تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,099,047 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,206,638 |
بررسی ویژگیهای فیزیکو شیمیایی زغالهای زیستی تهیه شده از بقایای ذرت و باگاس نیشکر در دماهای مختلف گرماکافت | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
مقاله 18، دوره 50، شماره 3، مرداد 1398، صفحه 725-739 اصل مقاله (1.46 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2018.259525.667933 | ||
نویسندگان | ||
اکبر کریمی1؛ عبدالامیر معزی* 2؛ مصطفی چرم3؛ نعیمه عنایتی ضمیر4 | ||
1دانشجوی دکتری علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
2دانشیار گروه علوم ومهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
3استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
4دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
چکیده | ||
گرماکافت زیستتودهها و تولید زغال زیستی روش مناسبی برای مدیریت پسماندهای کشاورزی، ترسیب کربن و بهبود ویژگیهای خاک میباشد. مطالعه ویژگیهای ساختاری و فیزیکو شیمیایی زغال زیستی، که به نوع زیستتوده و دمای گرماکافت بستگی دارد، در شناسایی کاربرد مناسب زغال زیستی در خاک بسیار مهم است. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات ویژگیهای زغال زیستی تهیه شده از بقایای ذرت و باگاس نیشکر در دماهای مختلف گرماکافت بود. این پژوهش در شرایط آزمایشگاهی، در قالب طرح کاملاً تصادفی با هشت تیمار بقایای ذرت و باگاس نیشکر و زغالهای زیستی آنها و در سه تکرار انجام شد. زغالهای زیستی در شرایط گرماکافت آهسته و در دماهای 200، 350 و 500 درجه سلسیوس تهیه شدند. نتایج نشان داد افزایش دمای گرماکافت از 200 به 500 درجه سلسیوس در تیمارهای بقایای ذرت و باگاس نیشکر سبب کاهش عملکرد (بهترتیب 2/29 و 6/23 درصد)، مواد فرار (6/43 و 1/57 درصد)، ظرفیت تبادل کاتیونی (8/29 و 5/32 درصد) و نسبتهای اتمی (C/N)، هیدروژن به کربن (H/C) و اکسیژن به کربن (O/C) شد، در حالیکه سبب افزایش درصد خاکستر زغالهای زیستی بقایای ذرت و باگاس نیشکر (بهترتیب 3/20 و 3/42 درصد)، کربن تثبیت شده (3/23 و 8/14 درصد)،pH ، EC، ترکیبات آروماتیک و غلظت عناصر غذایی شد. غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم در تیمارهای بقایای ذرت بیشتر از باگاس نیشکر بود، اما نسبت C/N در تیمارهای باگاس نیشکر بیشتر بود. با توجه به این پژوهش میتوان نتیجهگیری کرد که زغالهای زیستی تهیه شده در دمای 500 درجه سلسیوس در ترسیب کربن در خاک مؤثرتر هستند، در حالیکه زغالهای زیستی تهیه شده در دماهای 200 و 350 درجه سلسیوس برای بهبود حاصلخیزی خاک مناسبتر هستند. | ||
کلیدواژهها | ||
بقایای کشاورزی؛ زیستتوده؛ حاصلخیزی خاک؛ ترسیب کربن | ||
مراجع | ||
Afrasiabi B., Adhami E., and Owliaei H.R. (2017). Effect of biochar produced at different temperatures on cadmium availability in a calcareous soil under different moisture regims over time. Journal of Water and Soil. 31(3): 811-821. (In Farsi) Beheshti, M., Alikhani, H., Motesharezadeh, B. and Mohammadi, L. (2016). Quality variations of cow manure biochar generated at different pyrolysis temperatures. Iranian Journal of Soil and Water Research, 47(2), 259-267. (In Farsi) Beheshti, M., Alikhani, H. (2016). Quality variations of biochar generated from wheat straw during slow pyrolysis process at different temperatures. Water and Soil Science. 26(2), 189-201. (In Farsi) Bird, M. I., McBeath, A. V., Ascough, P. L., Levchenko, V. A., Wurster, C. M., Munksgaard, N. C., Smernik, R. J. and Williams, A. (2017). Loss and gain of carbon during char degradation. Soil Biology and Biochemistry. 106, 80-89. Cantrell, K. B., Hunt, P. G., Uchimiya, M., Novak, J. M. and Ro, K. S. (2012). Impact of pyrolysis temperature and manure source on physicochemical characteristics of biochar. Bioresource technology. 107, 419-428. Dai, Zh., Xiaojie Zhang, X., Tang C., Muhammad N., Wu, J., Brookes, P. C. and Xu, J. (2017). Potential role of biochars in decreasing soil acidification - A critical review. Science of the Total Environment. 581, 601-611. Domingues, R. R., Trugilho, P. F., Silva, C. A., de Melo, I. C. N., Melo, L. C., Magriotis, Z. M. and Sánchez-Monedero, M. A. (2017). Properties of biochar derived from wood and high-nutrient biomasses with the aim of agronomic and environmental benefits. PloS one, 12(5), 0176884. Fathi Gerdelidani, A., Mirseyed Hosseini, M. and Farahbakhsh, M. (2015). Some effects of spent mushroom compost and bagasse biochar on alkaline phosphatase activity and phosphorus availability in some calcareous soils. Iranian Journal of Soil and Water Research. 46(4), 801-812. (In Farsi) Gai, X., Wang, H., Liu, J., Zhai, L., Liu, S., Ren, T., and Liu, H. (2014). Effects of feedstock and pyrolysis temperature on biochar adsorption of ammonium and nitrate. PloS one. 9(12), 113888. Hamzenejad Taghlidabad, R., and Sepehr, E. (2018). Heavy metals immobilization in contaminated soil by grape-pruning-residue biochar. Archives of Agronomy and Soil Science. 46(8), 1041-1052. Ippolito, J. A., Ducey, T. F., Cantrell, K. B., Novak, J. M. and Lentz, R. D. (2016). Designer, acidic biochar influences calcareous soil characteristics. Chemosphere. 142, 184–191. Kloss, S., Zehetner, F., Dellantonio, A., Hamid, R., Ottner, F., Liedtke, V., Schwanninger, M., Gerzabek, M.H. and Soja, G. (2012). Characterization of slow pyrolysis biochars: effects of feedstocks and pyrolysis temperature on biochar properties. Journal of Environmental Quality. 41(4), 990-1000. Khanmohammadi, Z., Afyuni, M. and Mosaddeghi, M. (2016). Effect of Pyrolysis Temperature on Chemical Properties of Sugarcane Bagasse and Pistachio residues Biochar. Applied Soil Research. 3(1), 1-13. (In Farsi) Lehmann, J. and Joseph, S. (2009). Introduction. In: Lehmann, J., Joseph, S. (Eds.), Biochar for Environmental Management, Science and Technology. Earth scan, London. Lehmann, J., Rillig, M. C., Thies, J., Masiello, C. A., Hockaday, W. C. and Crowley, D. (2011). Biochar effects on soil biota–a review. Soil Biology and Biochemistry. 43(9), 1812-1836. Lehmann, J. and Joseph, S. (Eds.). (2015). Biochar for environmental management: science, technology and implementation. Routledge. Mandal, S., Donner, E., Vasileiadis, S., Skinner, W., Smith, E., Lombi, E. (2018). The effect of biochar feedstock, pyrolysis temperature, and application rate on the reduction of ammonia volatilisation from biochar-amended soil. Science of the Total Environment. 627, 942–950. Najafi, G., Ghobadian, B., Tavakoli, T. and Yusaf, T. (2009). Potential of bioethanol production from agricultural wastes in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 13(6-7), 1418-1427. Novak, J. M., Lima, I., Xing, B., Gaskin, J. W., Steiner, C., Das, K. C., Ahmedna, M., Rehrah, D., Watts, D. W., Bussher, W.J. and Schomberg, H. (2009). Characterization of design biochar produced at different temperatures and their effects on loamy sand. Environmental Science. 