TWI602796B - 一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）之方法及其用途 - Google Patents

一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）之方法及其用途 Download PDF

Info

Publication number
TWI602796B
TWI602796B TW104117603A TW104117603A TWI602796B TW I602796 B TWI602796 B TW I602796B TW 104117603 A TW104117603 A TW 104117603A TW 104117603 A TW104117603 A TW 104117603A TW I602796 B TWI602796 B TW I602796B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
biochar
sdr
sorghum
preparing
cultivation medium
Prior art date
Application number
TW104117603A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201641472A (zh
Inventor
林翰謙
吳思敬
賴盈璋
Original Assignee
林翰謙
吳思敬
賴盈璋
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 林翰謙, 吳思敬, 賴盈璋 filed Critical 林翰謙
Priority to TW104117603A priority Critical patent/TWI602796B/zh
Publication of TW201641472A publication Critical patent/TW201641472A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI602796B publication Critical patent/TWI602796B/zh

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Description

一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭(Biochar)之方法及 其用途
本發明揭示一種以發酵廢棄物高粱酒糟製備生物炭(Biochar)作為機能性栽培介質之方法。
高粱酒糟(SDR)為釀製高粱酒過程之副產物，一般多以發酵廢棄物歸類之。而金門地區之高粱酒糟(SDR)每日產量約為150-300公噸，且近年來有逐年增加之趨勢(Su et al.,2010)。本案發明人努力研發各項廢棄物的回收再利用，例如：生物炭的製備，不但可以降低垃圾處理量，還可增加廢棄資源再利用價值，而達到永續環保生態的願景。
應用穴盤育苗時，為提高單位面積內的育苗數量及減少運輸重量，其每一穴格須儘量縮小，因而限制根系生長空間及其環境露地之差異，即有限的介質容積降低對逆境的緩衝能力。一般栽培介質的主要三個功能為保水、保肥及提供氧氣擴散至根部(薛佑光，2000；Tsakaldimi,2006)，且具有陽離子交換能力、pH值範圍在5.5-6.5間，可提供植物根系之生長環境(黃泮宮等，1996；楊昆憲，2008)。根據林翰謙等(2010)研究結果顯示，於栽培介質中添加炭材15%時，其穴盤苗生長不亞於添加15%真珠石者，所製備含炭介質之pH值、電導度及陽離子交換能力為7.62、0.53ds/m及9.76cmol/kg；其物理性質之充氣孔隙度介於9.05-13.05%、容器容水量介於61.97-68.08%、總孔隙度介於71.07-77.56%及總體密度介於0.14-0.20g/cm3，符合一般理想栽培介質；於穴盤育苗與田間實種後之生物量顯示，具有作為種苗生產應用之可行性。
生物炭應用於農業為目前熱門的環境議題之一，且其被視為優良的土壤改良材料，此乃因其具多孔性及吸附性等，不僅能夠改善土壤的物理及化學性質，促進土壤構造、團粒穩定性、導水度；並可吸附土壤重金屬離子、有機污染物、增加土壤中微生物活性、減少養分淋洗損失、促進值物生長(Lehmann and Joseph,2009；Joseph et al.,2010)及提高產量(胡盈翔，2004)，且生物炭的穩定結構能長期將有機物儲存在土壤中，達到增加土壤固炭的效果(林大方，2013)。然而，生物炭原料範圍相當廣泛，目前大多利用農業廢棄物作為原料以降低成本，因其為纖維素、半纖維素、木質素、礦質成分、蛋白質、炭水化合及其他萃取物等組成，而上述組成分將決定熱裂解產物中之揮發物及固定炭的含量，亦影響最後生物炭之有機成分與其孔隙結構(Joseph et al.,2007)。
因此，本發明利用高粱酒糟(SDR)製備為高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)係將廢棄物資源回收再利用的好方法，且可發現由高粱酒糟(SDR)製備較起用煤焦、木材及農作物廢棄物等更減少生質能源的損耗，因而以資源再利用方式將發酵廢棄物製備成生物炭，除增加其應用層面與間接提升製酒產業附加價值外，亦直接可達廢棄資源永續再利用之原則及促進值物生長與增加土壤固炭的效果。
