Farkı bitki artıklarından ve değişik sıcaklıklarda elde edilen biyokömürlerin özellikleri

Toprağın bozulmuş ve sınırlayıcı özelliklerini belirleyerek, bu özelliklerin iyileştirilmesi için çözümler üretmek, toprağın sürdürülebilir ve verimli kullanımını sağlayabilecektir. Özellikle, toprakların düşük organik madde içeriği birçok soruna neden olmaktadır. Çeşitli bitki kalıntıları ve organik gübreler kullanılarak topraktaki organik madde içeriğinin artırılmasına yönelik çalışmalar birçok araştırmaya konu olmuştur. Bununla birlikte, son yıllarda, çeşitli bitki materyallerinin yüksek sıcaklıklarda pirolizi ile elde edilen biyokömür kullanımı popüler hale gelmiştir. Biyokömür kullanımı ile hem toprağın özellikleri iyileştirilir hem de sera etkisi azaltılır. Bunların yanı sıra çeşitli biyoyakıtların üretimini sağlar. Elde edilen biyokömürün özellikleri piroliz materyali ve sıcaklık ile değişir. Bu çalışmanın amacı, farklı sıcaklık koşullarında farklı bitki artıklarının pirolize edilerek biyokömür üretilmesi ve elde edilen biyokömürlerin bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesidir. Bu amaçla ayçiçeği sapı, ayçiçeği başı, mısır sapı, mısır koçanı ve buğday samanı, 300°C, 400°C, 500°C ve 600°C sıcaklıklarında biyokömüre dönüştürülmüştür. Kullanılan materyallerin biyokömür verimi, yüzey alanı, C/N oranı, pH ve EC değerleri ve su tutma kapasiteleri belirlenmiştir. Sonuçlar ışığında en yüksek yüzey alanı 300 °C'de ayçiçeği sapında bulunurken, en düşük yüzey alanı 300 °C'de buğday samanı olarak tespit edilmiştir. Mısır sapı ve mısır koçanı hariç tüm örneklerde C/N oranları artmıştır.

The properties of biochars derived from different plant residue and different pyrolysis temperatures

f the soil, producing solutions for the improvementof these properties will be able to providesustainable and efficient use of soil. Especially, loworganic matter content of soils causes manyproblems. Studies on increasing the organic mattercontent of soils by using various plant residues andorganic fertilizers constituted the subject of manyresearches. However, in recent years, the use ofbiochar obtained by pyrolysis of various plantmaterials at high temperatures has become popular.With the use of biochar, both the characteristics ofsoil are improved, and greenhouse effect is reduced.Furthermore, it provides the production of variousbiofuels. The attributes of obtained biochar varywith pyrolysis material and temperature. The aim ofthis study was to produce biochar by pyrolyzingdiverse plant residues in different temperatureconditions and determine some physical andchemical properties of the biochar. For this purpose,sunflower stalk, sunflower head, corn stalk, corn coband wheat straw were converted to biochar’s at 300°C, 400 °C, 500 °C, and 600 °C temperatures. Biocharyield, surface area, C/N ratio, pH and electricalconductivity (EC) values and water holdingcapacities of the experimental samples weredetermined. In the light of results, the highestsurface area was found in sunflower stalk at 300 °C,while the lowest surface area was detected as inwheat straw at 300 °C. The C/N ratios increased inall the samples except corn stalk and corn cob.

PDF

___

Bayram, Ö., 2015. Farklı tarımsal atıklardan üretilen biyoçarların çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniv Fen Bil. Ens, Yüksek Lisans Tezi, Tokat, 46s.
Brewer, C.E., Schmidt-Rohr, K., Satrio, J.A., Brown, R.C., 2009. Characterization of biochar from fast pyrolysis and gasification systems. Environ Prog Sustain Energy 28: 386–396.
Chan, K., Xu, Z., 2009. Biochar: Nutrient properties and their enhancement. Earthscan, London. Downie, A., Crosky, A., Munroe, P., 2009. Physical properties of biochar. In: Lehmann, J., Joseph, S. Biochar for Environmental Management Science and Technology. Earthscan, London, pp. 227–249.
Glaser, B., Lehmann, J., Zech, W., 2002. Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal. Biology and Fertility of Soils 35: (4) 219–230.
Gugino, B., Idowu, O., Schindelbeck, R., Van Es, H., MoebiusClune, B., Wolfe, D., Thies, J., Abawi, G., 2009. Cornell soil health assessment training manual. Edition 2.0, Cornell University, Geneva, NY.
Jindo, K., Mizumoto, H., Sawada, Y., Sanchez-Monedero, M.A., Sonoki, T., 2014. Physical and chemical characterization of biochars derived from different agricultural residues. Biogeosci 11: 6613-6621.
Kalderis, D., Kotti, M. S., Méndez, A., and Gascó, G., 2014. Characterization of hydrochars produced by hydrothermal carbonization of rice husk. Solid Earth, 5: 477–483.
Kloss, S., Zehetner, F., Dellantonio, A., Hamid, R., Ottner, F., Liedtke, V., Schwanninger, M., Gerzabek, M.H., Soja, G., 2012. Characterization of slow pyrolysis biochars. J. Environ. Qual. 41: 990–1000.
Lehmann, J., Gaunt, J. ve Rondon, M., 2006. Biochar sequestration in terrestrial ecosystems–a review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 11 (2): 403-427.
Minitab: Minitab reference manual (Release 7.1), Minitab Inc., State Coll PA, 16801, USA, 1995.
Novak, J. M., Busscher, W. J., Laird, D. L., Ahmedna, M., Watts, D. W., Niandou, M. A., 2009. Impact of biochar amendment on fertility of a southeastern coastal plain soil. Soil Science, 174 (2): 105-112.
Song, Y., Zhang, X., Ma, B., Chang, S. X., Gong, J., 2014. Biochar addition affected the dynamics of ammonia oxidizers and nitrification in microcosms of a coastal alkaline soil. Biology and Fertility of Soils, 50 (2): 321-332.
Spokas, K.A., Reicosky, D.C., 2009. Impacts of sixteen different biochars on soilgreen gas production. Annals of Environmental Science 3: 179-193.
Wright, A. F., Bailey, J. S., 2001. Organic carbon, total carbon, and total nitrogen determinations in soils of variable calcium carbonate contents using a Leco CN-2000 dry combustion analyzer. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 32 (19-20): 3243-3258.