Evaluarea caracteristicilor unui nou compozit de biochar modificat cu acid fosforic și minerale și potențiala sa aplicație în îmbunătățirea solurilor saline-alcaline

Corectarea solurilor saline-alkaline pentru îmbunătățirea productivității agricole este esențială pentru abordarea provocărilor globale legate de securitatea alimentară.

Biocharul reprezintă un amendament promițător pentru soluri, iar compusii săi modificați oferă un potențial semnificativ pentru remedierea solurilor.

În acest studiu, am dezvoltat un nou compus de biochar modificate cu acid fosforic și minerale pentru îmbunătățirea solurilor saline-alkaline.

Analizele SEM și XRD indică faptul că interacțiunile chimice dintre acidul fosforic, minerale și biochar duc la formarea unor faze minerale distincte pe suprafața compusului.

În plus, analiza FTIR relevă faptul că aceste interacțiuni generează grupări funcționale precum Si-O-Si, iar analiza termogravimetrică demonstrează că compusul de biochar modificat prezintă o stabilitate crescută.

Comparativ cu biocharul brut, compușii de biochar modificați au prezentat scăderi semnificative ale pH-ului, conductivității electrice (EC) și conținutului de cationi de bază (în special Na+), cu reduceri maxime de 7,26 unități pH, 639,5 μS/cm și 3,69 g/kg, respectiv.

În schimb, conținuturile de P, Si și Ca au crescut semnificativ, cu creșteri maxime de 140,04 g/kg, 90,32 g/kg și, respectiv, 114,27 g/kg.

În plus, suprafața specifică și volumul porilor ale compusului de biochar modificat au crescut până la de 5,2 și, respectiv, 15 ori.

Analiza componentelor principale indică faptul că tipul de mineral a fost principalul factor care a influențat proprietățile compuselor: hidroxiapatita a crescut porozitatea și nivelul de fosfor, în timp ce caolinitul și montmorillonitul au crescut nivelul de siliciu.

Experimentele pe plante au arătat că compusul de biochar modificat a crescut înălțimea plantelor de lucernă cu 17,36–20,27% și biomasa de tulpină cu 107,32–125,80% în soluri saline-alkaline.

În general, compușii noi de biochar cu acid fosforic și minerale s-au dovedit a avea un potențial ridicat de aplicare în amendamentele pentru soluri saline-alkaline..