
تعداد نشریات | 163 |
تعداد شمارهها | 6,763 |
تعداد مقالات | 72,849 |
تعداد مشاهده مقاله | 131,956,397 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 103,561,915 |
اثر اندازه ذرات هیدروچار بر ویژگیهای فیزیکی و هیدرولیکی خاک لومشنی | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 56، شماره 4، تیر 1404، صفحه 935-948 اصل مقاله (1.4 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2025.385398.669838 | ||
نویسندگان | ||
رضا اللهی آشلوبلاغ1؛ حمید زارع ابیانه** 2؛ عاطفه آزادی فر3 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران. | ||
2استاد، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
3دانش آموخته دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران. | ||
چکیده | ||
تبدیل زیستتوده گیاهی به هیدروچار بهعنوان راهحلی برای بهبود ویژگیهای فیزیکی و هیدرولیکی خاک توصیه میشود. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر اندازه ذرات هیدروچار ساقه آفتابگردان بر ویژگیهای فیریکی و هیدرولیکی خاک بود. بهمنظور بررسی ویژگیهای فیزیکی و هیدرولیکی از ترکیب 3 درصد وزنی سه اندازه 5/0-0، 1-5/0 و 2-1 میلیمتر ذرات هیدروچار ساقه آفتابگردان با یک خاک لومشنی استفاده شد. پارامترهای جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه، آب قابل دسترس، رطوبت در نقطه پژمردگی دائم، شدت جریان، سرعت جریان، هدایت هیدرولیکی، سرعت آب حفرهای و منحنی رطوبتی اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که اندازه ذرات هیدروچار ساقه آفتابگردان تأثیر معنیدار بر ویژگیهای فیزیکی و هیدرولیکی خاک دارد. اثرگذارترین عامل بر پارامترهای اندازهگیریشده مربوط به هیدروچار با اندازه ذرات 5/0-0 میلیمتر بود که باعث کاهش 36/21 درصدی جرم مخصوص ظاهری، افزایش 58/30، 73/26، 27/49، 7/118 و 10/34 درصدی تخلخل، رطوبت اشباع، رطوبت ظرفیت مزرعه، رطوبت پژمردگی دائم و آب قابل دسترس نسبت به خاک شاهد شد. کاربرد هیدروچار با اندازه ذرات 5/0-0 میلیمتر همچنین موجب کاهش 42/65 درصدی شدت جریان، سرعت جریان، هدایت هیدرولیکی و کاهش 65/73 درصدی سرعت آب حفرهای نسبت به خاک شاهد شد. بررسی منحنی مشخصه رطوبتی نشان داد هیدروچار با افزایش منافذ متوسط و ریز موجب افزایش نگهداشت آب در مکشهای مختلف بهویژه در مکش 0 تا 2000 سانتیمتر شد. | ||
کلیدواژهها | ||
آب قابل دسترس؛ اندازه ذرات؛ جرم مخصوص ظاهری؛ هدایت هیدرولیکی اشباع؛ هیدروچار | ||
مراجع | ||
Abel, S., Peters A., Trinks, S., Schonsky, H., Facklam, M., Wessolek, G. (2013). Impact of biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma, 202–203: 183–191. Bargmann, I., M.C. Rillig, W. Buss, A. Kruse, and M. Kuecke. (2013). Hydrochar and biochar effects on germination of spring barley. J. Agron. Crop Sci, 199 (5): 360-373. Basso, A. S. (2012). Effect of fast pyrolysis biochar on physical and chemical properties of a sandy soil. Master of Science, Iowa State University Ames. Iowa. Bento, L. R., Castro, A. J. R., Moreira, A. B., Ferreira, O. P., Bisinoti, M. C., Melo, C. A. (2019). Release of nutrients and organic carbon in different soil types from hydrochar obtained using sugarcane bagasse and vinasse. Geoderma, 334: 24-32. Bona, D., Bertoldi, D., Borgonovo, G., Mazzini, S., Ravasi, S., Silvestri, S., Tambone, F. (2023). Evaluating the potential of hydrochar as a soil amendment. Waste Management, 159”: 75-83. Bouyoucos, G. J. (1962). Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils 1. Agronomy journal, 54 (5): 464-465. Breulmann, M., van Afferden, M., Müller, RA., Schulz, E., Fühner, C. (2017a). Process conditions of pyrolysis and hydrothermal carbonization affect the potential of sewage sludge for soil carbon sequestration and amelioration. J Anal Appl Pyrolysis, 124: 256–265. Devereux, R. C., Sturrock, C. J., Mooney, S. J. (2012). The effects of biochar on soil physical properties and winter wheat growth. Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh, 103 (1): 13-18. Dong, H., Leung, A. K., Chen, R., Lourenco, S., Kamchoom, V. (2023). Changes in pore-size distribution and hydraulic conductivity of compacted soils by grass-derived hydrochar. