การใช้ถ่านชีวภาพเป็นวัสดุพาหะสำหรับพัฒนาปุ๋ยไนโตรเจนละลายช้า
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การสูญเสียไนโตรเจนจากปุ๋ยยูเรียในดินผ่านกระบวนการต่าง ๆ เช่น การชะล้าง การระเหิด และการเปลี่ยนรูปโดยจุลินทรีย์ เป็นปัจจัยที่ลดประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ยและก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินสมรรถนะของถ่านชีวภาพจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร 3 ชนิด ได้แก่ ถ่านแกลบ ถ่านใบลิ้นจี่ และถ่านไม้ไผ่ ในการดูดซับและปลดปล่อยไนโตรเจนจากปุ๋ยยูเรียภายใต้สภาวะควบคุมในห้องปฏิบัติการ โดยใช้การออกแบบการทดลองแบบแฟกทอเรียลในแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ (CRD) จำนวน 4 ซ้ำ การทดลองประกอบด้วยสองปัจจัย ได้แก่ ชนิดของถ่านชีวภาพ (3 ชนิด) และระยะเวลาในการเขย่า (1, 2, 6 และ 24 ชั่วโมง) ผลการวิจัยพบว่า ถ่านแกลบมีความสามารถในการดูดซับได้สูงสุดในชั่วโมงแรก แต่ลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากนั้น ส่วนถ่านใบลิ้นจี่ และถ่านไม้ไผ่มีการดูดซับในอัตราที่คงที่และช้ากว่า โดยถ่านใบลิ้นจี่ปลดปล่อยไนโตรเจนได้เร็วที่สุดในช่วง 1-2 ชั่วโมงแรก แสดงให้เห็นว่าการดูดยึดด้วยแรงที่อ่อน ขณะที่ถ่านไม้ไผ่สามารถปลดปล่อยได้เร็วในช่วงแรกแต่สามารถรักษาไนโตรเจนไว้ได้ดีกว่าในระยะยาว อย่างไรก็ตาม ถ่านแกลบมีการดูดซับได้รวดเร็วแต่ปลดปล่อยไนโตรเจนได้ช้ากว่า ปัจจัยด้านระยะเวลาเขย่า พบว่า การเขย่า 1 ชั่วโมง มีผลทำให้การดูดซับไนโตรเจนสูงสุด และระยะเวลา 6 ชั่วโมง มีการปลดปล่อยไนโตรเจนมากที่สุด งานวิจัยนี้สรุปได้ว่า ถ่านแกลบมีคุณสมบัติที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการควบคุมการปลดปล่อยไนโตรเจนและเหมาะในการนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาปุ๋ยไนโตรเจนละลายช้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ยของพืช ลดการสูญเสียไนโตรเจน และส่งเสริมการเกษตรอย่างยั่งยืน
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
กรมพัฒนาที่ดิน. 2553. คู่มือการปฏิบัติงานกระบวนการวิเคราะห์ตรวจสอบดินทางเคมี. แหล่งข้อมูล: https://www.ldd.go.th/PMQA/2553/Manual/OSD-03.pdf. ค้นเมื่อ 2 พฤษภาคม 2566.
กิตจเมธ แจ้งศิริกุล, ศุถภาญจน์ ล้วนมณี, รมิดา ขันตรีกรม, ณัฐพงศ์ ศรีสมบัติ, แวดตา พลกุล และอนันต์ ทองภู. 2558. ศึกษาประเมินการสูญเสียของไนโตรเจนชนิดต่างๆ โดยการระเหิดจากดินโดยการบ่มดินในห้องปฏิบัติการ. แหล่งข้อมูล: http://www.doa.go.th/plan/wp-content/uploads/2021/04/2311.1ศึกษาการประเมินการสูญหายของปุ๋ยไนโตรเจนชนิดต่างๆโดยการระเหิดจากดินโดยการบ่มดิน.pdf. ค้นเมื่อ 3 สิงหาคม 2568.
