پديد آورنده :
قاسمي، فاطمه
عنوان :
اثر بيوچار توليد شده از لجن فاضلاب بر ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك و رشد گياه گندم
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 70ص.: مصور،جدول، نمودار
استاد راهنما :
مجيد افيوني، مهران شيرواني
استاد مشاور :
بنفشه خليلي
توصيفگر ها :
زعال زيستي , اصلاح كننده خاك , آبگريزي , كود آلي , آب قابل دسترس
استاد داور :
محمدرضا مصدقي، حميدرضا عشقي زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/12/17
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/12/17
چكيده فارسي :
يك روش قابل قبول زيست¬محيطي و اقتصادي براي مديريت موثر لجن فاضلاب تبديل پيروليتيك آن به بيوچار و كاربرد بيوچار آن در كشاورزي مي¬باشد. پيروليز لجن فاضلاب به طور بالقوه مي¬تواند يك روش مناسب براي مديريت لجن در مقايسه با روش¬هاي معمول دفن در زمين و كاربرد مستقيم آن در كشاورزي است. اين فرآيند ضمن كاهش حجم بقاياي جامد و حذف پاتوژن¬ها و عوامل بيماري-زا در لجن، پيامدهاي مثبتي در خاك نيز دارد. اين پژوهش با هدف تبديل لجن فاضلاب به بيوچار و تاثير بيوچار حاصل از آن بر ويژگي¬هاي فيزيكي وشيميايي خاك و همچنين رشد گياه گندم انجام شد. در آزمايش اوليه، لجن فاضلاب در دو دماي 250 و 450 درجه سلسيوس پيروليز و به بيوچار تبديل شد. سپس در يك آزمايش گلخانه¬اي بيوچار حاصله به يك خاك لوم¬رسي آهكي افزوده و تحت كشت گندم قرار گرفت. اين پژوهش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در سه تكرار انجام شد. تيمارها شامل دو نوع بيوچار پيروليز شده در دماي 250 (B250) و 450 (B450) درجه سلسيوس و 4 مقدار بيوچار به همراه شاهد و مجموعاً 27 نمونه آزمايش در يك كشت گلخانه¬اي بودند. نتايج نشان داد افزودن بيوچار به خاك سبب كاهش چگالي ظاهري خاك شد. خاك تيمار شده با 4 سطح از B250 و 5/0 و 1 درصد از B450 آبگريزي و زاويه تماس خاك و آب بيشتري نسبت به شاهد داشت. با افزايش گنجايش مزرعه و نقطه پژمردگي دائم در تيمارهاي به كار برده شده رطوبت قابل دسترس خاك در تيمار چهار درصد از B250 و B450 افزايش يافت. پارامتر¬ آلفا برازش شده در مدل ونگنوختن در سطوح مختلف B250 و همچنين سطوح 2 و 4 درصد از B450 افزايش معني¬دار داشت و در سطوح 5/0 و 1 درصد از B450 كاهش يافت. پارامتر n در تيمار 5/0، 1، 2 و 4 درصد B250 و B450 در مقايسه با شاهدكاهش يافت. پارامتر رطوبت اشباع در چهار سطح از بيوچارها افزايش و پارامتر رطوبت باقي¬مانده كاهش يافت. افزودن بيوچار به خاك وزن خشك گياه گندم را در مقادير 5/0، 1 و 4 درصد از B250 و تمامي مقادير به كار برده شده B450 افزايش داد. استفاده از مقادير 5/0، 2 و 4 درصد از B250 و 5/0، 1،2 و 4 درصد از B450 سبب افزايش جذب نيتروژن گياه شد ولي افزودن بيوچار اثر معني-داري بر غلظت و جذب فسفر و پتاسيم گياه نداشت. جذب آهن و روي گياه در سطح آماري 5 درصد معني¬دار نبود ولي غلظت اين عناصر در گياه در تمامي تيمارها افزايش يافت. كاربرد چهار سطح B250 و B450 سبب افزايش نيتروژن كل خاك نسبت به نمونه شاهد شد. همچنين، فسفر قابل جذب خاك در تيمار 2 درصد از B250 و 4 درصد از B450 افزايش معني¬داري نسبت به شاهد داشت. اثر بيوچار بر پتاسيم و آهن قابل جذب و همچنين pH و EC خاك معني¬دار نشد. ميزان روي قابل جذب در تيمار 4 درصد از B250 و تيمار 2 درصد از B450 افزايش معني¬داري نسبت به شاهد داشت. همچنين، افزودن بيوچار سبب افزايش معني¬دار درصد كربن آلي خاك شد. در مجموع افزودن بيوچار لجن فاضلاب به خاك به عنوان ماده اصلاح¬كننده سبب بهبود ويژگي¬هاي فيزيكي و شيميايي خاك و رشد گياه گندم شد.