本發明揭示以發酵廢棄物高粱酒糟(SDR)製備成生物炭作為具機能性栽培介質及其應用於穴盤育苗生長之介質。
圖1各高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之吸水率與失水率
本發明案在預實驗中已發現將高粱酒糟(SDR)待其氣乾後，依NIEA R409.21C標準，以元素分析儀測定其C、N、S、H及O含量，分別為47.97、3.31、0.08、6.51及42.12%，其分別與前人(Diao et al.,2002；彭嘉文等，2010)研究之先驅物結果相近。炭元素含量多寡可作為製備炭材先驅物考量因素之一(盧廷葳，2001)，高粱酒糟(SDR)之炭元素含量高達40%以上，因此可為生物炭之再生性廢棄物之材料。
高粱酒糟(SDR)基本性質之測定。
依CNS4713標準測定高粱酒糟(SDR)之乙醇甲苯抽出物；依CNS 6948標準測定全SDR之纖維素；依CNS 2721與CNS 12108標準測定高粱酒糟(SDR)之木質素；依CNS3084標準測定高粱酒糟(SDR)之灰分。高粱酒糟(SDR)化學組成結果之乙醇甲苯抽出物、全纖維素與木質素及灰分分別為47.30,31.50與13.12%及6.05%。據Reed and Williams(2004)與Carrott et al.,(2007)等研究指出木質素具有高含炭量，其分子結構類似煙煤，又炭形成主要來自木質素及纖維素，而半纖維素則為揮發分，另乙醇甲苯抽出物主要為樹脂、蠟及單寧等物質，一般木質素與乙醇甲苯抽出物越高者與炭收率多寡有關。
本發明主要技術內容係在於將高粱酒糟製備成生物炭(Biochar)，本專利揭示之炭化溫度、升溫速率、炭化過程導入的惰性氣體、氣體流量、持溫及冷卻方法僅是實施例的揭示。惟以上所述者，本發明揭示實施例僅為最佳結果而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡利用高粱酒糟為原料以熱處理炭化，製備等各條件改變或潤飾皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
製備高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之方法：將高粱酒糟(SDR)置入高溫活化爐內，在無氧狀態下分別以不同炭化溫度200-450℃進行炭化，升溫速率為10-20℃/min，在炭化過程中導入惰性氣體(如：氮氣等)，氣 體流量為100-200mL/min，並持溫30-60min，最後於爐內通入惰性氣體(如：氮氣等)下冷卻，即為高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之試樣。
各種不同炭化溫度高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之物化性質分析。
高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)收率(Yield,Y)=(生物炭絕乾重量/試材絕乾重量)×100。
依NIEA R409.21C標準，以元素分析儀檢測高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之炭、氫、硫、氧及氮等元素之組成百分比，其中氧元素是以100-(炭+氫+氮+硫)得知，並以C為分母，N、H及O各為分子，探討N/C保肥能力、H/C保水能力及O/C之通氣能力。
依JIS K1474(1991)測定高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之碘值，公式為I=[(10-K×f)×12.69×5]/M。式中I：碘值吸附量(mg/g)、K：滴定所需硫代硫酸納溶液之量(mL)、f：0.1N硫代硫酸納溶液相對於0.1N碘溶液之比值、M：試材之絕乾重量(g)。
高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)pH值與電導度(Electrical Conductivity,EC)之測定：配製各SDR Biochar與去離子水以比例1：5(v/v%)混合之溶液，待其靜置2h後，分別以筆型pH值測試計及筆型EC導電度計測定之。
高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)吸水率係依CNS 487標準，秤取氣乾重量1.5g之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)，將其置入燒杯並加入水，使其覆蓋過SDR Biochar，接著分別浸漬1、3、5、10與30min及1、3、6、12、24與48h後，以抽氣過濾法取出並稱重。依公式計算吸水率：As(吸水率)(%)=(S-A)/A〕×100。式中A：氣乾試料之質量(g)；S：各生物炭吸水後之質量(g)。
高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)失水率為參考上述吸水率試驗方法，即稱取氣乾重量1.5g之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)，將其置入燒杯並加入水，使其覆蓋過高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)浸漬72h後，以抽氣過濾法取出後稱重，接著分別放置1、3、5、10與30min及1、3、6、12、24與48h後再稱重。BS(失水率)(%)=〔(A-B)/B〕×100。式中B：放置後試材之質量(g)；A：以抽氣過濾法取出後之質量(g)。