ศรัณยพงศ์ กรินทร์ไตรทิพย์, คณิต ตังคณานุรักษ์, ฐิติมา รุ่งรัตนาอุบล และวัชรพงษ์ วาระรัมย์. 2565. การดูดซับและการปลดปล่อยแอมโมเนียมและออร์โธฟอสเฟตด้วยฟางข้าวและแกลบข้าวเพื่อใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดิน. วารสารวิจัย มข. (ฉบับบัณฑิตศึกษา). 22: 133-144.
Azeem, B., K. KuShaari, Z. B. Man, A. Basit, and T. H. Thanh. 2014. Review on materials and methods to produce controlled release coated urea fertilizer. Journal of Controlled Release. 181: 11–21.
Bakshi, S., C. Bakshi, D. A. Laird, R. Smith, and R. C. Brown. 2021. Enhancing biochar as scaffolding for slow release of nitrogen fertilizer. ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 9: 8222-8231.
Batista, E. M. C. C., J. Shultz, T. T. S. Matos, M. R. Fornari, T. M. Ferreira, B. Szpoganicz, R. A. de Freitas, and A. S. Mangrich. 2018. Effect of surface and porosity of biochar on water holding capacity aiming indirectly at preservation of the Amazon biome. Scientific Reports. 8: 1-9.
Biederman, L. A., and W. S. Harpole. 2013. Biochar and its effects on plant productivity and nutrient cycling: A meta-analysis. GCB Bioenergy. 5: 202–214.
Blanco-Canqui, H. 2017. Biochar and soil physical properties. Soil Science Society of America Journal. 81: 687-711.
Cai, Y., H. Qi, Y. Liu, and X. He. 2016. Sorption/desorption behavior and mechanism of NH4+ by biochar as a nitrogen fertilizer sustained-release material. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 64: 4958-4964.
Clough, T. J., L. M. Condron, C. Kammann, and C. Müller. 2013. A review of biochar and soil nitrogen dynamics. Agronomy. 3: 275–293.
Cidreira, A. C. M., L. Wei, A. Aldekhail, and R. I. Rubel. 2024. Controlled-release nitrogen fertilizers: A review on bio-based and smart coating materials. Journal of Applied Polymer Science. 142: 3-20.
Dey, D., and M. S. Mavi. 2021. Biochar and urea co-application regulates nitrogen availability in soil. Environmental Monitoring and Assessment. 193: 326.
FFTC. 2001. Application of Rice Husk Charcoal, No. (4). FFTC Leaflet for Agriculture, Taipei.
Havlin, J. L., S. L. Tisdale, W. L. Nelson, and J. D. Beaton. 2014. Soil Fertility and Fertilizers: An Introduction to Nutrient Management. 8th Edition. Pearson, CA.
He, Z., H. Cao, J. Liang, Q. Hu, Y. Zhang, X. Nan, and Z. Li. 2022. Effects of biochar particle size on sorption and desorption behavior of NH4+-N. Industrial Crops and Products. 189: 115837.
He, X., Y. Zhang, M. Shen, Y. Zong, and D. Zhang. 2023. Biochar effects on nitrogen retention and release dynamics in soil: A review. Agronomy. 13: 2440.
Hofman, G., and O. V. Cleemput. 2004. Soil and Plant Nitrogen. International Fertilizer Industry Association, Paris.
Inyang, M., B. Gao, P. Pullammanappallil, W. Ding, and A. R. Zimmerman. 2010. Biochar from anaerobically digested sugarcane bagasse. Bioresource Technology. 101: 8868-8872.
Jia, Y., Z. Hu, Y. Ba, and W. Qi. 2021. Application of biochar-coated urea controlled loss of fertilizer nitrogen and increased nitrogen use efficiency. Chemical and Biological Technologies in Agriculture. 8: 1-11.
