عنوان

تأثیر بیوچار کاه و کلش گندم بر جذب و واجذب فسفر در چهار خاک با اسیدیتی متفاوت,‮‭Effect of wheat straw-derived biochar on phosphorus sorption and desorption in four soils with differing acidity‬

Number

‭۱۹۸۶۷پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تأثیر بیوچار کاه و کلش گندم بر جذب و واجذب فسفر در چهار خاک با اسیدیتی متفاوت

Parallel Title Proper

‮‭Effect of wheat straw-derived biochar on phosphorus sorption and desorption in four soils with differing acidity‬

First Statement of Responsibility

/لاریسا قدس‌زاد

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۹۲‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

علوم خاک گرایش شیمی و حاصلخیزی خاک

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۰۶/۱۹‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

کشاورزی مدرن به مصرف کودهای فسفری برای حفظ قابلیت تولید وابسته است و کارایی مصرف این کودها به‌صدلیل تثبیت فسفر مصرفی توسط خاک عموما کم است .اخیرا بیوچار به‌صعنوان ماده‌صای برای مدیریت ضایعات، کاهش تغییرات اقلیمی، تولید انرژی و بهبوددهنده حاصلخیزی خاک، توجه بسیاری از محققان را به‌صصصخود جلب کرده‌ص‍ است .اما تحقیقات جامعی در زمینه تأثیر بیوچار بر شیمی فسفر خاک به‌صویژه در خاک‌صهای ایران انجام نشده است .بر این اساس این تحقیق با هدف مطالعه تأثیر بیوچار تولید شده از کاه و کلش گندم در دو دمای ‮‭۳۰۰‬ و ‮‭۶۰۰‬ درجه سلسیوس، بر ویژگی‌صهای جذب و واجذب فسفر در ‮‭۴‬ نمونه خاک با ‮‭pH‬ متفاوت و با استفاده از روش هم‌صدمای جذب و واجذب انجام شد .در این پژوهش، بیوچار از پیرولیز زیست‌صتوده کاه و کلش گندم در کوره الکتریکی و در حضور گاز آرگون در دو دمای ‮‭۳۰۰‬ و ‮‭۶۰۰‬ درجه سلسیوس به‌صمدت ‮‭۱‬ ساعت و با سرعت انتقال گرمای ‮‭۱۰‬ درجه سلسیوس بر دقیقه تولید شد .کاه و کلش گندم و بیوچار تولید شده از این زیست‌صتوده جداگانه به‌صمیزان‮‭۰‬ ، ‮‭۳‬ و ‮‭۶‬ درصد وزنی به هر یک از نمونه خاک‌صهای مورد مطالعه افزوده شده و بعد از مخلوط شدن به‌صمدت ‮‭۳‬ ماه در دمای آزمایشگاه و در رطوبت معادل ظرفیت مزرعه‌ص‍ انکوبه شدند .سپس جذب و واجذب فسفر در خاک‌صهای شاهد و تیمار شده با کاه و کلش گندم و بیوچار مطالعه شد .براساس نتایج به‌صدست آمده سینتیک جذب فسفر توسط سه معادله الوویچ ساده شده، معادله شبه مرتبه دوم و دوثابته توصیف شد .برای داده‌صهای سینتیک واجذب فسفر نیز سه معادله الوویچ ساده شده، شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم به‌صعنوان معادله برتر معرفی شدند .نتایج آزمایشات هم‌صدما نشان داد که بیوچارهای تولید شده از کاه و کلش گندم در دو دمای ‮‭۳۰۰‬ و ‮‭۶۰۰‬ درجه سلسیوس در محدوده غلظتی مورد مطالعه قادر به جذب فسفر از محلول آبی نبودند و فسفر را به محلول آزاد کردند .