リン酸塩を担持した松おがくずバイオ炭の製造 | シリコンスラググループ株式会社

Scientific Reports volume 12、記事番号: 12815 (2022) この記事を引用

2351 アクセス

4 引用

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

私たちは、カリブ海の松のおがくずを原料としたバイオ炭を製造し、特性評価しました。バイオ炭 (BC500) は、温室規模で 4 か月間、アリウムセパ L. 植物にリン酸可溶化細菌 (PSB) (BC500/PSB) を共接種するための生体適合性支持体として使用されました。 3 つの生体材料の研究には、近接分析、元素分析、芳香族性分析、走査型電子顕微鏡、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR)、さまざまな pH での吸着研究、および時間の関数としての PSB 安定性が含まれます。結果は、BC500 がリン酸塩岩 (PR) から P を可溶化できる PSB の生存能力を維持するための有機担体または固体マトリックスとして適していることを示しました。バイオ肥料 (BC500/PSB) は、アリウムセパ L. の発芽、苗の成長、栄養素の同化、および成長の増加を可能にします。これは、BC500 に固定化された PSB が、ポット規模でのアリウムセパ L. の栽培中に栄養素、特にリンの移動を促進したためです。バイオ肥料 (BC500/PSB) を評価するための 2 つの処理では、A. cepa L の球根 -1 あたり 1.25 ± 0.13 および 1.38 ± 0.14 mg という最高濃度の総リンが示されました。この研究は、天然の細菌に基づく新製品の利点を示しています。タマネギと、反応性の高い栄養素の吸着面積を増やし、他の栄養素との浸出や沈殿を減少させ、土壌の固体マトリックスに固定するバクテリアキャリアとして機能する有機材料（BC500）と関連付けられています。

コロンビアは林業を職業とする国であり、商業的な森林再生プログラムを実施する可能性があります。コロンビアの地理戦略上の位置は、アグロフォレストリー製品の貿易に有利です1。商業目的で最も栽培されている属と種は、Pinus caribaea、Tabebuia Rosea、Tectona grandis、Eucalyptus pellita です2、3、4。林業会社は、その生産のために、高品質の種子やクローン、苗床、森林プランテーション、収穫地での植物材料の繁殖を含む生産プロセス全体を実施します3、4、5。収穫段階では、リグノセルロース系バイオマス（おがくず、削りくず、樹皮、葉または茎）を多く含む固形廃棄物が大量に生成され、加工された木材の最大 50% に達する可能性があります6、7、8。この廃棄物はリグニン、セルロース、ヘミセルロースで構成されているため、分解が遅くなります9,10。これらのポリマーは複雑で、耐性があり、疎水性があり、生物学的変換 (埋め立ておよび堆肥化プロセス) が遅い 7、11、12、13。その結果、これらの廃棄物の高い割合が適切に使用されないか、堆肥製造用の充填剤混合物11,14、養鶏場、養豚場、家畜飼育場用の断熱材15,16,17として農産業プロセスで生（未処理）で使用されている。森林苗床で植物材料を繁殖させるための植栽基材として。6、7、18。

これらの未加工または部分的に変換された農産業副産物の使用は世界中で広く普及していますが、還元条件下または酸素の非存在下での熱変換や熱分解など、他の代替方法を評価することもできます。この物理的プロセスを通じて、特にバイオ炭、油、ガス、揮発性化合物などの新しい製品を得ることができます19、20、21、22。松のおがくずは、安価であるため最もよく使用される材料の 1 つであり、大量に存在し、さまざまな目的に使用できます 19,23,24。

一般に、バイオ炭は、高い表面積、多孔性、初期バイオマスに関連する栄養素、および水と微生物を保持する能力を備えており、有機改良剤または有機土壌改良剤として農業でうまく使用されています。土壌の構造安定性、空隙率、透水係数、土壌通気および陽イオン交換能力を改善します26、31、32。栄養素の利用可能性、土壌の肥沃度が増加し、その結果、さまざまな作物に有益な効果がもたらされます31。さらに、バイオ炭はその高い多孔性により、土壌微生物にとって有利なニッチを提供したり、植物成長促進根粒菌 (PGPR) と呼ばれる生物学的接種材料として添加したりすることで、微生物の生存能力と代謝活性を長期間保つことができます 25,33,34,35。 36. PGPR には、植物の成長を促進する直接的および間接的なメカニズムがあります。直接的なメカニズムには、植物におけるバイオ肥料活性、根の成長刺激、根粒菌の修復、およびストレス制御が含まれます25、32、36、37、38。間接的なメカニズムには、抗生物質、競合、植物における全身性抵抗性の誘導などの生物学的制御が含まれます25、39、40、41。

30 and lower than 60%) 65./p> pHzpc). Under these conditions, different interactions could occur between BC500 and adsorbates (bacteria and orthophosphates)66./p>

0.05) appeared between these two treatments (Fig. 4A). No significant differences (p > 0.05) were observed for bulb-fresh and leaf-fresh weight (Fig. 4A)./p> 0.05) appeared among treatments regarding the variables of total dry weight, bulbs dry weight, and leaf dry weight (Fig. 4B)./p> 0.05), the content of P, N, K, Ca y S in plants of T2 (Abundagro + 2% Biochar + PSB) is noteworthy (Table 4). Concerning the micronutrients, the differences were significant (p < 0.05) for Fe and Cu, for Fe the highest concentration was in T2 (0.1217 ± 0.0243 mg bulb−1), followed by T1 (0.0710 ± 0.0204 mg bulb−1) and T6 (0.0690 ± 0.0137 mg bulb−1), while the highest Cu content was found in T1 (0.0016 ± 0.0006 mg bulb-1), followed by T2, T3 and T4 (Table 4). No significant differences (p > 0.05) were observed for Na, Mn, and Zn. The values for T2 plants were 1.6455 ± 0.2156, 0.0262 ± 0.0038 and 0.0202 ± 0.0024 mg bulb−1, respectively. The B content ranged from 0.0194 ± 0.0023 to 0.0333 ± 0.0032 mg bulb−1 in all treatments (Table 4)./p> pHzp), causing an electrostatic repulsion between the PSB and the BC500. This electrostatic repulsion was more evident at pH 8.0 than at pH 5.0, indicating that at pH 5.0 coexist both positively and negatively charged functional groups25./p> pHzp) and generates an electrostatic repulsion with the orthophosphate ions, which are also negatively charged49. A similar result reported by Lou et al.49, in their work produced biochar at 300 and 600 °C, observing that phosphorus removal was low at pH under the isoelectric point49. On the other hand, the graphene layers formed during the pyrolysis process can also acquire a negative charge at pH above pHzpc, contributing to a decrease in the adsorption of ions negatively charges75./p>