نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
2 استاد گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
3 دانشیار گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
وجود
پسماندهای آلی ناشی از فعالیتهای کشاورزی، پیامدهای مشکلساز کوتاه و درازمدتی
را برای کشاورزان و سلامت محیط زیست ایجاد کرده است. باگاس نیشکر و بقایای پسته از
پسماندهای مهم کشاورزیهستند که مدیریت کاربرد آنها
ضروری است. یکی از راهکارهای استفاده از این بقایا اعمال فرآیند پیرولیز و تبدیل
آنها به بیوچار است. این
پژوهش با هدف بررسی برخی ویژگیهای باگاس نیشکر، بقایای پسته (شاخ و برگ خشکیده) و
بیوچار بهدست آمده از آنها تحت دماهای مختلف پیرولیز (300، 400 و 500 درجه
سلسیوس) انجام شد. نتایج
نشان داد که افزایش
دمای پیرولیز موجب کاهش
معنیدار مقدار تولید فاز جامد (عملکرد بیوچار) و افزایش میزان فازهای گاز و مایع
(شیرابه) شد (LSD0.05). همچنین افزایش دمای پیرولیز از 300 به 500 درجه سلسیوس سبب
افزایش معنیدار pH از 4/8
به 8/10 شد. پیرولیز
سبب افزایش مقدار کل عناصر غذایی
بیوچارهای بقایای مورد استفاده شد.
بهعلاوه نسبت کربن به نیتروژن در بیوچارهای تولید شده نسبت به بقایای اولیه کاهش
یافت. بهطور کلی مقادیر کل نیتروژن،
فسفر، پتاسیم و سدیم در تیمارهای بقایای پسته بیشتر از تیمارهای باگاس نیشکر بود.
از آنجاییکه بیوچارهای باگاس نیشکر دارای عناصر غذایی کمتر و کربن بیشتری
نسبت به بیوچارهای
بقایای پسته
بودند، مدیریت دقیقتری برای کاربرد در خاک بهعنوان کود و اصلاحکننده نیاز
دارند. از طرف دیگر شوری بقایای پسته و بیوچارهای آن بیشتر از تیمارهای باگاس
نیشکر بود. بنابراین ضروری است کاربرد بیوچار بقایای پسته در خاک همراه با آبشویی
یا برای کاشت گیاهان متحمل به شوری باشد. پیرولیز موجب افزایش مقدار کل آهن، روی، مس، منگنز، کروم و سرب در بیوچار هر دو
نوع بقایا شد. با
توجه به نتایج بهدست
آمده بهترین دمای پیرولیز برای
تولید بیوچار بقایای پسته و باگاس نیشکر بهترتیب 300 و 500 درجه سلسیوس
است.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Effect of Pyrolysis Temperature on Chemical Properties of Sugarcane Bagasse and Pistachio residues Biochar
نویسندگان [English]
- Zahra Khanmohammadi 1
- Majid Afyuni 2
- Mohammad Reza Mosaddeghi 3
1 P.h.D Student, Department of Soil Science, Isfahan University of Technology, Iran.
2 Professor, Department of Soil Science, Isfahan University of Technology, Iran
3 Associate Professor, Department of Soil Science, Isfahan University of Technology, Iran
چکیده [English]
Organic wastes from agricultural activities have created short- and long-term problematic consequences for farmers and environment. Sugarcane bagasse and pistachio residues are considered important agricultural residues for which application management is necessary. One of the management approaches is the pyrolysis process and transforming the residues into biochar. This study was conducted to investigate some characteristics of sugarcane bagasse, pistachios residues (dried foliar parts) and their biochars produced at different pyrolysis temperatures (300, 400 and 500 °C). The results showed increasing the pyrolysis temperature significantly reduced the percent of solid phase (i.e. biochar’s efficiency) and increased gas and liquid (leachate) phases (LSD0.05). Moreover, increasing the pyrolysis temperature from 300 to 500 °C significantly increased the biochar’s pH from 8.4 to 10.8. Pyrolysis led to an increment in the total content of nutrients for both residues. In addition, carbon to nitrogen ratio in the biochars was lower than that in the original residues. In general, total contents of nitrogen, phosphorus, potassium and sodium were greater in the pistachio treatments than in the sugarcane bagasse treatments. Since the sugarcane bagasse's biochars have less nutrients and higher carbon than the pistachio’s biochars, careful management is needed for their application in the soil as a fertilizer and amendment. On the other hand, salinity of the pistachio residues and its biochars was greater than that of sugarcane bagasse treatments. Therefore, it is probably necessary to combine application of biochar of pistachio residues with soil leaching, or to use it for cultivation of salt-resistant plants. Pyrolysis increased the total contents of iron, zinc, copper, manganese, nickel, chromium and lead in the biochars of both residues. Based on our results, it seems that the best pyrolysis temperatures for biochar production from pistachio residues and sugarcane bagasse are 300 and 500 °C, respectively.
کلیدواژهها [English]
- Biochar
- Pyrolysis
- Pistachios residues
- Sugarcane bagasse
- nutrients