به‌صعلت غلظت قابل توجه فسفر در بیوچارهای تولید شده، سه ماه پس از افزوده شدن به خاک فسفر قابل استخراج با عصاره‌صگیر اولسن در خاک-های مورد مطالعه به‌صطور معناصدار نسبت به خاک‌صهای شاهد افزایش یافت .در خاک‌صهای تیمار شده با کاه و کلش گندم با افزایش سطوح مصرفی، جذب و درصد واجذب فسفر نسبت به خاک شاهد به‌صترتیب افزایش و کاهش یافت .شاخص پس‌صماند در خاک‌صهای تیمار شده با کاه و کلش گندم، به‌صاستثنای خاک قلیایی با ‮‭pH‬ معادل ‮‭۲۹/۸‬ که با کاه و کلش گندم در سطح ‮‭۳‬ درصد تیمار شده بود، نسبت به خاک شاهد کاهش یافت .با افزودن بیوچار تولید شده در دو دمای ‮‭۳۰۰‬ و ‮‭۶۰۰‬ درجه سلسیوس در دو سطح ‮‭۳‬ و ‮‭۶‬ درصد به دو خاک اسیدی مورد مطالعه با ‮‭pH‬ معادل ‮‭۵۵/۴‬ و‮‭۰۲/۶‬ ، با افزایش دمای پیرولیز و سطوح مصرفی، جذب فسفر نسبت به خاک شاهد کاهش و درصد واجذب و شاخص پس‌صماند نسبت به خاک شاهد افزایش یافت .با افزودن بیوچار تولید شده در دمای ‮‭۳۰۰‬ درجه سلسیوس در دو سطح ‮‭۳‬ و ‮‭۶‬ درصد و بیوچار تولید شده در دمای ‮‭۶۰۰‬ درجه سلسیوس در سطح ‮‭۳‬ درصد به خاک قلیایی با ‮‭pH‬ معادل ‮‭۴۱/۷‬ جذب فسفر نسبت به خاک شاهد کاهش و درصد واجذب فسفر افزایش یافت، اما تغییرات جذب فسفر در این خاک پس از افزودن بیوچار تولید شده در دمای ‮‭۶۰۰‬ درجه سلسیوس در سطح ‮‭۶‬ درصد به غلظت اولیه فسفر افزوده شده وابسته بود به‌صطوری‌صکه در این خاک در بیش‌صترین غلظت اولیه فسفر افزوده شده ‮‭(۲۰۰‬ میلی‌صگرم فسفر بر لیتر (جذب فسفر نسبت به خاک شاهد افزایش و در غلظت‌صهای اولیه کم‌صتر فسفر افزوده شده جذب نسبت به خاک شاهد کاهش یافت .همچنین در این خاک درصد فسفر واجذب شده نسبت به خاک شاهد کاهش یافت .شاخص پس‌صماند در خاک قلیایی با ‮‭pH‬ معادل ‮‭۴۱/۷‬ پس از افزودن بیوچارهای تولید شده در دو دمای ‮‭۳۰۰‬ و ‮‭۶۰۰‬ درجه سلسیوس، نسبت به خاک شاهد به‌صترتیب افزایش و کاهش یافت .با افزودن بیوچار تولید شده در دمای ‮‭۳۰۰‬ درجه سلسیوس در سطح ‮‭۳‬ درصد به خاک قلیایی با ‮‭pH‬ معادل ‮‭۲۹/۸‬ نیز در تمامی غلظت‌صهای تعادلی فسفر، جذب فسفر نسبت به خاک شاهد کاهش یافت، اما در سایر تیمارهای بیوچار این خاک جذب فسفر وابسته به غلظت اولیه فسفر افزوده شده بود به‌صطوری‌صکه جذب نسبت به خاک شاهد در غلظت‌صهای تعادلی کم و زیاد به‌صترتیب کاهش و افزایش یافت .درصد فسفر واجذب شده و شاخص پس‌صماند در خاک قلیایی با‮‭pH‬ معادل ‮‭۲۹/۸‬ تیمار شده با دو نوع بیوچار در دو سطح ‮‭۳‬ و ‮‭۶‬ درصد با افزایش دمای پیرولیز و سطوح مصرفی بیوچار نسبت به خاک شاهد کاهش یافت .براساس معادله فروندلیچ برای داده‌صهای جذب فسفر، نیاز استاندارد فسفر در خاک‌صهای تیمار شده با کاه و کلش گندم و بیوچار نسبت به خاک شاهد افزایش و کاهش یافت .برای داده‌صهای نگهداشت فسفر تغییرات نیاز استاندارد فسفر با تغییرات مجموع درصد فسفر واجذب شده پس از تیمار با کاه و کلش گندم و بیوچار رابطه عکس داشت .نتایج این پژوهش نشان داد که ظرفیت بافری فسفر در خاک‌صهای تیمار شده با بیوچار متأثر از ‮‭pH‬ خاک، دمای پیرولیز و سطوح مصرفی بیوچار و غلظت اولیه فسفر افزوده شده بود

