การศึกษาโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบเคมีของถ่านชีวภาพจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรเพื่อใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดิน
คำสำคัญ:
ถ่านชีวภาพ, วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร, โครงสร้างจุลภาค, วัสดุปรับปรุงดินบทคัดย่อ
การศึกษาโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบเคมีของถ่านชีวภาพจากเศษวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ได้แก่ ต้นไมยราบยักษ์ ฝักหางนกยูง และซังข้าวโพด เพื่อใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดิน ถ่านชีวภาพที่ใช้ในการศึกษานี้ได้จากกระบวนการเผาแบบไพโรไลซิส ที่อุณหภูมิ 400-600 องศาเซลเซียส ถ่านชีวภาพที่ได้มาวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของถ่านชีวภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราดและองค์ประกอบเคมีด้วยเครื่องวิเคราะห์ธาตุองค์ประกอบด้วยการวัดพลังงานของรังสีเอ็กซ์ที่หลุดออกมา จากตัวอย่าง พบว่า โครงสร้างจุลภาคของถ่านชีวภาพจากต้นไมยราบยักษ์ มีรูพรุนขนาดประมาณ 10 - 15 ไมโครเมตร โครงสร้างจุลภาคของถ่านชีวภาพจากฝักต้นหางนกยูง มีรูพรุนขนาดประมาณ 40 - 50 ไมโครเมตร และในรูพรุนขนาดใหญ่ยังมีรูพรุนขนาดเล็กขนาด 2 - 10 ไมโครเมตร แทรกอยู่ และโครงสร้างจุลภาคของถ่านชีวภาพจากซังข้าวโพด มีรูพรุนขนาดประมาณ 10 – 15 ไมโครเมตร องค์ประกอบเคมีของถ่านชีวภาพทั้ง 3 ชนิด มีลักษณะคล้ายกัน คือประกอบด้วย คาร์บอนเป็นธาตุหลัก มีซิลิกอน แคลเซียมและโพแทสเซียมเป็นธาตุรอง แต่ปริมาณของโพแทสเซียมในถ่านขีวภาพจากซังเข้าโพดและฝักหางนกยูงมีปริมาณสูงกว่าถ่านชีวภาพจากต้นไมยราพยักษ์อย่างเห็นได้ชัด จากผลการวิเคราะห์นี้สามารถทำนายได้ว่า ถ่านชีวภาพของวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรทั้ง 3 ชนิด มีสมบัติที่เหมาะสมเพื่อใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดิน เนื่องจากมีความพรุนตัวสูงทำให้สามารถดูดน้ำและธาตุอาหารได้ดี
Downloads
References
บุญรักษ์ กาญจนวรวณิชย์. (2560). สาระน่ารู้: เถ้าแกลบ ของเหลือสารพัดประโยชน์. สืบค้นจาก https://www.mtec.or.th/academic-services/mtec-knowledge/865
เสาวคนธ์ เหมวงษ์. (2557). ผลของถ่านชีวภาพจากไม้ไผ่และแกลบต่อผลผลิต และประสิทธิภาพการดูดใช้ไนโตรเจน ของข้าวพันธุ์ชัยนาท 1. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมหาวิทยาลัยอุบลราชธานี, 16(1): 69-75.
อัญชลี นิลสุวรรณ และลดา มัทธุรศ. ผลของวัสดุปลูกชนิดแกลบที่ปรับปรุงการดูดซับไนเตรตด้วยสารลด
แรงตึงผิวต่อการเจริญเติบโตของมะเขือเทศ. การประชุมวิชาการระดับชาติวลัยลักษณ์วิจัย ครั้งที่ 11 วันที่ 27-28 มีนาคม 2562 (หน้า 1-9). นครศรีธรรมราช.
องค์ความรู้ถ่านชีวภาพ. (2557). ถ่านชีวภาพ. เพชรบุรี: ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยทรายอันเนื่องมาจากพระราชดำริ
อรสา สุกสว่าง. (2561). ประโยชน์และแนวทางการใช้ไบโอชาร์ (ถ่านชีวภาพ) สำหรับเกษตรอินทรีย์ไทย.ในการประชุม BioFach South East Asia 12 – 14 กรกฎาคม 2561, กรุงเทพมหานคร.
Abel, S., Peters, A., Trinks, S., Schonsky, H., Facklam, M., & Wessolek, G. (2013). Impact of biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma, 202, 183-191.
