Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Shirvani
مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Haghighat joo
مریم حقیقت جو

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

The Interaction of Zn with Acid and Calcarous Soils Treated with Biochar
Nowadays, due to population growth and growing demand for food in the world, it is common to use chemical fertilizers in agriculture, which cause a lot of environmental impacts. One of the alternative methods is the use of organic materials as soil amendment. Application of organic conditioners, like biochar, has great impacts on soil general properties and fate of nutrient and metals in soils. This research aims to estimate the effect of different levels of biochar produced from pyrolysis of sugarcane residue in two different temperatures on Zinc (Zn) adsorption, desorption and hysteresis in two types of acidic and calcareous soils. The biochars samples were produced in 350 ° C and 600 ° C in the absence of oxygen. Then, the effects of adding different amounts of biochars, 0,1, 3 and 6% to two an acidic and a calcareous soils were studied in factorial experiment in a completely randomized design with three replications. The biochar amended soil samples were incubated for 30 days at 25±1 ° C and 80% of field capacity. Subsequently, some general characteristics of the soils were measured. Also, Zn adsorption and desorption experiments were carried out using the batch method. Suspensions with a soil:solution ratio of 1:10 were prepared using calcium chloride solution containing different Zn concentrations. Zinc sorption isotherms were prepared by plotting the amounts of Zn sorbed by the soil samples vs. the corresponding Zn concentration in the soil solution. After completion of the sorption, desorption experiment was performed according to the sequential dilution method until Zn concentration was below the detection limit of Atomic Absorption Spectrometer. The results showed that the use of biochar in calcareous and acidic soil increased some general soil chemical characteristics including EC, CEC, total carbon, as well as concentration of some nutrients, such as K, Ca, Mg, P and available heavy metals concentrations. The results showed that Freundlich and Langmuir models were the best fitted models to the Zn sorption data of calcareous and acid soils, respectively. The increase in biochar levels caused significant increase in adsorption equilibrium pH in both types of soils. The Zn adsorption percentage had a significant increase for acid soil at all biochar application levels but for the calcareous soil at the only at the level of 6% of biochar significant increase in Zn sorption percentage was observed as compared to the control. By comparing the adsorption and desorption branches of the isotherms, hysteresis phenomenon has been observed in both types of soils which have been quantified through numerous indices which showed that biochar addition increased Zn hysteresis in the soils. It seems that the most positive effects of biochar application would be observed in acid soils due to its effects on the soil pH and Zn soption-desorption process. Keywords: Biochar, Acid soil, Calcareous soil, Adsorption-Desorption, Isotherm Hysteresis.
امروزه با توجه به افزایش جمعیت و دغدغه تأمین نیازهای غذایی مردم جهان استفاده از کودهای شیمیایی مرسوم شده و صدمات زیست محیطی زیادی را وارد نموده است. یکی از روش های جایگزین استفاده از زغال زیستی به عنوان اصلاح‌کننده خاک ها می باشد. کاربرد اصلاح کننده های آلی مانند زغال زیستی تأثیر قابل توجهی بر ویژگی های عمومی خاک، سرنوشت عناصر غذایی و فلزات سنگین در خاک دارد. هدف از این پژوهش، ارزیابی تأثیر سطوح مختلف زغال زیستی حاصل از پیرولیز بقایای نیشکر در دو دمای مختلف بر جذب و واجذب روی در دو نوع خاک اسیدی و آهکی است. زغال های زیستی در دو دمای 350 و 600 درجه سلسیوس به مدت 4 ساعت و در شرایط عدم حضور اکسیژن تولید شدند. سپس تأثیر افزودن مقادیر 0، 1، 3 و 6 درصد زغال زیستی به دو خاک اسیدی و آهکی به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و با 3 تکرار بررسی شد. نمونه ها به مدت 30 روز در دمای 1±25 درجه سلسیوس و 80 درصد ظرفیت زراعی نگهداری شده و سپس برخی از ویژگی های عمومی هر کدام از خاک ها اندازه گیری گردید.آزمایش های جذب و واجذب روی با استفاده از تکنیک پیمانه ای صورت گرفت. تیمارها با نسبت 1:10 خاک به محلول کلرید کلسیم حاوی غلظت های مختلف روی برای آزمایش های هم دمای جذب تهیه شدند و پس از اتمام جذب، مراحل واجذب در یک غلظت مشخص به روش رقیق سازی متوالی انجام شد تا غلظت روی به زیر حد تشخیص دستگاه جذب اتمی رسید. نتایج نشان داد به طور کلی کاربرد زغال زیستی در خاک آهکی و اسیدی برخی ویژگی های عمومی خاک شامل EC، CEC، کربن کل، غلظت برخی عناصر شامل پتاسیم، کلسیم، منیزیم، فسفر و غلظت قابل دسترس برخی فلزات سنگین را افزایش داد. مدل های فروندلیچ و لانگمویر به ترتیب بهترین برازش را بر داده های جذب روی در خاک های آهکی و اسیدی نشان دادند. افزایش سطوح زغال زیستی سبب افزایش معنی دار pH تعادلی جذب در هر دو نوع خاک شد. درصد جذب روی نیز در خاک اسیدی در تمام سطوح و در خاک آهکی در سطح 6 درصد زغال زیستی نسبت به شاهد افزایش داشت. دمای پیرولیز رفتار معنی داری را برای این دو پارامتر نشان نداد. با توجه به عدم تطابق شاخه hy;های جذب و واجذب هم دماها در خاک های مورد مطالعه پدیده پسماند در هر دو نوع خاک مشاهده و به روش های متعددی کمی شدند . به طور کلی، کاربرد زغال زیستی در خاک آهکی باعث تشدید پسماند روی شد ولی در خاک اسیدی پسماند نسبتاً ًکمتر بوده و مقادیر بیشتری از روی جذب شده در خاک آزاد گردید. به نظر می رسد بیشترین اثرات مثبت افزودن زغال زیستی بر ویژگی های شیمیایی خاک و جذب روی در خاک های اسیدی مشاهده شود. کلمات کلیدی : زغال زیستی، خاک اسیدی، خاک آهکی، هم دمای جذب- واجذب روی، پسماند

ارتقاء امنیت وب با وف بومی