Farklı piroliz sıcaklıklarında elde edilen biyokömürün mısır bitkisinin bitki besin elementleri üzerine etkisi

Year 2022, Volume: 59 Issue: 1, 171 - 181, 30.03.2022

Mahmut Tepecik , Hüseyin Hüsnü Kayıkçıoğlu , Sıdıka Kılıç

https://doi.org/10.20289/zfdergi.894427

Cited By: 2

Abstract

Amaç: Bu çalışmada Belediye park ve bahçe budama atıklarından farklı piroliz sıcaklıklarında 300, 500 ve 700 °C de biyokömür elde edilmiştir. Farklı dozlarda uygulanarak, mısırın toprak üstü aksamının (gövde+yaprak) bitki besin elementleri ile yaş ve kuru ağırlıkları incelenmiştir.
Materyal ve Yöntem: Saksı denemesi şeklinde yapılan çalışmada, tesadüf parselleri deneme desenine göre 3 tekrarlı, 3 farklı piroliz sıcaklığındaki T1 (300°C), T2 (500°C) ve T3 (700°C) 5 biyokömür dozu bunlar; kontrol, 1 t/da, 2 t/da, 3 t/da ve 6 t/da olarak uygulanmış ve toplamda (3x5x3) 45 saksı ile yürütülen denemede test bitkisi olarak Hido silajlık mısır (Zea mays L.) çeşidi yetiştirilmiştir.
Araştırma Bulguları: En yüksek N ve B elementleri 300°C’de elde edilen biyokömür uygulamasında en düşük ise 700°C’de elde edilen biyokömür uygulamasında elde edilmiştir. Fosfor, potasyum, kalsiyum, mağnezyum, demir, çinko, bakır ve mangan elementleri en yüksek 700°C de elde edilen biyokömür uygulamasında, en düşük ise 300°C’de elde edilen biyokömür uygulamasında belirlenmiştir. En yüksek yaş ve kuru ağırlık değerleri sırasıyla 700°C ve 300°C’deki uygulamalarında saptanmıştır.
Sonuç: Biyokömür uygulamalarının tarla çalışmalarında uzun dönemlere göre planlanması ve toprak analiz sonuçlarına göre biyokömür uygulamalarının yapılması daha çok fayda sağlayabilir. Genel olarak piroliz sıcaklığı 700°C’de ve 6 t/da biyokömür uygulaması önerilebilir. .

Keywords

karbon, makro element, mikro element, Tarımsal atık, verim

Supporting Institution

Ege Üniversitesi

Project Number

FLP-2019-21330

Thanks

Bu çalışma Ege Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından Proje No: FLP-2019-21330 olarak desteklenmiştir. Katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

Effects of biochar obtained at different pyrolysis temperatures on plant nutrients of maize

Abstract

Objective: In this study, biochar was obtained from municipal park and garden pruning wastes at different pyrolysis temperatures at 300, 500 and 700° C. Contents of plant nutrients, fresh and dry weights above-ground parts (stem+leaf) of maize were investigated.
Material and Methods: In pot experiment study, 5 biochar doses were obtained at 3 different pyrolysis temperatures T1 (300° C), T2 (500° C) and T3 (700° C), 3 replicates according to the randomized plot trial design control, 1 t/da, 2 t/da, 3t/da and 6 t/da. Experiment conducted with 45 pots (3x5x3), Hido silage maize (Zea mays L.) variety was grown as a test plant.
Results: The highest N and B elements were obtained biochar application at 300°C while the lowest ones at 700°C. Phosphorus, potassium, calcium, magnesium, iron, zinc, copper and manganese elements were also determined and the highest values were obtained at 700°C and the lowest ones at 300°C in biochar application. The highest fresh and dry weight were obtained at 700°C and 300°C, respectively.
Conclusion: Biochar applications for long periods in field studies and according to the results of soil analysis can provide more benefits. Generally, the pyrolysis temperature of 700°C and 6 t/da biochar application can be recommended.