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 149 (9): 04023079. Dong, H., Leung, A. K., Liu, J., Chen, R., Lui, W. (2024). Microstructural investigation of the unsaturated hydraulic properties of hydrochar-amended soils. Acta Geotechnica, 19 (2): 833-853. Eibisch, N., Durner, W., Bechtold, M., Fuß, R., Mikutta, R., Woche, S. K., Helfrich, M. (2015a). Does water repellency of pyrochars and hydrochars counter their positive effects on soil hydraulic properties? Geoderma, 245: 31–39. Fang J., Gao B., Chen J., and Zimmerman A. R. (2015). Hydro-chars derived from plant biomass under various conditions: Characterization and potential applications and impacts. Chemical Engineering Journal, 267: 253–259. Flannery, R. L., & Markus, D. K. (1980). Automated analysis of soil extracts for phosphorus, potassium, calcium, and magnesium. Journal of the Association of Official Analytical Chemists, 63(4): 779-787. Fu, M.M., Mo, C., Li, H., Zhang, Y.N., Huang, W.X., Wong, M.H. (2019). Comparison of physicochemical properties of biochars and hydrochars produced from food wastes. J. Clean. Prod: 236: 117637. Funke, A, Ziegler F (2010) Hydrothermal carbonization of biomass: a summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering. Biofuels Bioprod Biorefin: 4:160–177. Ge, M., Wang, B., Chen, B., Xie, H., Sun, H., Sun, K., & Feng, Y. (2024). Hydrochar and Its Dissolved Organic Matter Aged in a 30-Month Rice–Wheat Rotation System: Do Primary Aging Factors Alter at Different Stages?. Environmental Science & Technology, 58(6): 3019-3030. Haluschak, P. (2006). Laboratory methods of soil analysis. Canada-Manitoba soil survey: 3, 133. Heilmann, S. M., Davis, H. T., Jader, L. R., Lefebvre, P. A., Sadowsky, M. J., Schendel, F. J. (2010). Hydrothermal Carbonization of Microalgae. Biomass Bioenerg, 34: 875-882. Hseu, Z. Y., Jien, S. H., Chein, W. H., Liou, R. (2014). Impacts of biochar on physical properties and erosion potential of a mudstone slope land soil. The scientific world journal. J.A. Libra, K.S. Ro, C. Kammann, A. Funke, N.D. Berge, Y. Neubauer, M.-M. Titirici, C. Fühner, O. Bens, J. Kern, K.-H. (2011). Emmerich, Hydrothermal carbonization of biomass residuals: a comparative review of the chemistry, processes and applications of wet and dry pyrolysis, Biofuels, 2: 89–124. Kambo, H. S., Dutta, A. (2015). A comparative review of biochar and hydrochar in terms of production, physico-chemical properties and applications. Renew Sust Energ Rev, 45:359–378. khodarahmi, Y., Soltani mohamadi, A., Boroomand Nasab, S., Naseri, A. (2019). The effect of modified biochar and hydrochar on reducing nitrate leaching in loam soil under unsaturated conditions. Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 13 (3): 761-772. (In Persian) Klute, A., Dirksen, C. (1986). Hydraulic conductivity and diffusivity: Laboratory methods. Methods of soil analysis: Part 1 physical and mineralogical methods, 5: 687-734. Laird D., Fleming P., Wang B., Horton R., Laird Z., Karlen, D. (2010). Biochar impact on nutrient leaching from a Midwestern agricultural soil. Geoderma, 158: 436–442. Lehmann J. (2007). A Handful of Carbon. Nature, 447: 143-144. Lehmann, J., S. Joseph. (2009). Biochar for environmental management: science and technology: Earthscan. Li, X. H., Han, P. and X. C. Zhang. (2012). Effect of biochar on soil aggregates in the Loess Plateau: results from incubation experiments. International Journal of Agriculture and Biology, 14: 975-979. Libra, J. A, Ro, K. S, Kammann, C., Funke, A., Berge, N. D., Neubauer, Y., Titirici, M. M., Fühner, C., Bens, O., Kern, J., Emmerich, K.H. (2011). Hydrothermal carbonization of biomass residuals: a comparative review of the chemistry, processes and applications of wet and dry pyrolysis. Biofuels, 2:71–106. Libra, J.A., K.S. Ro, C. Kammann, A. Funke, N.D. Berge, Y. Neubauer, J. Kern. (2011). Hydrothermal carbonization of biomass residuals: a comparative review of the chemistry, processes and applications of wet and dry pyrolysis. Biofuels, 2 (1): 71-106. Reza, M.T., Wirth, B., Luder., U. (2014). Behavior of selected hydrolyzed and dehydrated products during hydrothermal carbonization of biomass, Bioresour. Technol, 169: 352–361. Mau, V., Arye, G., Gross, A. (2020). Poultry litter hydrochar as an amendment for sandy soils. Journal of Environmental Management, 271: 110959. Mau, V., Arye, G., Gross, A. (2020). Poultry litter hydrochar as an amendment for sandy soils. J. Environ. Manag: 271, 110959. Nakhshiniev, B., M.K. Biddinika, H.B. Gonzales, H. Sumida, K. Yoshikawa. (2014). Evaluation of hydrothermal treatment in enhancing rice straw compost stability and maturity. Bioresource Technol, 151: 306-313. Naoko, A., Phillip, E.S. (2002). Roles of water for chemical reactions in high-temperature water. Chem. Rev, 102: 2725–2750. Nikravesh, I., Boroomandnasab, S., Naseri, A.A., Soltani Mohammadi, A. (2018). Investigating the effect of wheat straw biochar and hydrochar on physical properties of a sandy loam soil. Journal of Water and Soil, 32 (2): 378-397 )in Persian(. Osooli, H., Karimi, A., Shirani, H. (2022). Biochar amount and Particle Sizes Effects on Plant Available Water, Stomatal Resistance, Root Dry Weight and Water Use Efficiency of Wheat. Applied soil research, 10(2): 66-78 )in Persian(. Ouyang, L., Wang, F., Tang, J., Yu, L., Zhang, R. (2013). Effects of biochar amendment on soil aggregates and hydraulic properties. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 13: 991–1002. Peng, N., Li, Y., Liu, T., Lang, Q., Gai, C., Liu, Z. (2017). Polycyclic aromatic hydrocarbons and toxic heavy metals in municipal solid waste and corresponding hydrochars. Energy Fuel, 31:1665–1671. Sevilla, M., Fuertes, A.B. (2009). Chemical and Structural Properties of Carbonaceous Products Obtained by Hydrothermal Carbonization of Saccharides. Chem-Eur J, 15: 4195-4203. Sohi, S., Lopez-Capel, E., Krull, E., Bol, R. (2009). Biochar, climate change and soil: A review to guide future research. CSIRO Land and Water Science Report, 64. Stella Mary, G., Sugumaran, P., Niveditha, S., Ramalakshmi, B., Ravichandran, P., Seshadri, S. (2016). Production, characterization and evaluation of biochar from pod (Pisum sativum), leaf (Brassica oleracea) and peel (Citrus sinensis) wastes. Int J Recycl Org Waste Agricult, 5:43–53. Titirici, M.M., Demir-Cakan, R., Baccile, N., Antonietti, M. (2009). Carboxylate-Rich Carbonaceous Materials holding capacity. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 2: 103 –111. Walkley, A., Black, I. A. (1934). An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil science, 37(1), 29-38. Xu, G., Lv, Y., Sun, J., Shao, H., Wei, L. (2012). Recent advances in biochar applications in agricultural soils: benefits and environmental implications. CLEAN–Soil, Air, Water, 40(10): 1093-1098. Xu, H., Shan, Y., Ling, N., Ren, L., Qu, H., Liu, Z., Xu, G. (2023). Divergent effects of food waste derived hydrochar on hydraulic properties and infiltration in a sandy soil. Journal of Hydrology: 626, 130267. Xue,Y., Gao, Y., Yao, Y., Inyang, Zhang, M., Zimmerman, K. S. (2012). Hydrogen peroxide modification enhances the ability of biochar (hydrochar) produced from hydrothermal carbonization of peanut hull to remove aqueous heavy metals: batch and column tests, Chemical engineering journal, 200: 673–680.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 4 |