| تعداد نشریات | 27 |
| تعداد شمارهها | 487 |
| تعداد مقالات | 5,127 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,640,238 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,426,282 |
تبدیل پسماند پوسته میگو به کود آهستهرهش بیوچار-نانوکیتوزان برای افزایش بهرهوری ذرت | ||
| مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
| دوره 18، شماره 2، خرداد 1405، صفحه 449-466 اصل مقاله (705 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2026.26447.1814 | ||
| نویسندگان | ||
| آستین لوکوم* 1؛ آرفیانی ریزکی پاراماتا2؛ ویوین روینی کونوسا3؛ مگدالنا لیتای3 | ||
| 1دانشکده ریاضیات و علوم طبیعی، دانشگاه دولتی گورونتالو، اندونزی. | ||
| 2دانشکده شیلات و علوم دریایی، دانشگاه دولتی گورونتالو، اندونزی | ||
| 3دانشکده ریاضیات و علوم طبیعی، دانشگاه حسنالدین، اندونزی | ||
| چکیده | ||
| هدف: این مطالعه با هدف توسعه و ارزیابی یک کود آهستهرهش مبتنی بر بیوچار-نانوکیتوزان مشتقشده از پسماندهای کشاورزی و شیلاتی و تعیین دوز بهینه مصرف آن برای بهبود رشد رویشی و عملکرد ذرت کشتشده در خاکهای تخریبشده مناطق گرمسیری انجام شد. بهطور خاص، اثر مقادیر مختلف این کود بر ارتفاع بوته، تعداد برگ، قطر ساقه و وزن بلال ذرت در مقایسه با کود متداول Phonska بررسی گردید. مواد و روشها: این پژوهش از ژوئن تا سپتامبر ۲۰۲۵ در آزمایشگاه شیمی دانشکده ریاضیات و علوم طبیعی دانشگاه دولتی گورونتالو انجام شد. نانوکیتوزان از کیتوزان استخراجشده از پوسته میگو با استفاده از روش ژلاسیون یونی و سدیم تریپلیفسفات بهعنوان عامل پیونددهنده سنتز شد و سپس به روش خشککردن پاششی تهیه گردید. بیوچار از پسماند بلال ذرت از طریق پیرولیز در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد و در شرایط اکسیژن محدود تولید شد. فرمولاسیون کود با دانهبندی کود Phonska و بیوچار در نسبت ۳ به ۷ و با استفاده از ملاس بهعنوان چسب تهیه شد و سپس با محلول ۱٪ نانوکیتوزان پوششدهی سطحی گردید تا گرانولهای SRF-Bio Phonska Plus تشکیل شود. رفتار آزادسازی عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم با آزمون غوطهوری ایستا در آب ارزیابی شد. آزمایش مزرعهای بر اساس طرح کاملاً تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار اجرا گردید و دادهها با آزمون آنالیز واریانس و سپس آزمون چنددامنهای دانکن در سطح معنیداری 05/0 تحلیل شدند. نتایج: نتایج مشخصهیابی نشان داد نانوکیتوزان سنتزشده دارای اندازه متوسط ذرات حدود ۵۵۲ نانومتر با مورفولوژی متخلخل و تقریباً کروی است که برای کپسولهسازی عناصر غذایی مناسب میباشد. بیوچار دارای رطوبت و خاکستر پایین بود که نشاندهنده پایداری ساختاری و ظرفیت جذب مطلوب آن است. کود SRF-Bio Phonska Plus آزادسازی عناصر N، P و K را بهصورت آهستهتر و کنترلشدهتر نسبت به کود متداول نشان داد. در کاربرد روی ذرت، تیمار 5/7 گرم از SRF-Bio Phonska Plus بیشترین ارتفاع بوته، تعداد برگ، قطر ساقه و وزن بلال را تولید کرد و نسبت به دوزهای کمتر و بیشتر و همچنین کود متداول عملکرد بهتری داشت. نتیجهگیری: ادغام بیوچار حاصل از بلال ذرت و نانوکیتوزان مشتق از پسماند پوسته میگو در فرمولاسیون SRF-Bio Phonska Plus بهطور مؤثری کارایی مصرف عناصر غذایی و بهرهوری ذرت را در خاکهای تخریبشده افزایش داد. دوز بهینه 5/7 گرم موجب همزمانی آزادسازی عناصر غذایی با نیاز گیاه شده و رشد رویشی و زایشی را بهبود بخشید. این فرمولاسیون پتانسیل بالایی بهعنوان راهبردی پایدار و سازگار با محیطزیست برای کشاورزی مناطق گرمسیری دارد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| بیوچار؛ ذرت؛ رشد گیاه؛ نانوکیتوزان؛ SRF-Bio Phonska Plus | ||
| مراجع | ||
|
Abdul-Aziz, A.-L., Abukari, I. A., Galadima, M. M., Haruna, A., Abubakari, M., & Abdulai, R. (2025). Biochar effects on soil properties and yield of maize in Northern region, Ghana. Discover Agriculture, 3(1), Article 271. https://doi.org/10.1007/s44279-025-00271-y
Afshar, M., & Mofatteh, S. (2024). Biochar for a sustainable future: Environmentally friendly production and diverse applications. Results in Engineering, 23, Article 102433. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102433
Ali, S. W., Joshi, M., & Rajendran, S. (2011). Synthesis and characterization of chitosan nanoparticles with enhanced antimicrobial activity. International Journal of Nanoscience, 10(4-5). https://doi.org/10.1142/S0219581X1100868X
Biernat, M., Woźniak, A., Chraniuk, M., Panasiuk, M., Tymowicz-Grzyb, P., Pagacz, J., Antosik, A., Ciołek, L., Gromadzka, B., & Jaegermann, Z. (2023). Effect of selected crosslinking and stabilization methods on the properties of porous chitosan composites dedicated for medical applications. Polymers, 15(11), Article 2507. https://doi.org/10.3390/polym15112507
