คุณลักษณะทางกายภาพเคมีและศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนของถ่านชีวภาพจากวัสดุชีวมวลทางการเกษตรที่หลากหลาย ในพื้นที่ วนเกษตรของจังหวัดอุตรดิตถ์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์และเปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพเคมีของถ่านชีวภาพจากชีวมวลเหลือทิ้ง 8 ชนิดในจังหวัดอุตรดิตถ์ ได้แก่ เปลือกทุเรียน กิ่งไม้รวม เหง้ามันสำปะหลัง ไม้มะขาม เปลือกมะม่วงหิมพานต์ เปลือกแมคคาเดเมีย ข้อไม้ไผ่ และแกนข้าวโพด ผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแบบช้า (300-600 °C) ด้วยเตาเผาระบบถังซ้อนถัง เพื่อประเมินศักยภาพการกักเก็บคาร์บอนและปรับปรุงดินกรดจัดในพื้นที่วนเกษตร ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบโดยประมาณพบว่าถ่านทุกชนิดมีปริมาณคาร์บอนคงตัว (Fixed Carbon) สูงร้อยละ 70-90 โดยเปลือกแมคคาเดเมียสูงสุด (90±0.53%) ตามด้วยข้อไม้ไผ่ (85±0.42%) ด้านประสิทธิภาพการดูดซับน้ำ แกนข้าวโพดให้ค่าสูงสุดร้อยละ 70 รองลงมาคือเปลือกทุเรียนร้อยละ 65 ผลการศึกษาทางเคมีพบว่าถ่านชีวภาพส่วนใหญ่เป็นด่างจัด (pH 6.56±0.76–10.42±0.98) ถ่านจากเปลือกทุเรียนมีศักยภาพโดดเด่นด้านการปรับปรุงดิน โดยมีค่าความจุในการแลกเปลี่ยนประจุบวก (CEC) สูงสุด (86.50±0.34 cmol/kg) และอุดมด้วยธาตุอาหารหลัก ได้แก่ ไนโตรเจน (2.24±0.28%) ฟอสฟอรัส (0.30±0.02%) และโพแทสเซียม (8.47±0.85%) ขณะที่อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน (C/N Ratio) แปรผันกว้างตั้งแต่ 27.57±0.19 (เปลือกทุเรียน) ถึง 275.28±2.45 (เปลือกแมคคาเดเมีย) สรุปผลการศึกษาจำแนกถ่านชีวภาพได้เป็น 3 กลุ่ม 1) แหล่งธาตุอาหาร (เปลือกทุเรียน เหง้ามันสำปะหลัง) 2) ศักยภาพเฉพาะด้าน เช่น แกนข้าวโพดที่โดดเด่นด้านสังกะสี (250.82±0.34 mg/kg) และ 3) การกักเก็บคาร์บอนระยะยาว (เปลือกแมคคาเดเมีย กลุ่มเนื้อไม้) ข้อมูลนี้เป็นแนวทางสำคัญในการฟื้นฟูดินกรดจัด (pH 3.5–5.0) และปรับปรุงสมบัติของดินหินดินดานผุพังที่ขาดความสามารถในการรักษาความชื้นและธาตุอาหาร เพื่อสนับสนุนเกษตรกรรมคาร์บอนต่ำในพื้นที่ลาดชันอย่างยั่งยืน
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2567. รายงานสถานการณ์การผลิตไม้ผล ปี 2568: กรณีศึกษาจังหวัดอุตรดิตถ์. แหล่งข้อมูล: oae.go.th. ค้นเมื่อ 9 พฤศจิกายน 2568.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตรที่ 2 (สศท.2). 2568. การประมาณการเนื้อที่ให้ผลและผลผลิตเฉลี่ยต่อไร่ ไม้ผลเศรษฐกิจจังหวัดอุตรดิตถ์. พิษณุโลก: กระทรวงเกษตรและสหกรณ์.
สำนักงานเกษตรจังหวัดอุตรดิตถ์. 2567. ฐานข้อมูลเกษตรกรและพื้นที่ปลูกไม้ผล GI จังหวัดอุตรดิตถ์ ปีการผลิต 2567/68. อุตรดิตถ์: กรมส่งเสริมการเกษตร.
สำนักงานปลัดกระทรวงเกษตรและสหกรณ์. 2567. รายงานสรุปข้อมูลพื้นฐานด้านการเกษตรและสหกรณ์ จังหวัดอุตรดิตถ์. แหล่งข้อมูล: opsmoac.go.th. ค้นเมื่อ 9 พฤศจิกายน 2568.
Alloway, B. J. 1990. Heavy Metals in Soils. John Wiley & Sons, Inc., New York.
Asadullah, M., M. A. Rahman, M. M. Ali, M.S. Rahman, M. A. Motin, M. B. Sultan, and M. R. Alam. 2007. Production of bio-oil from fixed bed pyrolysis of bagasse. Fuel. 86: 2514–2520.
Agegnehu, G., A. K. Srivastava, and M. I. Bird. 2017. The role of biochar and biochar-compost in improving soil quality and crop performance: a review. Applied Soil Ecology. 119: 156–170.
