Belediye Budama Atıklarından Farklı Piroliz Sıcaklıklarında Elde Edilen Biyokömürün, Mısır Bitkisinin Gelişimi ile Toprakları Bazı Kimyasal ve Mikrobiyal Özellikleri Üzerine Etkisi
Proje no. 21328 · Durum: Kapanmış · 2019
Özet
Artan enerji maliyetleri, sera gazı salınımları ve fosil yakıtların geri dönüşümsüz doğası ile ilgili kaygılar, biyokütlenin biyoyakıtlara ve diğer katma değerli yenilenebilir ürünlere dönüştürülmesinde önemli araştırmaların gerçekleştirilmesine sebep olmuştur. Biyokütle dönüştürme teknolojileri arasında öne çıkanlar işlemlerden biri olan piroliz, organik materyalin oksijen yokluğunda ısıtıldığı nispeten basit bir tekniktir. Bu araştırma, bir saksı çalışması olarak Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü deneme serasında 2020 yılında yürütülmüştür. Saksı denemesi tesadüf parselleri deneme deseninde ve üç tekerrürlü olacak şekilde kurulmuştur (n=45). Belediye budama atıkları kullanılarak üç farklı piroliz sıcaklığında (300, 500, 700°C) biyokömür elde edilmiştir. Beş farklı dozda (0, 10, 20, 30 ve 60 t ha-1) biyokömür uygulanması ile toprakların bazı biyolojik (toprak solunumu, dehidrogenaz aktivitesi) ve kimyasal özellikleri (pH, elektiriksel iletkenlik-EC, organik karbon, katyon değişim kapasitesi-KDK, N, P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Zn, Mn ve B) yanında mısır bitkisinin verimi (yaş bitki biyokütlesi) de incelenmiştir. Saksı denemesi sonuçlarından elde edilen verilerin istatistiksel analizine göre; “SICAKLIK”, “KONU” ve “SICAKLIK x KONU” faktörlerinin bağımlı değişkenler üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkisi saptanmıştır (P<0.01). Biyokömür uygulamalarına bağlı olarak incelenen parametreler kontrol toprakları ile karşılaştırıldığında %-48 ile %141 arasında önemli değişiklikler göstermişlerdir (P<0.05). Farklı piroliz sıcaklıklarında elde edilen biyokömür uygulamalarının bağımlı değişkenler üzerine etkisi istatistiksel olarak önemli düzeylerde farklılıklar göstermiştir. 300 °C piroliz sıcaklığında elde edilen biyokömürün, 500 ve 700 °C sıcaklıkta elde edilen biyokömüre göre daha kolay biyodegradasyona uğrayabildiği belirlenmiştir. Dolayısıyla mikrobiyal aktivite açısından en olumlu katkıyı 300 °C piroliz sıcaklığında elde edilen biyokömür uygulamaları yapmış olup, uygulama dozu açısından 20, 30 ve 60 t ha-1 dozları önerilebilir. Benzer şekilde alınabilir fosfor ile bor anyonları da 300 °C piroliz sıcaklığı biyokömür uygulamalarından en olumlu etkiyi görümüşlerdir. Dahası 60 t ha-1 uygulaması ile alınabilir bor konsantrasyonu en yüksek artışı yakalamıştır. Biyokömürün elde ediliş hammaddesine göre değişmekle birlikte yüksek pH’lara sahip biyokömürün toprakların pH değerini 75 günde %0.5-6.2 arasında arttırma potansiyelinin olduğu saptanmıştır. Bu durum asidik toprakların ıslahında önemli bir sonuç olarak değerlendirilmektedir. Toprak tuzluluğunun bir göstergesi olan EC değerinin, 700 °C ve 20, 30 ve 60 t ha-1 uygulamaları ile azalmış olması, tuzlu toprakların ıslahı için önemli bir sonuçtur. Biyokömür uygulamalarının tüm dozları tarafından önemli düzeyde etkilenen bir parametre olan KDK’da %31.3 oranında yükseltilme potansiyeli belirlenmiştir. Mikro elementlerden alınabilir Mn, Fe ve Cu açısından bağımsız değişkenlerin herhangi bir etkisi bulunmamıştır. Verim parametresinde ise 700 °C ve 60 t ha-1 uygulaması ile %71.4 oranında bir artış saptanmıştır. Organik bir toprak düzenleyicisi olan biyokömürün farklı piroliz sıcaklıkları ve uygulama dozlarındaki etkinlikleri farklı olmaktadır. Dolayısıyla toprakların iyileştirilmesi ve desteklenmesi istenen özelliklerine bağlı olarak piroliz sıcaklıklarının ve uygulama dozlarının belirlenmesi önerilebilir. İlaveten biyokömürün “Tarımda Kullanılan Organik, Mineral ve Mikrobiyal Kaynaklı Gübrelere Dair Yönetmelik”te de yer almasının ivedelikle sağlanmasının önemli olduğu düşünülmektedir.