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研究生:黃建忠
論文名稱:農林加工廢棄物製備生物炭作為栽培介質基質之物化性質及其應用於蔬菜穴盤育苗生長品質之研究
論文名稱(外文):Physic-chemical Properties of Biochar Prepared from Agricultural/Forestry Processed Wastes as Cultural Media Substance and Its Application in Quality Growth of Vegetable Plug Seedling
指導教授:林翰謙林翰謙引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:木質材料與設計學系研究所
學門:農業科學學門
學類:林業學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:103
語文別:中文
中文關鍵詞:農林加工廢棄物生物炭栽培介質基質穴盤育苗壯苗指數
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本研究為農林加工廢棄物製備生物炭作為栽培介質基質及其應用於蔬菜穴盤育苗生長品質之研究,試材以廢棄高粱酒糟 (SDR)、廢棄太空包 (CWB)、柳杉木屑 (JCS) 及紙漿污泥 (PS) 等於不同炭化溫度 (200、250、300、350、400及450℃) 下製備成各種生物炭,並與市售泥炭土以混合比例 15/85 (v/v) 作為含生物炭栽培介質,花胡瓜 (Cucumis sativus L.) 作為試種蔬菜,探討其對花胡瓜穴盤育苗生長品質之影響。
各試材之基本性質結果得知,元素分析之C含量介於32.14-50.99%、N含量為0.04-3.31%、H含量則為3.85-6.63%,又其全纖維素、木質素、醇甲苯抽出物及灰分等結果分別為32.30-68.40%、16.50-34.63%、1.59-13.12% 及 0.63-7.73%。各生物炭之收率為31.02-89.02%,其物化特性可知,元素分析之C含量介於18.94-85.79%、H含量為0.80-5.95%、N含量則為0.06-4.66%,其中以柳杉生物炭 (JCSBC) 之C含量最高、高梁酒糟生物炭 (SDRBC) 者次之,但SDRBC者之N含量相較為較高,其pH值、碘值、電導度之結果分別為6.46-11.73、42.29-341.42mg/g、0.07-3.44 ds/m,而其平均孔隙直徑介於3.88-28.96nm,皆屬中孔孔隙特性,由SEM觀察則發現隨炭化溫度升高,其孔隙生成較多。FTIR結果顯示,SDRBC及太空包生物炭 (CWBBC) 在圖譜中較JCSBC者及紙漿污泥生物炭 (PSBC) 者於2875 cm-1及2995 cm-1處皆多具有C-H伸縮振動親水官能基,然吸水率結果顯示,以SDRBC及JCSBC者較佳,均以炭化溫度450℃者最高,而在失水率方面,各製備生物炭則無顯著差異。
含生物炭栽培介質之充氣孔隙度、容器容水量及總孔隙度結果分別為9.71-13.79%及61.27-63.11%及70.02-74.01%;其 pH 值為 6.34 - 6.87,EC值則為 0.96 - 1.22 ds/m,可知各生物炭栽培介質均接近一般理想介質之要求。花胡瓜穴盤苗之生物量結果得知,於播種第 28 天後,含真珠石者之鮮重、乾重、壯苗指數 (1) 及壯苗指數 (2) 為 4.5100 g、0.4672 g 、0.1379及0.2790;而含SDRBC450者為 4.2025 g、0.4838 g 、0.1654及 0.3376;CWBBC450者為 4.0229 g、0.4212 g、0.1379及0.2756;JCSBC450者為 4.3611 g、0.4622 g、0.1260及0.2467;PSBC450者為4.3110 g、0.4798 g、0.0995及 0.221,其中SDRBC450之壯苗指數 (1) 及 (2) 皆為最高,其與真珠石、CWBBC450、JCSBC450及PSBC450均具有顯著差異,且各栽培期間之CEC值相較之下亦較真珠石者高。
試驗結果得知,農林加工廢棄物製備之生物炭可作為栽培介質基質,且蔬菜穴盤育苗時在以15 % 比例混合泥炭土下,幼苗之狀苗指數顯著高於添加真珠石及其他者,其中以SDRBC450作為含生物炭栽培介質者可獲較佳之生長品質。
摘要………………………….……………………………………………I
Abstract…………...…………………………………….…IV
目錄…………….….….…………………………………..……VII
表目錄……………..…………………..…………………..XII
圖目錄……………..………………………………………………XIV
一、前言 1
二、文獻回顧 7
(一)農林業加工廢棄物 7
(二)生物炭製備、性質及其應用 13
(三)穴盤育苗與栽培介質 18
三、材料與方法 26
(一)試驗材料 26
(二)試驗方法 28
1.試材基本性質測定 28
2.生物炭之製備與性質測定 30
(1)生物炭之製備 30
(2)生物炭之性質測定 32
3.含生物炭栽培介質之物化性質 35
(1)生物炭栽培介質之調配 35
(2)生物炭栽培介質之性質測定 35
a.栽培介質之物理性質 35
b.栽培介質之化學性質 37
c.栽培介質之吸、失水率測定 38
4.花胡瓜穴盤育苗與生物量調查 38
5. 統計分析 41
四、結果與討論 42
(一)試材基本性質分析 42
(二)生物炭之性質 47
(三)含生物炭栽培介質之物化性質 70
(四)花胡瓜穴盤育苗之生物量調查 82
五、結論 93
參考文獻 95

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