Bagreev, A., T. J. Bandosz, and D. C. Locke. 2001. Pore structure and surface chemistry of adsorbents obtained by pyrolysis of sewage sludge-derived fertilizer. Carbon. 39: 1971–1979.
Chan, K. Y., L. Van Zwieten, I. Meszaros, A. Downie, and S. Joseph. 2007. Agronomic values of Greenwaste biochar as a soil amendment. Australian Journal of Soil Research. 45: 629-634.
Chan, K.Y., L. Van Zwieten, and I. Meszaros, A. Downie and S. Joseph. 2007. Agronomic values of Greenwaste biochar as a soil amendment. Australian Journal of Soil Research. 45: 629-634.
Diacono, M., and F. Montemurro. 2010. Longterm effects of organic amendments on soil fertility: A review. Agronomy for Sustainable Development. 30: 401422.
Ding, Y., X. Y. Liu, W. X. Wu, D. Z. Shi, M. Yang, and Z. K. Zhong. 2010. Evaluation of biochar effects on nitrogen retention and leaching in multi-layered soil columns. Water Air and Soil Pollution. 213: 47-55.
Glaser, B., J. Lehmann, and W. Zech. 2002. Ameliorating physical and chemical properties of Highly weathered soils in the tropics with charcoal - a review. Biology and Fertility of Soils. 35: 219-230.
Gul, S., J. K. Whalen, B. W. Thomas, V. Sachdeva, and H. Y. Deng. 2015. Physico-chemical properties and microbial responses in biocharamended soils: Mechanisms and future directions. Agriculture, Ecosystems and Environment. 206: 46–59.
Joseph, S., C. Peacocke, J. Lehmann, and P. Munroe. 2009. Developing a biochar classification and test methods. pp. 107-126. In J. Lehmann and S. Joseph (eds). Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Earthscan, United Kingdom.
Jindo, K., H. Mizumoto, Y. Sawada, M. A. Sanchez-Monedero, and T. Sonoki. 2014. Physical and chemical characterization of biochars derived from different agricultural residues. Biogeosciences. 11: 6613–6621.
Kwapinski, W., C. M. P. Byrne, E. Kryachko, P. Wolfram, C. Adley, J. J. Leahy, E. H. Novotny, and M. H. B Hayes. 2010. Biochar from biomass and waste. Waste Biomass Valor. 1: 177–189.
Lehmann, J., J. Gaunt, and M. Rondon. 2006. Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems: a review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 11: 403–427.
Lehmann, J., and S. Joseph. 2009. Biochar for environmental management: an introduction. In: Lehmann, J., Joseph S (eds) Biochar for environmental management: science and technology. Earthscan, London.
Lee, J., J. H. Jeon, J. Shin, H. M. Jang, S. Kim, M. S. Song, and Y. M. Kim. 2017. Quantitative and qualitative changes in antibiotic resistance genes after passing through treatment processes in municipal wastewater treatment plants. Science of the Total Environment. 605: 906- 914.
Liang, B., J. Lehmann, D. Solomon, J. Kinyangi, J. Grossman, and B. O'Neill. 2006. Black carbon increases cation exchange capacity in soils. Soil Science Society of America Journal. 70: 1719-1730.
Mukherjee, R. Lal, and A. R. Zimmerman. 2014. Effects of biochar and other amendments on the physical properties and greenhouse gas emissions of an artificially degraded soil. Science of the Total Environment. 487: 26-36.
Major, J., J. Lehmann, M. Rondon, and C. Goodale. 2010. Fate of soil-applied black carbon: Downward migration, leaching and soil respiration. Global Change Biology. 16: 1366–1379.
Mukherjee, A., and R. Lal. 2014. The Biochar Dilemma. Australian Journal of Soil Research. 52: 217-230.
Maga, R. P., and L. P. Narayan. 2023. Biochar from agricultural crop residues: Environmental, production, and life cycle assessment overview. Resources, Conservation and Recycling Advances. 19: 200173.
Maraseni, T. N. 2010. Biochar: maximising the benefits. International Journal of Environmental Studies. 67: 319–327.
Preston, C. M., and M. W. I. Schmidt. 2006. Black (pyrogenic) carbon: a synthesis of current knowledge and uncertainties with special considera tion of boreal regions. Biogeosciences. 3: 397–420.
Roberts, K. G., B. A. Gloy, S. Joseph, N. R. Scott, and J. Lehmann. 2010. Life cycle assessment of biochar systems: estimating the energetic, economic, and climate change potential. Environmental Science and Technology. 44: 827–833.
Steiner, C. 2007. Slash and char as alternative to slash and burn- Soil charcoal amendment maintain soil fertility and establish a carbon sink. Universitty of Bayreuth, Germany Steiner, 2007).
Schmidt, M. W. I., and A. G. Noack. 2000. Black carbon in soils and sed iments: Analysis, distribution, implications, and current challenges. Global Biogeochemical Cycles. 14: 777–793.
Sadeghi, S. H., Z. Hazbavi, and M. K. Harchegani. 2016. Controllability of runoff and soil loss from small plots treated by vinasse-produced biochar. Science of The Total Environment. 541: 483–490.
Tessier, A., P. G. C. Campbell, and M. Bisso. 1979. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Analytical Chemistry. 51: 844-851.
