Potential of biochar to abate toxic levels of Cu and Mn in soil for lettuce growth
Marulun büyümesi için topraktaki toksik Cu ve Mn seviyelerini azaltmada biyokömürün potansiyeli
- Tez No: 890327
- Danışmanlar: PROF. DR. COŞKUN GÜLSER, PROF. DR. ANDON ANDONOV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 52
Özet
Biyokömürün (BC) bakır (Cu), manganez (Mn) ve bakır+'nın toksik etkisini azaltma potansiyelini incelemek amacıyla Kasım 2023 ile Mart 2024 arasında Samsun'daki Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi'nde bir sera deneyi gerçekleştirildi. Marulda (Lactuca sativa) yetişen manganez. Dört çeşit toprağa (kirlenmemiş toprak, Cu, Mn ve Cu+Mn ile kirlenmiş toprak) dört farklı BC konsantrasyonu (%0, %0,5, %1, %2) uygulanmıştır. Topraklar sırasıyla 250 mg/kg ve 500 mg/kg bakır klorür ve manganez klorürün eklenmesiyle yapay olarak kirlendi. Kirleticilerin toksik etkisini tetiklemek için deneyde düşük pH'lı toprak (4.54) kullanıldı. İki tekrarlı, tek faktörlü, tamamen rastgeleleştirilmiş bir tasarım (CRD) tasarımı takip edildi. Sonuçlar, çeşitli toprak özelliklerinde ve marulun büyümesinde önemli değişiklikler olduğunu göstermektedir. Tüm toprak türlerinin pH, EC, OC, değiştirilebilir katyonlar ve CEC'si, daha yüksek BC dozuyla önemli ölçüde arttı. En yüksek OC, Cu ve Mn'nin toksik etkisi nedeniyle bitkiler tarafından OM'nin kullanımının azalması nedeniyle %2BC+ Cu+Mn toprağı için kaydedildi. %2BC+Cu ve %2BC+Cu+Mn ile işlenmiş toprak, maksimum ortalama CEC değerini (24,21 cmol/kg) kaydetti. Ayrıca, daha yüksek BC dozunun, tarla kapasitesi (FC), kalıcı solma noktası (PWP) ve bitki tarafından kullanılabilir su (PAW) dahil olmak üzere toprak nem sabitleri üzerinde olumsuz etkisi olmuştur. Topraktaki toplam bakır %41, %45 ve %50 oranında azalmış, BC ise sırasıyla %0,5, %1 ve %2 oranında artmıştır. Benzer şekilde manganez de %1 ve %2 BC ilavesi ile sırasıyla %23 ve %6 oranında azaltılmıştır. Cu+Mn ile kirlenmiş toprakta Mn konsantrasyonu azalırken Cu başlangıçta arttı ve yalnızca BC'nin %2'sinde azaldı. Bunun nedeni, BC'nin Mn'ye olan yüksek afinitesiydi; Mn2+ katyonlarını %0,5 ve %1'de hızla yakalayarak Cu2+'yı toprakta daha fazla kullanılabilir hale getiriyordu. Ancak daha fazla BC eklendikçe, BC yüzeyinde daha fazla adsorpsiyon bölgesinin varlığı arttı, bunun nedeni topraktaki Cu2+ varlığının %2 BC düzeyinde azalmasıydı. Tohum çimlenmesi kirlenmemiş toprak, Cu, Mn ve Cu+Mn ile kirlenmiş toprak için sırasıyla %91,18 (%0,5 BC), %100 (%1 BC), %92,8 (%2 BC) ve %100 (%2 BC) arttı. BC içermeyen ilgili toprak türleriyle karşılaştırıldığında. BC'nin her üç kirli toprak tipi için de marulun kök uzunluğu üzerinde önemli bir etkisi olmamıştır. Ayrıca azalma eğilimi gösteren Cu+Mn toprağı dışındaki tüm toprak türlerinde bitki boyu BC dozajının artmasıyla birlikte artış eğilimi göstermiştir. Bitki biyokütlesi, yalnızca bakırla kirlenmiş toprakta kirlenmemiş toprak için BC dozundan önemli ölçüde etkilenmiştir. BC'nin %2'si marulun taze sürgün ağırlığını arttırmıştır. Bu bulgular, Cu ve Mn ile kirlenmiş toprakların kimyasal özelliklerinin iyileştirilmesinde ve iyileştirilmesinde biyokömürün etkinliğinin altını çizmekte ve böylece zorlu ortamlarda tarımsal üretkenlik için sürdürülebilir toprak yönetimi stratejilerine ilişkin değerli bilgiler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
A greenhouse experiment was conducted from November 2023 to March 2024 in the Agriculture faculty of Ondokuz Mayis University, Samsunn, Turkey to study the potential of biochar (BC) to reduce the toxic effect of copper (Cu), manganese (Mn) and copper+manganese in lettuce (Lactuca sativa) growth. Four different concentration of BC (0%, 0.5%. 