Keywords

Agricultural waste, carbon, macro element, micro element, yield

Project Number

FLP-2019-21330

References

• Acir, Y. & E. Halil, 2020. Biochar uygulamalarının ekmeklik buğdayın kadmiyum (Cd) alımına etkisi. Akademik Ziraat Dergisi, 9 (2): 327-336. DOI: http://dx.doi.org/10.29278/azd.813360
• Akgül, G., 2017. Biyokömür; üretimi ve kullanım alanları. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi 5 (4): 485-499. DOI: 10.15317Scitech. 2017.107
• Akkurt, B., H. Günal, H. Erdem & E. Günal, 2020. Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 8 (1): 1-13. DOI: 10.33409/tbbbd.756797.
• Alak, H. C. & N. M. Müftüoğlu, 2017. Hümik asit uygulamalarının alınabilir potasyum üzerine etkisi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 2 (2): 61-66.
• Amad, M., A. U. Rajapaksha, J. E. Lim, M. Zhang, N. Bolan, D. Mohan, M. Vithanage, S. S. Lee & Y. S. Ok, 2014. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere, 99: 19-33. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2013.10.071
• Banik, C., M. Lawrinenko. S. Bakshi & D. A. Laird, 2018. Impact of pyrolysis temperature and feedstock on surface charge and functional group chemistry of biochars. Journal of Environmental Quality, 47 (3): 452-461. DOI: 10.2134/jeq2017.11.0432
• Bremner, J. M., 1965. Total Nitrogen Methods of Soil Analysis. Part 2.Chemical and Microbiological Properties. Ed. C. A. Black. American Society of Agronomy, 1085-1121.
• Çakır, H. N. & K. M. Çimrin, 2018. Kentsel arıtma çamur uygulamalarının etkisi: I. Mısır bitkisi ve topraktaki bazı besin maddesi (N, P, K, Ca, Mg) içerikleri üzerine etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 21 (6): 882-890. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.452930
• Demirbas, A., T. Karakoy, H. Durukan & H. Erdem, 2017. The impacts of the biochar addition in different doses on yield and nutrient uptake of the chickpea plant (Cicer arietinum L.) under the conditions with and without incubation. Fresenius Environmental Bulletin, 26 (12): 8328-8336.
• Demirbaş, A. & A. Çoşkan, 2019. Biyokömür ve Kadmiyum Uygulamalarının Mısır Bitkisinin Verimine ve Besin Elementleri Alımına Etkileri. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 7 (2): 109-114. DOI: https://doi.org/10.24925/turjaf.v7isp2.109-114.3169
• Dias, B. O., C. A. Silva, F. S. Higashikawa, A. Roig & M. A. Sánchez-Monedero, 2010. Use of biochar as bulking agent for the composting of poultry manure; effect on organic matter degradation and humification. Bioresource Technology, 101 (4):1239-1246. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.09.024
• Erdem, H., A. Kınay, E. Gunal, H. Yaban & Y. Tutus, 2017. The effects of biochar application on cadmium uptake of tobacco. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 12 (2): 447-456.
• Güngör, K., 2018. Hümik Asit Uygulamalarının Mısır (Zea mays L.) Bitkisinin Kök Gelişimi ve Besin Elementleri Alımına Etkisi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 44 s.
• Inal, A., A. Gunes, O. Sahin, M. B. Taskin & E. C. Kaya, 2015. Impacts of biochar and processed poultry manure, applied to a calcareous soil, on the growth of bean and maize. Soil Use and Management, 31 (1): 106-113.2.