Blebea, N. M., Pușcașu, C., Vlad, R. A., & Hancu, G. (2025). Chitosan-based gel development: Extraction, gelation mechanisms, and biomedical applications. Gels, 11(4), Article 275. https://doi.org/10.3390/gels11040275
Boero, A., Mercier, A., Mounaïm-Rousselle, C., Valera-Medina, A., & Ramirez, A. D. (2023). Environmental assessment of road transport fueled by ammonia from a life cycle perspective. Journal of Cleaner Production, 390, Article 136150. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.136150
Chen, Y., Xu, M., Yang, L., Jing, H., Mao, W., Liu, J., Zou, Y., Wu, Y., Zhou, H., Yang, W., & Wu, P. (2023). A critical review of biochar application for the remediation of greenhouse gas emissions and nutrient loss in rice paddies: Characteristics, mechanisms, and future recommendations. Agronomy, 13(3), Article 893. https://doi.org/10.3390/agronomy13030893
Choudhary, R. C., Kumaraswamy, R. V., Kumari, S., Pal, A., Raliya, R., Biswas, P., & Saharan, V. (2017). Synthesis, characterization, and application of chitosan nanomaterials loaded with zinc and copper for plant growth and protection. In Nanotechnology: An agricultural paradigm (pp. 167-184). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-10-4573-8_10
Faloye, O. T., Alatise, M. O., Ajayi, A. E., & Ewulo, B. S. (2019). Effects of biochar and inorganic fertiliser applications on growth, yield and water use efficiency of maize under deficit irrigation. Agricultural Water Management, 217, 181-193. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.02.044
Gaurav, S., Diptanu, B., Mehta, C. M., Prasann, K., Nishihara, E., Inubushi, K., Sudo, S., Hayashida, S., Patra, P. K., Minkina, T., & Rajput, V. D. (2025). Effects of biochar amendment at various soil depths on maize roots and growth indices. Scientific Reports, 15(1), Article 9218. https://doi.org/10.1038/s41598-025-09218-1
Gumelar, M. D., Hamzah, M., Hidayat, A. S., Saputra, D. A., & Idvan. (2020). Utilization of chitosan as coating material in making NPK slow release fertilizer. Macromolecular Symposia, 391(1), Article 1900188. https://doi.org/10.1002/masy.201900188
Hoang, N. H., Thanh, T. Le, Sangpueak, R., Treekoon, J., Saengchan, C., Thepbandit, W., Papathoti, N. K., Kamkaew, A., & Buensanteai, N. (2022). Chitosan nanoparticles-based ionic gelation method: A promising candidate for plant disease management. Polymers, 14(4), Article 662. https://doi.org/10.3390/polym14040662
Hu, J., Yang, Y., Zhang, H., Li, Y., Zhang, S., He, X., Huang, Y., Ye, Y., Zhao, Y., & Yan, J. (2023). Reduction in nitrogen rate and improvement of nitrogen use efficiency without loss of peanut yield by regional mean optimal rate of chemical fertilizer based on a multi-site field experiment in the North China Plain. Plants, 12(6), Article 1326. https://doi.org/10.3390/plants12061326
Khudhair, D., Amani Hamedani, H., Gaburro, J., Shafei, S., Nahavandi, S., Garmestani, H., & Bhatti, A. (2017). Enhancement of electro-chemical properties of TiO₂ nanotubes for biological interfacing. Materials Science and Engineering: C, 77, 111-120. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.03.112
Kubavat, D., Trivedi, K., Vaghela, P., Prasad, K., Vijay Anand, G. K., Trivedi, H., Patidar, R., Chaudhari, J., Andhariya, B., & Ghosh, A. (2020). Characterization of a chitosan-based sustained release nanofertilizer formulation used as a soil conditioner while simultaneously improving biomass production of Zea mays L. Land Degradation & Development, 31(17), 2734-2746. https://doi.org/10.1002/ldr.3629
Masulili, A., Suryani, R., & Kurniadi, E. (2025). The use of biochar and fertilizer to maximize the growth and yield of ginger on degraded alluvial soil. Journal of Degraded and Mining Lands Management, 12(3), 7523-7532. https://doi.org/10.15243/jdmlm.2025.123.7523