1%, 2%) were applied to four kinds of soil (uncontaminated soil, Cu, Mn and Cu+Mn contaminated soil). Soils were polluted artificially by adding the copper chloride and manganese chloride at 250 mg/kg and 500 mg/kg respectively. Low pH soil (4.54) was used in the experiment to spark the toxic effect of the pollutants. A single-factor completely randomized design (CRD) design with two replications was followed. The results indicate significant alterations in various soil properties and the growth of lettuce. The pH, EC, OC, exchangeable cations and CEC of the all soil type increased significantly with higher BC dose. The highest OC was recorded for 2%BC+ Cu+Mn soil which was due to the reduced utilization of OM by plants due to the toxic effect of Cu and Mn. 2%BC+Cu and 2%BC+Cu+Mn treated soil recorded the maximum average CEC value (24.21 cmol/kg). Moreover, higher dose of BC had negative influence in soil moisture constants, including field capacity (FC), permanent wilting point (PWP), and plant available water (PAW). Total copper in the soil was decreased by 41%, 45% and 50% as the BC increased by 0.5%, 1%, 2% respectively. Similarly, manganese was decreased by 23% and 6% by addition of 1% and 2% BC respectively. In Cu+Mn contaminated soil, the Mn concentration decreased while Cu increased initially and decreased only for 2% BC. This was due to the higher affinity of BC to Mn, which rapidly captured Mn2+ cations at 0.5 and 1% making Cu2+ more available in the soil. But as more BC is added, the availability of more adsorption sites on the surface BC increased due to which Cu2+ availability in soil reduced at 2% BC level. The seed germination improved by 91.18% (0.5% BC), 100%(1% BC), 92.8% (2%BC) and 100% (2% BC) for uncontaminated soil, Cu, Mn and Cu+Mn contaminated soil respectively compared to the respective soil types with no BC. BC had no significant effect on the root length of lettuce for all three types of polluted soils. Moreover, plant height showed an increasing trend with increasing dosage of BC in all soil types except in Cu+Mn soil which showed decreasing trend. The plant biomass was significantly affected by BC dose for uncontaminated soil only in copper polluted soil 2%BC increased the fresh shoot weight of lettuce. These findings underscore the effectiveness of biochar in reclaiming and improving the chemical properties of Cu and Mn polluted soils, thereby offering valuable insights into sustainable soil management strategies for agricultural productivity in challenging environments.
Benzer Tezler
- Biyokütle temelli karbon yarı iletken enerji depolama malzemelerinin geliştirilmesi ve diyot uygulamaları
Development of biomass based carbon semiconductive energy storage materials and diot applications
SÖZER SÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇEN AKGÜL
- Biyokütle ve kömür birlikte yakma sistemlerinde sinerji araştırması
Synergy research in biomass and coal cofiring systems
SİNEM ÖZSOY AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Çeşitli organik atıklardan elde edilen biyokömür ve hidrokömürlerin mısır bitkisi yetiştirilen sera koşullarında toprak bakteriyel çeşitliliği üzerindeki etkilerinin belirlenmesi
Evaluation of the effects of different biochars and hydrochars, obtained from various organic wastes on soil bacterial diversi̇ty under maize growth in greenhouse conditions
BAHAR SEVİLİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatAnkara ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CAN TURGAY
- Biyokömürün eski maden teknosolündeki potansiyel toksik metallerin hareketlilik ve biyolojik alınabilirliğine etkisi
Effect of biochar on the mobility and bioavailability of potential toxic metals in a former mine technosol
IBRAHIM ALIDOU ARZIKA
Doktora
Türkçe
2019
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLRİZ BAYÇU KAHYAOĞLU
PROF. DR. DOMENICO MORABİTO
- Karaçam talaşının pirolizi ve biyoçarların metanol oksidasyonu uygulamaları
Pyrolysis of black pine sawdust and methanol oxidation applications of biochars
YAHIA BANI HANI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiKarabük ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KUDDUSİ AKALIN
DOÇ. DR. MEHMET ERMAN MERT