كلمات كليدي: زغال¬زيستي، اصلاح¬كننده خاك، آب¬گريزي، كود آلي، آب قابل دسترس
چكيده انگليسي :
Pyrolytic conversion of sewage sludge to biochar and its application in agriculture is an effective method for management of sludge in an acceptable environmental and economic way. Pyrolysis of sewage sludge could potentially be a method of choice for sludge management, especially in comparison with conventional landfilling methods and its direct application in agriculture. This process, while reducing the volume of solid residues and eliminating pathogens in the sludge, also has positive consequences on soil properties. The aim of this study was to produce biochar from pyrolysis of sewage sludge and to evaluate the effects of the biochar on the physical and chemical properties of the soil as well as the growth of wheat plant. In a preliminary experiment, the sewage sludge was pyrolyzed at two temperatures of 250 and 450° C and converted to biochar. Subsequently, the produced biochars were applied as soil amendments in a greenhouse study. Treatments included two types of pyrolyzed biochar at 250 ° C (B250) and 450 ° C (B450) and 4 amounts of biochars along with control and a total of 27 experimental samples in the greenhouse. This factorial study was conducted in a completely randomized design with three replications. The results showed that the addition of biochar to the soil reduced the apparent density of the soil. Soil treated with 4 levels of B250 and 0.5 and 1% of B450 had more hydrophobicity and soil-water contact angle than the control. With increasing field capacity and permanent wilting point in the applied treatments, the available soil moisture in the four levels of B250 and B450 significantly increased. The fitted alpha parameter in Wengnokhten model had a significant increase at different levels of B250 as well as 2% and 4% of B450 and decreased at 0.5 and 1% of B450. The n-parameter decreased in the soils treated with 0.5, 1, 2 and 4% of B250 and B450 compared to the control. Saturation moisture percentage increased in the soils amended with four levels of biochars. The dry weight of wheat plants increased with the addition of 0.5, 1 and 4% of B250 and all the levels of B450 to the soil. The use of 0.5, 2 and 4% of B250 and 0.5, 1, 2 and 4% of B450 increased plant nitrogen uptake. The uptake of iron and zinc by the plant was not statistically significant at the level of 0.5% but the concentration of these elements increased in all treatments. Application of all levels B250 and B450 increased the total soil nitrogen compared to the control sample. Soil bioavailable phosphorus in the soil treated with 2% of B250 and 4% of B450 had a significant increase compared to the control. The effect of biochar on soil available potassium and iron as well as pH and EC was not significant. The amount of available zinc in the soil treated with 4% of B250 and 2% of B450 had a significant increase compared to the control. Addition of biochar also significantly increased the percentage of soil organic carbon. In conclusion, the addition of sewage sludge biochar to the soil as a conditioner improved the physical and chemical properties of the soil and the growth of the wheat plants.
استاد راهنما :
مجيد افيوني، مهران شيرواني
استاد مشاور :
بنفشه خليلي
استاد داور :
محمدرضا مصدقي، حميدرضا عشقي زاده