สมบัติเคมี-กายภาพ และการดูดซับธาตุอาหารพืชของถ่านชีวภาพที่ผลิตจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรชนิดต่างๆ

บทคัดย่อ

การศึกษาสมบัติเคมีและกายภาพของถ่านชีวภาพที่ผลิตจากเศษวัสดุทางการเกษตรชนิดต่างๆ จำนวน 5 ชนิด ได้แก่ ไม้ไผ่ กะลามะพร้าว แกลบ ไม้ยูคาลิปตัส และไม้ลิ้นจี่ ที่ผลิตโดยวิธีไพโรไลซิส (pyrolysis) ด้วยเตาเผาขนาดเล็กที่ดัดแปลง โดยวิเคราะห์สมบัติเคมีและกายภาพของถ่านชีวภาพ ได้แก่ ความสามารถในการดูดซับไอโอดีน ค่าความเป็นกรดด่าง ค่าการนำไฟฟ้า อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน ปริมาณธาตุอาหาร และปริมาณโลหะหนักทั้งหมด (total form) (สารหนู แคดเมียม ทองแดง ตะกั่ว และสังกะสี) เปรียบเทียบกับถ่านหุงต้มและวัตถุดิบชนิดเดียวกัน ผลการศึกษาพบว่า ถ่านชีวภาพและถ่านหุงต้ม มีค่าความสามารถในการดูดซับไอโอดีน (ไอโอดีนนัมเบอร์, iodine number) มากกว่าวัตถุดิบชนิดเดียวกัน โดยที่ถ่านชีวภาพไม้ลิ้นจี่ มีความสามารถในการดูดซับไอโอดีนมากที่สุด (382 mg/kg) รองลงมาได้แก่ ถ่านชีวภาพไม้ยูคาลิปตัส (365.6 mg/kg) ถ่านหุงต้มไม้ลิ้นจี่ (322.8 mg/kg) ถ่านชีวภาพไม้ไผ่ (312.3 mg/kg) ถ่านหุงต้มกะลามะพร้าว (304.9 mg/kg) ถ่านหุงต้มไม้ไผ่ (300.5 mg/kg) ถ่านหุงต้มไม้ยูคาลิปตัส (295.3 mg/kg) ถ่านชีวภาพกะลามะพร้าว (272.0 mg/kg) ถ่านหุงต้มแกลบ (205.1 mg/kg) และถ่านชีวภาพแกลบ (181.2 mg/kg) ตามลำดับ ถ่านชีวภาพและถ่านหุงต้มทุกชนิดมีสมบัติเป็นด่าง (pH 7.5-10.4) มีค่าการนำไฟฟ้าอยู่ในระดับต่ำ (EC 0.2-1.8 dS/m) ค่าอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนมีสัดส่วนมากกว่า 20 (C/N ratio 55.7-310.8) ปริมาณธาตุอาหารหลักในถ่านที่ศึกษา พบว่าปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด มีค่าน้อยกว่า 1% ปริมาณฟอสฟอรัสทั้งหมดมีค่าน้อยกว่า 1% และปริมาณโพแทสเซียมทั้งหมดของถ่านชีวภาพ มีค่ามากกว่า 1% ในขณะที่ในถ่านหุงต้มทุกชนิดมีค่าน้อยกว่า 1% ปริมาณโลหะหนักในรูปโลหะหนักทั้งหมดในถ่านชีวภาพและถ่านหุงต้ม พบว่า ถ่านที่ศึกษาส่วนใหญ่มีปริมาณสังกะสีมากที่สุด (15.2-1,214.4 mg/kg) รองลงมาได้แก่ ทองแดง (2.8-14.5 mg/kg) และตะกั่ว (<0.05-6.4 mg/kg) แต่ไม่พบการสะสมของสารหนูและแคดเมียมในถ่านชีวภาพและถ่านหุงต้มทุกชนิด ยกเว้น ถ่านจากแกลบ และถ่านจากกะลามะพร้าว เมื่อเปรียบเทียบปริมาณโลหะหนักในถ่านชีวภาพที่ศึกษากับค่ามาตรฐานโลหะหนักในวัสดุปรับปรุงดิน พบว่า ปริมาณโลหะหนักในถ่านชีวภาพที่ศึกษาทุกชนิดมีค่าไม่เกินค่ามาตรฐานตามพระราชบัญญัติปุ๋ย (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2550 (สารหนู 50 mg/kg แคดเมียม 5 mg/kg ทองแดง 500 mg/kg และตะกั่ว 500 mg/kg) เมื่อพิจารณาความสามารถในการดูดซับไอโอดีนและปริมาณธาตุอาหาร พบว่า เศษวัสดุทางการเกษตรที่เหมาะสมในการนำมาผลิตถ่านชีวภาพเพื่อปรับปรุงดิน ได้แก่ ไม้ไผ่ ไม้ลิ้นจี่ และไม้ยูคาลิปตัส นอกจากนี้ถ่านชีวภาพทุกชนิดมีสมบัติเป็นด่างจึงสามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงดินกรด เพื่อช่วยลดความเป็นกรดของดิน ทำให้ความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารในดินมากขึ้น

คำสำคัญ