Farklı piroliz sıcaklıklarında üretilen biyokömürlerin NH4+ ve NO3- adsorpsiyon ve desorpsiyon kapasitesinin belirlenmesi ve azot yıkanmasına etkisinin araştırılması

Bu çalışmada, mısır koçanı (MK) ve çeltik kavuzu (ÇK) biyokütlelerinden farklı piroliz sıcaklıklarında (300℃, 400℃ ve 500℃) elde edilen biyokömürlerin NH4+ ve NO3- adsorpsiyon ve desorpsiyon kapasiteleri ile toprakta NH4+ ve NO3- yıkanmasına olan etkileri araştırılmıştır. Piroliz sıcaklığı artışı ile birlikte biyokömürlerin karbon içeriğinin arttığı (%62.72'ye kadar), azot içeriğinin ise azaldığı (%0.29'a kadar) görülmüştür. Biyokömürlerin spesifik yüzey alanı ve gözeneklilik yapısı piroliz sıcaklığı ile birlikte artmış, bunun sonucunda da materyallerin su tutma kapasiteleri ile birlikte NH4+ ve NO3- adsorpsiyon kapasitelerini arttırmıştır. Mısır koçanından elde edilen MK300 biyokömürü NH4+'u (MK300; %88.67), çeltik kavuzundan elde edilen ÇK500 biyokömürü ise NO3- adsorpsiyonunda (ÇK500; %86.42) en yüksek performans gösteren materyaller olmuştur. Biyokömürlerin NH4+ ve NO3-'ın hem toprakta hem de yıkama sularındaki konsantrasyonlarını belirlemek amacıyla kolon denemeleri gerçekleştirilmiştir. Farklı piroliz sıcaklıklarında üretilmiş biyokömürlerin %1 (w/w) ve %2 (w/w) oranlarında toprağa uygulanmasıyla NH4+ ve NO3-'ın toprakta etkili bir şekilde tutulduğu ve bunun sonucunda da NH4+ ve NO3'ın kolondan yıkanmasını azalttığı tespit edilmiştir. Kontrol kolonlarından yıkanan toplam NH4+ konsantrasyonu 53.27 mg kg-1 iken, mısır koçanı biyokömürünün %2 ve %1 dozunun 300℃ sıcaklık uygulamaları ile kolondan yıkanan toplam NO4+ konsantrasyonlarında sırasıyla %98.76 ve %88.49 düzeyinde azalma sağlamıştır. Benzer şekilde biyokömür uygulamaları ile (özellikle de %2 dozu) kolondan yıkanan NO3- konsantrasyonlarında önemli azalmaya neden olmuştur. Kontrol kolonlarından yıkanan toplam NO3- konsantrasyonu 149.23 mg kg-1 iken, ÇK300, ÇK 400 ve ÇK500 biyokömürlerinin %2 dozunda toplam yıkanan NO3- konsantrasyonlarında sırası ile %51, %55 ve %51 düzeylerinde azalma meydana gelmiştir. Piroliz sıcaklıkları bakımından ise 500℃'de üretilen biyokömürlerin 300 ve 400℃'de üretilen biyokömürlerin NH4+ ve NO3-'ın yıkanmasına karşı daha etkili olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, farklı piroliz sıcaklıklarında üretilen biyokömürlerin, tarım topraklarını iyileştirme ve besin elementi yıkanmasını azaltıcı etkiye sahip olduğu belirlenmiş olup, sürdürülebilir tarım ve çevresel faydalar sağlama açısından değerlendirilebilecek önemli bir materyal olduğu ortaya çıkmıştır.