Nurdin, I. (2022). Pemetaan lahan kritis menggunakan sistem informasi geografis di Kecamatan Sumalata Provinsi Gorontalo [Mapping of critical land using geographic information system in Sumalata District, Gorontalo Province]. Geodika: Jurnal Kajian Ilmu Dan Pendidikan Geografi, 6(2), 232-243. https://doi.org/10.29408/geodika.v6i2.6531
Oladeji, O., Tian, G., Cooke, R., Cox, A., Zhang, H., & Podczerwinski, E. (2022). Capture of surface water runoff for irrigation of corn in western Illinois: Implications for nutrient loss reduction. Journal of Soil and Water Conservation, 77(3), 289-298. https://doi.org/10.2489/jswc.2022.00060
Park, J. C., Sp, N., Kim, H. D., Kang, D. Y., Kim, I. H., Bae, S. W., Yang, Y., & Jang, K. J. (2021). The exogenous application of non-toxic sulfur contributes to the growth-promoting effects of leaf lettuce (Lactuca sativa L. var. crispa). Agriculture, 11(8), Article 769. https://doi.org/10.3390/agriculture11080769
Preza-Fontes, G., Greer, K. D., & Pittelkow, C. M. (2024). Does biochar improve nitrogen use efficiency in maize? GCB Bioenergy, 16(1), Article e13122. https://doi.org/10.1111/gcbb.13122
Quintarelli, V., Ben Hassine, M., Radicetti, E., Stazi, S. R., Bratti, A., Allevato, E., Mancinelli, R., Jamal, A., Ahsan, M., Mirzaei, M., & Borgatti, D. (2024). Advances in nanotechnology for sustainable agriculture: A review of climate change mitigation. Sustainability, 16(21), Article 9280. https://doi.org/10.3390/su16219280
Rahman, K. M. A., & Zhang, D. (2018). Effects of fertilizer broadcasting on the excessive use of inorganic fertilizers and environmental sustainability. Sustainability, 10(3), Article 759. https://doi.org/10.3390/su10030759
Sharma, S., Mukherjee, S., Bolan, S., de Figueiredo, C. C., Fachini, J., Chang, S. X., Palansooriya, K. N., Zhou, P., Hou, D., Kaya, C., Siddique, K. H. M., & Bolan, N. (2025). Biochar as a potential nutrient carrier for agricultural applications. Current Pollution Reports, 11(1), 1-18. https://doi.org/10.1007/s40726-025-00349-7
Singh, M., Goswami, S. P., Ranjitha, G., Sachan, P., Sahu, D. K., Beese, S., & Pandey, S. K. (2024). Nanotech for fertilizers and nutrients-improving nutrient use efficiency with nano-enabled fertilizers. Journal of Experimental Agriculture International, 46(5), 220-247. https://doi.org/10.9734/jeai/2024/v46i52372
Vejan, P., Khadiran, T., Abdullah, R., & Ahmad, N. (2021). Controlled release fertilizer: A review on developments, applications and potential in agriculture. Journal of Controlled Release, 339, 321-334. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2021.10.003
Wang, C., Lv, J., Xie, J., Yu, J., Li, J., Zhang, J., Tang, C., Niu, T., & Patience, B. E. (2021). Effect of slow-release fertilizer on soil fertility and growth and quality of wintering Chinese chives (Allium tuberm Rottler ex Spreng.) in greenhouses. Scientific Reports, 11(1), Article 87593. https://doi.org/10.1038/s41598-021-87593-1
Wang, L., Olsen, M. N. P., Moni, C., Dieguez-Alonso, A., de la Rosa, J. M., Stenrød, M., Liu, X., & Mao, L. (2022). Comparison of properties of biochar produced from different types of lignocellulosic biomass by slow pyrolysis at 600 °C. Applications in Energy and Combustion Science, 12, Article 100090. https://doi.org/10.1016/j.jaecs.2022.100090
Wang, N., Wang, J., Liu, P., Yin, R., Han, Q., Yu, W., Tuo, Y., & Wang, S. (2025). Optimizing biochar-based slow-release fertilizers (BSRFs): Comprehensive impacts of binder types, pyrolysis temperatures, and nutrient formulations on mechanical strength and nutrient release dynamics. Industrial Crops and Products, 232, Article 121277. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121277
Wang, X., Wang, X., Sheng, H., Wang, X., Zhao, H., & Feng, K. (2022). Excessive nitrogen fertilizer application causes rapid degradation of greenhouse soil in China. Polish Journal of Environmental Studies, 31(2), 1527-1534. https://doi.org/10.15244/pjoes/143293
Zaman, W., Ayaz, A., & Park, S. J. (2025). Nanomaterials in agriculture: A pathway to enhanced plant growth and abiotic stress resistance. Plants, 14(5), Article 716. https://doi.org/10.3390/plants14050716 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 182 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 119 |
||