تاثير نوع زيتوده و دماي گرماكافت بر برخي ويژگي‌هاي شيميايي و فيزيكي زغال‌ زيستي

Effect of different feedstock and pyrolysis temperature on some chemical and physical properties of biochar

فرآوري پسماندهاي آلي و بازگشت آنها به خاك، كمك شاياني به كشاورزي پايدار مي­نمايد. زغال زيستي (Biochar) حاصل از فرايند گرماكافت (Pyrolysis) پسماندهاي آلي است. ويژگي­هاي شيميايي و فيزيكي زغال زيستي به‌طور معني‌داري متأثر از ويژگي­هاي زيتوده اوليه و نيز دماي فرايند گرماكافت مي‌باشد. لذا اين پژوهش جهت ارزيابي ويژگي‌هاي شيميايي و فيزيكي زغال زيستي حاصل از باگاس نيشكر، كاه برنج، خاك اره و برگ درخت كنوكارپوس كه در دماي گرماكافت 400، 700 و 900 درجه سانتي‌گراد فراوري شدند، اجرا شد. تيمارها در آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي و در سه تكرار اعمال شدند. نتايج نشان داد كه در هر دو گروه، تيمارها به‌طور جداگانه و نيز اثر متقابل آنها بر ميزان ­pH، هدايت الكتريكي، ظرفيت تبادل كاتيوني، سطح ويژه، نسبت C/N‌، غلظت كل عناصر غذايي، كاتيون­هاي ريز­مغذي و نيز سرب در زغال­هاي زيستي، تاثير متفاوت و معني­داري داشتند. افزايش دماي گرماكافت از 400 به 900 درجه سانتي­گراد سبب كاهش ظرفيت تبادل كاتيوني زغال زيستي حاصل از باگاس نيشكر، كاه برنج، خاك اره و برگ كنوكارپوس به ترتيب به ميزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 سانتي­مول بر كيلو­گرم شد. ولي افزايش دماي گرماكافت از 400 به 900 درجه سانتي­گراد موجب افزايش سطح ويژه زغال زيستي باگاس نيشكر، كاه برنج، خاك اره و برگ كنوكارپوس به ترتيب به ميزان 3/153، 1/241، 9/283 و 2/21 متر­مربع ­بر‌گرم شد. با توجه به نتايج بدست آمده مي­توان كاربرد زغال­هاي زيستي توليدشده در دماي 400 درجه سانتي­گراد را به ترتيب اولويت زغال­ زيستي حاصل از برگ كنوكارپوس، كاه برنج، باگاس نيشكر و خاك اره براي افزايش ظرفيت تبادل كاتيوني و بهبود ذخيره عناصر غذايي قابل دسترس پيشنهاد كرد.

Organic residues processing and their reversion to soil is helpful to build up a sustainable agriculture. Biochar is product of organic residue pyrolysis. Biochar chemical and physical characteristics are significantly affected by pyrolysis temperatures and its feedstocks. Therefore an experiment was conducted to evalute some properties of biochar produced from four feedstocks viz: sugarcane bagasse, rice straw, wood sawdust and conocarpus leaves, which processed by three pyrolysis temperatures vis: 400, 700 and 900°‌C .The treatments replecated three time and laid out in a factorial experiment with the completely randomized design. Results showed that each group of treatments separatelye as well as their interaction had significantly different effect on biochar pH, EC,‌ CEC, specific surface area, C/N ratio and total element concentration as well as pb and cationic micro‌nutrients availability. Increasing the pyrolysis temperature from 400 to 900°‌C, decreased CEC in biochar drived from rice straw, conocarpus leaves, sugarcane bagasse and wood sawdust by 73/9, 37/7, 36/0 and 21/9 cmol+/kg, respectively. But increasing temperature from 400 to 900°‌C, improved specific surface area of bagasse, rice straw, sawdust and conocarpus leaves biochar by 153/3, 241/1, 283/9 and 21/2 m2/g, respectively. It is suggested that at pyrolysis temperatures of 400°‌C with prioritize of biochar derived from conocarpus leaves, 2- rice straw, 3- sugarcane bagasse and 4- wood sawdust can be used to improve cation exchange capacity as well as improving available nutrients reservoir.