3, 195-206. Nguyen, B. and Lehmann, J. (2009). Black carbon decomposition under varying water regimes. Organic Geochemistry 40, 846- 853. Qi, F., Dong, Z., Lamb, D., Naidu, R., Bolan, N. S., Ok, Y. S., Liu, C., Khan, N., Johir, M. A. H. and Semple, K. T. (2017). Effects of acidic and neutral biochars on properties and cadmium retention of soils. Chemosphere. 180, 564-573. Rafiq, M. K., Bachmann, R. T., Rafiq, M. T., Shang, Z., Joseph, S. and Long, R. (2016). Influence of pyrolysis temperature on physico-chemical properties of corn stover (Zea mays L.) biochar and feasibility for carbon capture and energy balance. PloS one, 11(6), 0156894. Rehrah, D., Bansode, R. R., Hassan, O. and Ahmedna, M. (2016). Physico-chemical characterization of biochars from solid municipal waste for use in soil amendment. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 118, 42-53. Samavat. (2011). Role of oil organic matter in soil fertility. In: The 1st Iranian Fertilizer Challenges Congress, 1-3 March, Tehran, Iran. pp. 1-11. (In Farsi) Sheng, Y., Zhu, L., 2018. Biochar alters microbial community and carbon sequestration potential across different soil pH. Science of the Total Environment. 622–623, 1391–1399. Singh, R., Babu, J. N., Kumar, R., Srivastava, P., Singh, P. and Raghubanshi, A. S. (2015). Multifaceted application of crop residue biochar as a tool for sustainable agriculture: an ecological perspective. Ecological Engineering. 77, 324–347. Singh, B., Camps-Arbestain, M. and Lehmann, J. (Eds.). (2017). Biochar: a guide to analytical methods. Csiro Publishing. Singla, A., Dubey, S. K., Singh, A. and Inubushi, K. (2014). Effect of biogas digested slurry-based biochar on methane flux and methanogenic archaeal diversity in paddy soil. Agriculture, Ecosystems and Environment. 197, 278-287. Song, D., Tang, J., Xi, X., Zhang, S., Liang, G., Zhou, W. and Wang, X. (2018). Responses of soil nutrients and microbial activities to additions of maize straw biochar and chemical fertilization in a calcareous soil. European Journal of Soil Biology. 84, 1-10. Wang, M., Zhu, Y., Cheng, L., Andserson, B., Zhao, X., Wang, D. and Ding, A. (2018). Review on utilization of biochar for metal-contaminated soil and sediment remediation. Journal of Environmental Sciences. 63, 156 – 173. Weber, K. and Quicker, P. 2018. Properties of biochar. Fuel. 217, 240-261. Yang, D. I. N. G., Yunguo, L. I. U., Shaobo, L. I. U., Huang, X., Zhongwu, L. I., Xiaofei, T. A. N., Guangming Z. E. N. G. and Lu, Z. H. O. U. (2017). Potential Benefits of Biochar in Agricultural Soils: A Review. Pedosphere. 27(4), 645-661. Zhao, B., O'Connor, D., Zhang, J., Peng, T., Shen, Z., Tsang, D. C. and Hou, D. (2018). Effect of pyrolysis temperature, heating rate, and residence time on rapeseed stem derived biochar. Journal of Cleaner Production. 174, 977-987. Zheng, H., Wang, Z., Deng, X., & Xing, B. (2013). Impact of pyrolysis temperature on nutrient properties of biochar. In Functions of Natural Organic Matter in Changing Environment (pp. 975-978). Springer, Dordrecht. Zhu, X., Chen, B., Zhu, L. and Xing, B. (2017). Effects and mechanisms of biochar-microbe interactions in soil improvement and pollution remediation: A review. Environmental Pollution. 227: 98-115.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 906 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 674 |