Kakaei, L. E., A. Laurén, J. Cvetkovin, J. Pumpanen, T. Saarela, and M. Palviainnen. 2021. Nitrogen recovery from clear-cut forest runoff using biochar: adsorption-desorption dynamics affected by water nitrogen concentration. Water, Air, and Soil Pollution. 232: 432.
Klimczyk, M., A. Siczek, and L. Schimmelpfenning. 2021. Improving the efficiency of urea-based fertilization leading to reduction in ammonia emissions. Science of The Total Environment. 771: 145483.
Laird, D. A., P. Fleming, D. Davis, R. Horton, B. Wang, and D. L. Karlen. 2010. Impact of biochar amendments on the quality of a typical Midwestern agricultural soil. Geoderma. 158: 443–449.
Lee, J., K. H. Kim, and E. E. Kwon. 2017. Biochar as a catalyst. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 77: 70–79.
Lehmann, J., and S. Joseph. 2015. Biochar for Environmental Management: Science, Technology and Implementation. 2nd Edition. Routledge, London.
Leng, L., Q. Xiong, L. Yang, H. Li, Y. Zhou, W. Zhang, S. Jiang, H. Li, and H. Huang. 2021. An overview on engineering the surface area and porosity of biochar. Science of The Total Environment. 763: 144204.
Li, J., Y. Li, Y. Wu, and M. Zheng. 2014. A comparison of biochars from lignin, cellulose and wood as the sorbent to an aromatic pollutant. Journal of Hazardous Materials. 280C: 450-457.
Liang, B., J. Lehmann, D. Solomon, and J. Kinyangi. 2006. Black carbon increases cation exchange capacity in soils. Soil Science Society of America Journal. 70: 1719–1730.
Liu, Z., F. S. Zhang, and J. Wu. 2016. Effects of biochar on nitrogen transformation and loss in a Chinese paddy soil. Soil Use and Management. 33: 449-456.
Manikandan, A., and K. S. Subramanian. 2013. Urea intercalated biochar: A slow release fertilizer. Carbon Science and Technology. 5: 1–8.
Marschner, P. 2012. Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, San Diego.
Masebinu, M. O., E. T. Akinlabi, E. Muzenda, and A. O. Aboyade. 2019. A review of biochar properties and their roles in mitigating challenges with anaerobic digestion. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 103: 291-307.
Shaviv, A., and R. L. Mikkelsen. 1993. Controlled-release fertilizers to increase efficiency of nutrient use and minimize environmental degradation–A review. Fertilizer Research. 35: 1–12.
Yao, Y., B. Gao, M. Zhang, M. Inyang, and A. R. Zimmerman. 2012. Effect of biochar amendment on sorption and leaching of nitrate, ammonium, and phosphate in a sandy soil. Chemosphere. 83: 1192-1197.
Zhang, A., Y. Liu, G. Pan, Q. Hussain, L. Li, J. Zheng, and X. Zhang. 2013. Effect of biochar amendment on maize yield and greenhouse gas emissions from a soil fertilized with urea and straw in a Chinese agricultural soil. Soil Use and Management. 28: 514–518.
Zhang, R., Z. Qu, W. Yang, J. Li, L. Wang, Q. Liu, D. Zhang, T. Qiao, and Y. Zhao. 2024. Evaluating annual soil carbon emissions under biochar-added farmland subjecting from freeze–thaw cycle. Journal of Environmental Management. 365: 121506.
Zhao, L., X. Cao, O. Mašek, and A. R. Zimmerman. 2013. Heterogeneity of biochar properties as a function of feedstock sources and production temperatures. Journal of Hazardous Materials. 256-257: 1-9.
Zhao, L., X. Cao, W. Zheng, and Y. Kan. 2014. Phosphorus-assisted biomass thermal conversion: reducing carbon loss and improving biochar stability. PLOS ONE. 9: e115373.
Zhao, L., X. Cao, W. Zheng, J. W. Scott, B. K. Sharma, and X. Chen. 2022. Biochar-based slow-release nitrogen fertilizers: A review. Environmental Chemistry Letters. 20: 131-151.