Asai, H., Samson, B. K., Stephan, H. M., Songyikhangsuthor, K., Homma, K., Kiyono, Y., & Horie, T. (2009). Biochar amendment techniques for upland rice production in Northern Laos: 1. Soil physical properties, leaf SPAD and grain yield. Field Crops Research, 111(1–2), 81-84.
Ayhan D., (2004). Determination of calorific values of bio-chars and pyro-oils from pyrolysis of beech Trunkbarks. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 72: 215–219.
Borchard, N., Wolf, A., Laabs, V., Aeckersberg, R., Scherer, H. W., Moeller, A., & Amelung, W. (2012). Physical activation of biochar and its meaning for soil fertility and nutrient leaching - a greenhouse experiment. Soil Use and Management, 28(2), 177-184.
Cao, X., & Harris, W. (2010). Properties of dairy-manure-derived biochar pertinent to its potential use in remediation. Bioresource Technology, 101(14), 5222-5228.
Daosukho, S., Kongkeaw, A., & Oengeaw, U. (2012). The development of durian shell biochar as a nutrition enrichment medium for agricultural purpose: part 1 chemical and physical characterization. Bulletin of Applied Sciences Department of Science Service, 1(1), 133-141.
Eykelbosh, A.J., Johnson, M.S., Queiroz, E.S.d, Dalmagro, H.J., & Couto, E.G. (2014). Biochar from sugarcane filtercake reduces soil CO2 emissions relative to raw residue and improves water retention and nutrient availability in a highly-weathered tropical soil. Plos one, 9(6), 1-9.
Farneselli, M., Benincasa, P., Tosti, G., Simonne, E., Guiducci, M., & Tei, F. (2015). High fertigation frequency improves nitrogen uptake and crop performance in processing tomato grown with high nitrogen and water supply. Agricultural Water Management, 154, 52-58.
Houben, D., Evrard, L., & Sonnet, P. (2013). Mobility, bioavailability and pH-dependent leaching of cadmium, zinc and lead in a contaminated soil amended with biochar. Chemosphere, 92(11), 1450-1457.
International Biochar Initiative. (2015). Standardized Product definition and product testing guidelines for biochar that is used in soil. Retrieved from https:// www.biochar- international. org/wp-content/uploads/2018/04/IBI_Biochar_Stan dards_V2.1_Final.pdf
Johannes, L. (2007). A handful of carbon. Nature, 447(7141), 143-144.
Kallayasiri, W., & Wijitkosum, S. (2013). The effect of biochar on improvement of macronutrients in sandy clay used for growing upland rice. In the 3rd international conference on sciences and social sciences 2013: research and development for sustainable life quality. Maha Sarakham: Rajabhat MahaSarakham University.
Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi, J., Grossman, J., O'Neill, B., & Neves, E.G. (2006). Black carbon increases cation exchange capacity in soils. Soil science society of america journal, 70(5), 1719-1730.
Li, X.M., Shen, Q.R., Zhang, D.Q., Mei, X.L., Ran, W., Xu, Y.C., & Yu, G.H. (2013). Functional groups determine biochar properties (pH and EC) as studied by two-dimensional C-13 NMR correlation spectroscopy. Plos one, 8(6). 1-7.
Morales, M.M., Comerford, N., Guerrini, I.A., Falcao, N.P.S., & Reeves, J.B. (2013). Sorption and desorption of phosphate on biochar and biochar-soil mixtures. Soil Use and Management, 29(3), 306-314.
Ohsowski, B.M., Klironomos, J.N., Dunfield, K.E., & Hart, M.M. (2012). The potential of soil amendments for restoring severely disturbed grasslands. Applied Soil Ecology, 60(0), 77-83.
Ulyett, J., Sakrabani, R., Kibblewhite, M., & Hann, M. (2014). Impact of biochar addition on water retention, nitrification and carbon dioxide evolution from two sandy loam soils. European Journal of Soil Science, 65(1), 96-104.
Singh, B., Dolk, M.M., Shen, Q., & Camps-Arbestain, M. (2017). Chapter 3: Biochar pH, electrical conductivity and liming potential. Biochar: A Guide to Analytical Methods, (p.23). Australia: Csiro Publishing.
Yao, Y., Gao, B., Chen, H., Jiang, L., Inyang, M., Zimmerman, A. R., & Li, H. (2012). Adsorption of sulfamethoxazole on biochar and its impact on reclaimed water irrigation. Journal of Hazardous Materials, 209–210(0), 408-413.
Zhao, X.-r., Li, D., Kong, J., & Lin, Q.-m. (2014). Does biochar addition influence the change points of soil phosphorus leaching. Journal of Integrative Agriculture, 13(3), 499-506.