Text of Note

Modern agriculture is dependent on phosphorus (P) fertilizers application to support productivity. These fertilizers use efficiency is generally low due to phosphorus retention in soils. Recently biochar as a material for waste management, mitigation of climate change, production of energy and ameliorator of soil fertility has attracted the attention of most of the researchers. However up to now, limited comprehensive studies have been done on the effect of biochar on the chemistry of phosphorus in soils of Iran. Hence, the purpose of this research was to study the effect of wheat straw-derived biochar produced at 300 and 600 C (B300 and B600, respectively) on phosphorus sorption and desorption characteristics in 4 soil samples with differing acidity by sorption and desorption isotherms. In this study, biochar produced in electrical oven under Ar gas pressure at 300 and 600 C with 1 hour residence time and 10 C heating rate. Produced biochars and wheat straw were added seperately at 3 rates of 0, 3 and 6 percent of soil weight and incubated at room temperature for 3 months at field capacity. Then, sorption and desorption of phosphous of control and treated soils were studied. Based on the results, phosphorus sorption kinetics were described by simple Elovich, two-constant and Pseudo-second order equations. For phosphorus desorption kinetics, simple Elovich, Pseudo-first order and Pseudo-second order equations were introduced as the best equations. Results of isotherm studies showed that wheat straw-derived biochars (B300 and B600) in the studied concentration range, could not not adsorb phosphorus and released phosphorus to the solution. Due to significant concentration of phosphorus in produced biochars, after 3 months incubation, the extractable phosphorus (Olsen-P) in the soils treated with biochars was increased significantly in comparison to control soils. In the soils treated with wheat straw, with the increasing of application rate, phosphorus sorption and desorption increased and decreased respectively. Except the alkaline soil with pH=8.29 which was treated with wheat straw at the rate of 3 , hysteresis index decreased in all soils treated with wheat straw. By treatment of two studied acidic soils (pH=4.55 and pH=6.02) with B300 and B600 at the rate of 3 and 6 , phosphorus sorption decreased and percentage of desorbed phosphorus and hysteresis index increased by increasing of pyrolysis temperature and application rates in comparison to control soils. By application of B300 at the rates of 3 and 6 and B600 at the rate of 3 to the alkaline soil (pH=7/41), sorption and desorption of phosphorus decreased and increased respectively. But phosphorus sorption after the application of B600 at the rate of 6 in this soil, was dependent on initial concentration of added phosphorus, so that in this soil at the highest initial concentration of added phosphorus (200 mg P L-1) sorption incresead in comparison to control soil, but at lower initial concentration of added phosphorus, sorption decreased. As well as in this soil the percentage of desorbed phosphorus decresead. Hysteresis index in the soil with pH=7/41, after the application of B300 and B600 incresead and decreased respectively in comparison to control soil. By application of B300 at the rate of 3 , to the alkaline soil with pH= 8.29 the sorption of phosphorus decreased at all of the equilibrium phosphorus concentration. But in the rest treatments of this soil (soil/biochar mixtures), phosphorus sorption was dependent on initial concentration of added phosphorus, so that at higher initial concentration of added phosphorus sorption incresead and at lower initial concentration of added phosphorus, sorption decreased. The percentage of desorbed phosphorus and hysteresis index in the soil with pH=8.29 treated with B300 and B600 at the rate of 3 and 6 decreased by the increase of pyrolysis temperature and application rate. According to Freundlich equation for phosphorus sorption data, standard phosphorus requirement in the soils treated with wheat straw and biochar, increased and decreased respectively. For phosphorus retention data, changes of standard phosphorus requirement had an inverse relation with the changes of the percentage of desorbed phosphorus after the application of wheat straw and biochar. The results of this study showed that phosphorus buffer capacity in soil/biochar mixtures were effected by soil pH, pyrolysis temperature, rate of biochar application and initial concentration of added phosphorus

Parallel Title

‮‭Effect of wheat straw-derived biochar on phosphorus sorption and desorption in four soils with differing acidity‬

قدس‌زاد، لاریسا

Ghodszad, Larissa

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی