Effects of Pyrolysis Temperatures of Tomato Stems Biochar on Soil Properties and Nitrogen Use Efficiency of Wheat Plant Grown in Sandy Soil

Document Type : Original Article

Authors

1 Soils and Water Department, Faculty of Agriculture, South Valley University, Qena, Egypt

2 Soils and Water Department, Faculty of Agriculture, Assiut University, Assiut, Egypt, P.O. Box: 71526

Abstract

A pot experiment was conducted to investigate the potential of using tomato stems biochar (TSB) prepared at three pyrolysis temperatures (250°C, 400°C, and 600°C) as an agricultural enhancer in sandy soil to improve quality indicators, nitrogen use efficiency (NUE), and wheat growth. This experiment included the following treatments; control (no biochar added), 1% TSB250, 2.5% TSB250, 5% TSB250, 1% TSB400, 2.5% TSB400, 5% TSB400, 1% TSB600, 2.5% TSB600, and 5% TSB6000, where every type of biochar was applied at different doses (1, 2.5, and 5% w/w). The experiment was designed in a completely randomized design with three replications. Compared to the unamended soil, applying TSB250 decreased significantly soil pH from 8.25 for Control to 8.17, 7.73, and 7.62 for levels 1%, 2.5%, and 5% respectively, while the applications of TSB400, and TSB600 significantly increased soil pH. Applying TSB caused increased soil available nitrogen by 28%, 9.60%, 27.40%, 45%, and 8.70% for the TSB600 at 1, 2.5%, and TSB400 at all levels, respectively. Available nitrogen in sandy soil decreased significantly with TSB250 addition at doses of 2.5%, and 5%. Fresh and dry biomass of wheat increased significantly with the application of tomato stems biochar. Adding TSB400 and TSB600 at all doses as well as 1% TSB250 into sandy soil led to significant increases in NUE of wheat. The effectiveness of tomato stems biochar treatments on NUE increased in the order of TSB400 > TSB600 > TSB250. Based on these results, we recommend applying TSB400 at 2.5% to sandy soils.

Keywords


Article Title [العربیة]

تأثيرات درجات الانحلال الحراري لفحم سيقان الطماطم على خصائص التربة وكفاءة استخدام النيتروجين لنبات القمح المزروع في تربة رملية

Authors [العربیة]

  • عامر عيسى عامر 1
  • محمد على الدسوقي 2
  • ابو العيون ابو زيد أمين 2
  • حسنى مبارك فراج مصطفي 1
1 قسم الاراضي والمياه، كلية الزراعة، جامعة جنوب الوادي، قنا، مصر.
2 قسم الاراضي والمياه، كلية الزراعة، جامعة اسيوط، مصر.
Abstract [العربیة]

بحثت هذه الدراسة في إمكانية استخدام الفحم الحيوي لسيقان الطماطم (TSB) المحضر عند ثلاث درجات انحلال حراري (250، 400 ،600 درجة مئوية) كمحسن زراعي في تربة رملية لتحسين جودة التربة، كفاءة استخدام النيتروجين (NUE) ونمو القمح. تضمنت تجربة الاصص هذه المعاملات؛ الكنترول (بدون إضافة الفحم الحيوي)، 1% TSB250، 2.5% TSB250، 5% TSB250، 1% TSB400، 2.5% TSB400، 5% TSB400، 1% TSB600، 2.5% TSB600، 5% TSB6000، حيث تم تطبيق الفحم الحيوي في جرعات مختلفة (1، 2.5، 5% وزن/وزن). صممت هذه التجربة وفق التصميم العشوائي الكامل مع وجود ثلاث مكررات. بالمقارنة مع التربة غير المعدلة، أدى تطبيق TSB250 عند جميع الجرعات إلى انخفاض معنوي في درجة حموضة التربة، ولكن تطبيق TSB400 وTSB600 أدى إلى زيادة معنوية في درجة حموضة التربة. ادت تطبيقات TSB600 بنسبة 1 2.5% وكذلك TSB400 على جميع المستويات في زيادة النيتروجين الميسر في التربة بشكل معنوي، لكن النيتروجين الميسر في التربة الرملية انخفض معنوياً مع إضافة TSB250 بجرعات 2.5% ،5%. زادت الكتلة الحيوية الطازجة والجافة للقمح بشكل معنوي مع استخدام الفحم الحيوي لسيقان الطماطم. أدت إضافة TSB400، TSB600 بجميع الجرعات وكذلك 1% TSB250 إلى التربة الرملية إلى زيادات كبيرة في NUE لنبات القمح. زادت فعالية معالجات الفحم الحيوي لسيقان الطماطم على NUE بترتيب TSB400 ˂ TSB600 ˂ TSB250 وقد لوحظت أعلى قيم الكتلة الحيوية الطازجة والجافة وكذلك NUE من القمح عند معالجة TSB400 بنسبة 2.5٪. وبناء على هذه النتائج نوصي بتطبيق TSB400 بنسبة 2.5% على الأراضي الرملية.

Keywords [العربیة]

  • الفحم الحيوي
  • نتروجين
  • درجات الانحلال الحراري
  • التربة الرملية
  • المواد العضوية في التربة