foliar fungal pathogens. Plant and Soil, 352, 1–16. https://doi.org/10.1007/s11104-011-1012-0
Mihoub, A., Amin, A. E. E. A. Z., Motaghian, H. R., Saeed, M. F. & Naeem, A. (2022). Citric Acid (CA)– Modified Biochar Improved Available Phosphorus Concentration and Its Half-Life in a P-Fertilized Calcareous Sandy Soil. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 22(1): 465-474.
Mukherjee, A., & Lal, R. (2013). Biochar impacts on soil physical properties and greenhouse gas emissions. Agronomy, 3(2), 313–339.
Noyce, GL, Winsborough, C., Fulthorpe, R., Basiliko, N. (2016). The microbiomes and metagenomes of forest biochars. Science Report. 23;6:26425. https://doi.org/ 10.1038/srep26425
Ogawa, M., & Y. Okimori. (2010). Pioneering works in biochar research, Japan. Australian Journal of Soil Research, 48, 489-500.
Park, J. H., Ok, Y. S., Kim, S. H., Cho, J. S., Heo, J. S., DeLaune, R. D., & Seo, D. C. (2016). Competitive adsorption of heavy metals onto sesame straw biochar in aqueous solutions. Chemosphere, 142, 77-83.
Rasool, M., Akhter, A., Haider, M. S., & Soja, G. (2021). Molecular and biochemical insight into biochar and Bacillus subtilis induced defense in tomatoes against Alternaria solani. Scientia Horticulturae, 285, 110203. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110203
Rasuli, F., Owliaie, H., Najafi-Ghiri, M., & Adhami, E. (2022). Effect of biochar on potassium fractions and plant-available P, Fe, Zn, Mn and Cu concentrations of calcareous soils. Arid Land Research and Management, 36(1), 1-26.
Rivera-García, J. A., Díaz, T., Contreras-Cornejo, H. Á., Larsen, J., González-Esquivel, C. E., López-Pérez, L., Barreto-Barriga, O., Ortiz-Salgado, D. A., Real-Santillán, R. O. (2024). Biochar alters maize growth, mycorrhizal associations and fall armyworm performance. Plant and Soil. 509(1):487-499. https://doi.org/10.1007/s11104-024-06874-6
Shackley, S., Hammond, J., Gaunt, J., & Ibarrola, R. (2011). The feasibility and costs of biochar deployment in the UK. Carbon Management, 2(3), 335–356.
Sohi, S.P., Krull, E., Lopez-Capel, E., and Bol, R. (2010). A review of biochar and its use and function in soil.Advances in Agronomy.Vol 105. SanDiego, Elsevier Academic Press Inc. pp: 47-82.
Somparn, W., Panyoyai, N., Khamdaeng, T., & Tippayawong, N. (2020). Effect of process conditions on properties of biochar from agricultural residues. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 463, 012005. https://doi.org/10.1088/1755-1315/463/1/012005.
Sorrenti, G., Masiello, C., & Toselli, M. (2016). Biochar interferes with kiwifruit Fe-nutrition in calcareous soil. Geoderma. 272. 10-19. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.02.017.
Subedi, R., Taupe, N., Ikoyi, I., Bertora, C., Zavattaroa, L., Schmalenberger, A., Leahyb, J.J. and Grignani, C. (2016). Chemically and biologically-mediated fertilizing value of manure-derived biochar. Science of the Total Environment, 550, 924–933.
Tomczyk, A., Sokołowska, Z., & Boguta, P. (2020). Biochar physicochemical properties: pyrolysis temperature and feedstock kind effects. Reviews. Environmental Science and Biotechnology, 19, 191–215.
Trakal, L., Bingöl, D., Pohořelý, M., Hruška, M and Komárek, M. (2014). Geochemical and spectroscopic investigations of Cd and Pb sorption mechanisms on contrasting biochars: engineering implications. Bioresource Technology, 171, 442-451
Varkolu, M., Gundekari, S., Omvesh; Palla, V.C.S., Kumar, P., Bhattacharjee, S., & Vinodkumar, T. (2025). Recent Advances in Biochar Production, Characterization, and Environmental Applications. Catalysts, 15, 243. https://doi.org/10.3390/catal15030243
 Wagle, N., Unnikrishnan, S., Kaur, S., Pereira, E. I. P., & Kariyat, R. (2025). Biochar suppresses growth, pupation and eclosion success of a specialist (Manduca sexta) and a generalist (Spodoptera frugiperda) insect herbivore. Journal of Sustainable Agriculture and Environment. 4(2). https://doi.org/10.1002/sae2.70069
Wang, J., Xiong, Z., & Kuzyakov, Y. (2016). Biochar stability in soil: meta-analysis of decomposition and priming effects. GCB Bioenergy, 8(3), 512–523. https://doi.org/10.1111/gcbb.12266
Wang, T., Zhai, Y., Zhu, Y., Li, C., & Zeng, G. (2018). A review of the hydrothermal carbonization of biomass waste for hydrochar formation: Process conditions, fundamentals, and physicochemical properties. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 90, 223-247.
Waqas, M., Shahzad, R., Hamayun, M., Asaf, S., Khan, A. L., Kang, S.-M., Yun, S., Kim, K.-M., & Lee, I.-J. (2018). Biochar amendment changes jasmonic acid levels in two rice varieties and alters their resistance to herbivory. PLOS ONE, 13(1), e0191296. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0191296
Weng, Z. H., & Cowie, A. L. (2025). Estimates vary but credible evidence points to gigaton-scale climate change mitigation potential of biochar. Communications Earth & Environment, 6, 259.
Woolf, D., Amonette, J., Street-Perrott, F. (2010). Sustainable biochar to mitigate global climate change. nature communications. 1, 56. https://doi.org/10.1038/ncomms1053
Woolf, D., Lehmann, J., Cowie, A., Cayuela, M., Whitman, T., & Sohi, S. (2018). Biochar for Climate Change Mitigation. Soil and Climate, 1st Edition, pp 30.
Wu, H., Lai, C., Zeng, G., Liang, J., Chen, J., Xu, J., & Liu, J. (2019). The interactions of composting and biochar and their implications for soil amendment and pollution remediation: a review. Critical reviews in
Yang, S., Chio, C., Qin, W., Pei, Y., Pei, G., Zhu, Y., & Li, H. (2024). Suppression mechanism of soilborne diseases by biochar: Immobilization and deactivation of pathogenic enzymes and toxic metabolites. Scientia Horticulturae, 325, 112707. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112707
Yu, H., Zou, W., Chen, J., Chen, H., Yu, Z., Huang, J., Tang, H., Wei, X. & Gao, B. (2019). Biochar amendment improves crop production in problem soils: A review. Journal of Environmental Management, 232, 8-21.
Zanutel, M., Garre, S., Sanglier, P., & Bielders, Ch. (2023). Biochar modifies soil physical properties mostly through changes in soil structure rather than through its internal porosity. Vadose Zone Journal. 23: e20301. https://doi.org/10.1002/vzj2.20301
Zhu, Z., Zhang, Y., Tao, W., Zhang, X., Xu, Z., & Xu, C. (2025). The Biological Effects of Biochar on Soil’s Physical and Chemical Characteristics: A Review. Sustainability, 17, 2214. https://doi.org/10.3390/su17052214
دوره 1، شماره 2
پاییز 1404
صفحه 207-234

  • تاریخ دریافت 0-1034 فروردین 786
  • تاریخ بازنگری 0-1014 فروردین 786
  • تاریخ پذیرش 0-956 فروردین 786
  • تاریخ انتشار 17 دی 1404