تولید بیوچار از شاخ و برگ هرس شده درخت هلو و خصوصیات کیفی آن در دماهای مختلف

بیشتر خاک های مناطق خشک و نیمه خشک کمتر از یک درصد ماده آلی دارند و عمدتا کمبود ماده آلی عامل محدوده کننده ای است. سالانه میلیون ها تن شاخ و برگ هرس شده درختان در سطح کشور تولید می شود که می تواند در تامین ماده آلی و بهبود حاصلخیزی خاک ها سهیم باشند. وجود پسماندهای آلی ناشی از فعالیت های کشاورزی، پیامدهای ناگوار کوتاه و درازمدتی را برای کشاورزی و محیط زیست ایجاد کرده است. یکی از راهکارهای فایق آمدن بر این مسایل، تبدیل پسماندهای آلی به بیوچار است. بیوچار یک اصلاح کننده خاک آلی بسیار پایدار، متخلخل، غنی از کربن و ریزدانه است که از پیرولیز بقایای آلی به دست می آید. بیوچار خصوصیات مختلف فیزیکی (ساختمان خاک، جرم مخصوص ظاهری، هدایت هیدرولیکی)، شیمیایی (pH، ظرفیت تبادل کاتیونی، میزان مواد آلی) و زیستی خاک (فعالیت میکروبی، تنوع میکروبی، فعالیت آنزیمی و جمعیت میکروبی) را تحت تاثیر قرار داده و موجب بهبود حاصلخیزی خاک می شود. هدف از تحقیق حاضر، تولید بیوچار ازشاخ و برگ هرس شده درخت هلو برای اولین بار در کشور و بررسی اثر دماهای مختلف پیرولیز بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن است. مواد و

شاخ و برگ هرس شده درختان هلو از باغات اطراف شهرستان گرگان تهیه شد و پس از تبدیل به خاک اره، به آزمایشگاه انتقال داده شدند. سپس، در کوره الکتریکی تحت گاز آرگون و در دماهای 300، 400، 500، 600 و 700 درجه سانتیگراد و با زمان ماندگاری یک ساعت، بیوچارهای متنوعی تولید شد. آنگاه، خصوصیات بیوچارهای تولید شده شامل درصد عملکرد، درصدد خاکستر، اسیدیته ، شوری ،درصد کربن آلی، درصد نیتروژن کل، پتاسیم، فسفر، کلسیم و منیزیم قابل تبادل، اندازه گیری شدند.

عملکرد بیوچارهای تولیدشده با افزایش دما کاهش معنی داری داشت. بیشترین درصد عملکرد در دماهای پیرولیز300 و 400 درجه سانتیگراد مشاهده شد. بیشترین میزان کربن آلی (65 درصد) و نیتروژن کل (55/0 درصد) نیز، در دمای 400 درجه سانتی گراد به دست آمد. کیفیت بیوچار با افزایش دما به تدریج کاهش معنی داری یافت، بطوریکه بیشترین شوری (88/0 دسی زیمنس یر متر)، بیشترین اسیدیته (6/8)، و کمترین عملکرد (23 درصد) در بیوچار تولید شده در دمای 700 درجه سانتی گراد مشاهده شد. بیشترین مقدار خاکستر (73 درصد) در بیوچار 700 درجه سانتی گراد و بیشترین ظرفیت نگهداری آب (085/0 گرم بر گرم) نیز، در بیوچارهای تولید شده در دماهای 300 و 400 درجه سانتیگراد به دست آمد.

ازآنجایی که با افزایش دمای فرایند پیرولیز، اسیدیته و شوری بیوچار تولید شده از شاخ و برگ هرس شده درختان هلو افزایش یافته و درصد عملکرد و میزان کربن آلی آن کاهش یافتند، لذا تولید بیوچار از شاخ و برگ هرس شده درختان هلو در دمای 400 درجه سلسیوس جهت استفاده در عملیات اصلاح اراضی شور و قلیایی توصیه می گردد.