• İrget, M. E., M. Tepecik, H. Çakıcı, D. Anaç, İ. Z. Atalay & H. Çolakoğlu, 2010. Farklı taban gübrelerinin dane mısır üretiminde verim ve besin maddesi alımına etkisi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 5.Ulusal Bitki Besleme ve Gübre Kongresi Bildiriler Kitabı Özel Sayısı, 6-11.
• Jones, J. B. Jr., B. Wolf & H. A. Mills. 1991. Plant Analysis Handbook. A Practical Sampling, Preparation, Analysis, and Interpretation Guide. Micro-Macro Publishing, Athens.
• Kacar, B. & A. İnal, 2008. Bitki Analizleri. Nobel Yayın Dağıtım, Ankara, 892.
• Kambo, H. S. & A. Dutta, 2015. A Comparative review of biochar and hydrochar in terms of production, physico-chemical properties and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 45 (2): 359-378. DOI: 10.1016/j.rser.2015.01.050
• Kaya, E. C., H. Akça, M. B. Taşkın, M. M. Mounirou & T. Kaya, 2019. Biyokömür ve fosfor uygulamalarının mısır ve çeltik bitkilerinin gelişimi ve mineral element konsantrasyonlarına etkileri. Toprak Su Dergisi, 8 (1): 46-54. https://doi.org/10.21657/topraksu.544679
• Korkmaz, A. N., Özdemir, C. Gülser, R. Kızılkaya & A. Horuz, 2005. Fındık ve mısırda borlu gübrelemenin verim ve bor kapsamına etkileri. 125-132.I Ulusal Bor Çalıştayı. 28-29 Nisan 2005 TAEK-Ankara.
• Lehmann, J., 2007. Bio-energy in the black. Frontiers in Ecology and Environment, 5 (7): 381-387. https://doi.org/10.1890/1540-9295 (2007)5[381:BITB]2.0.CO;2
• Lott, W. L., J. P. Nery, J. R. Gall. & J. C. Medcoff, 1956. Leaf Analysis Technique in Coffe Research, IBEC. Research Inst. Publish No: 9: 21-24.
• Namlı, A., M. O. Akça & H. Akça, 2017. Tarımsal atıklardan elde edilen biyokömürün buğday bitkisinin gelişimi ve bazı toprak özellikleri üzerine etkileri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 5 (1): 39-47.
• Noulas, C. H, P. Stamp, A. Soldati & M. Liedgens, 2004. Nitrogen use efficiency of spring wheat genotypes under field and lysimeter conditions. Journal of Agronomy and Crop Science 190 (2):111-118.
• Oberle, S. L. & D. R. Keeney, 1990b. Soil type, precipitation and fertilizer N effects on Corn yields. Journal of Production Agriculture, 3:522-527.
• Reuters, D. J. & J. B. Robinson, 1997. Plant Analysis. An Interpretation Manual. 2nd ed. CSIRO Publishing: Melbourne.
• Sevilir, B., 2019. Çeşitli Organik Atıklardan Elde Edilen Biyokömür ve Hidrokömürlerin Mısır Bitkisi Yetiştirilen Sera Koşullarında Toprak Bakteriyel Çeşitliliği Üzerindeki Etkilerinin Belirlenmesi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 59s.
• Sümer, S. K., Y. Kavdır. & G. Çiçek, 2016. Türkiye’de tarımsal ve hayvansal atıklardan biyokömür üretim potansiyelinin belirlenmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Doğa Bilimleri Dergisi, 19 (4): 379-387.
• Wolf, B., 1971. The determination of boron in soil extracts, plant materials, composts, manures, water and nutrient solutions. Communications in Soil Science and Plant Analysis 2: 363-374.
• Xu, D. J., Cao, Y. Li, A. Howard. & K. Yu, 2019. Effect of pyrolysis temperature on characteristics of biochars derived from different feedstocks: A case study on ammonium adsorption capacity. Waste Management, 87: 652-660. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.02.049.
• Yağmur, B. & B. Okur, 2018. Bazı doğal toprak düzenleyicilerin mısır (Zea mays L.) bitkisinin verim parametreleri üzerine etkileri. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 55 (4):471-477. https://doi.org/10.20289/zfdergi.419225.