表1所示為高粱酒糟(SDR)於不同炭化溫度製備成高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之收率、pH值、電導度(Electrical Conductivity,EC)及碘值的結果。高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)收率隨著溫度的升高而減少，此係為先驅物中揮發物質、焦油散失及炭的氣化量增加(Walker et al.,1995；Teng and Hsu,1999)。在pH值方面，於炭化溫度200℃時高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之pH值為6.53%偏弱酸性，且隨著溫度的上升而呈弱鹼或鹼性，當炭化溫度為450℃時，其值為8.74。Lin et al.(2014)研究顯示，炭材經高溫處理後，因其有機成分受熱分解，並生成各種成分排出，且留存無機成分，因此當炭化溫 度越高時，pH值會隨之增加，而鹼金屬元素形成氧化物，此為炭化後pH值偏鹼之因(Gundale and Deluca,2006；Neary et al.,1999)。
碘值為炭材吸附特性指標之一，且其分子直徑約為0.56nm，當值越高顯示炭材吸附低分子量物質能力越高，主要為判斷液相吸附微孔指標。表1又知，高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之碘值為71-210mg/g間，其中溫度450℃者孔隙率較高，表示具有保水或通氣之可行性。同表亦知，高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之EC值介於為0.37-0.11ds/m，且隨炭化溫度增加而減少。曾明寶(1997)研究報告顯示，可溶性鹽類濃度可直接用來表示可溶性鹽類存在於介質溶液中的濃度；且黃敏奇(2004)之研究報告指出，若電導度值(EC)值越高(一般為1ds/m以下)，則代表其鹽類含量越高，即與植物體吸收養分多寡有關。
C、H、N及S皆為植物生長所需之必要元素之一，且其在植物體內各別具有專一性之作用。表2為各高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)元素分析與N/C、H/C、O/C之結果，其C含量介於50-70%間，C為植物體內全部有機物之主要組成物之一且隨著炭化溫度上升而下降，Carrott et al.(2007)研究指出木質素具有高含炭量，其分子結構類似煙煤，又炭形成主要來自木質素及纖維素，而半纖維素則為揮發分，因此木質素越高，炭收率越高(Reed and Williams,2004)。N為組成植物體內有機化合物之構成物之一，此有機化合物包括胺基酸、蛋白質、輔酶、核酸及葉綠素，因高粱酒糟(SDR)含有大量的蛋白質(侯文華等，1999)，其N含量介於3-5%間；高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之S含量介於0.02-0.6%間，而S的主要作用為參與植物體內一些有機化合物之合成，如：氨基酸、蛋白質、輔酶A及部分維生素；H為與炭素共同組成植物體內之有機物，且在植物根系與土壤粒子間進行陽離子交換時，扮演重要的 角色；H含量而言，介於2.95-4.77%間，且隨著處理溫度越高有愈少的趨勢，而H含量的多寡會影響植物根系與土壤粒子間進行陽離子交換(高德錚，2007)。另O為組成植物體內之有機物的成分之一，且在植物根系與土壤粒子間進行陰離子交換時，扮演重要的角色，且植物體進行有氧呼吸時，擔任氫離子之中間接受者(Delfine et al.,2001)。
Ghani(2013)指出N/C、H/C及O/C可說明其保肥能力、保水能力及通氣能力。同表2又知，SDR Biochar之N/C為0.06-0.07間、H/C為0.09-0.03間及O/C為0.80-0.33間，隨著炭化溫度的上升N/C無明顯的變化，而H/C及O/C者皆逐漸遞減。此表示炭化溫度上升者之具有植物體內所需有機化合物較高，且具有植物體進行有氧呼吸時與氫離子接受度較高。
圖1為各高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)吸水率與失水率之結果。顯示於各炭化溫度下製備之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)於24h時之吸水率可達80%以上，至48h時接近100%。同圖又知，各高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之失水率，其於初始實並無明顯變化，於30min後有明顯之下降，而30min至6h間由80%下降至13%。結果顯示炭化溫度範圍下製備出之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)具有良好吸水及排水功能。
農作物生產需要栽培介質，一般組成為基質(一般土壤)及各種介質(如：砂質壤土、培養土、泥炭苔、河砂、水苔、蛇木屑、蛇木塊、椰子殼、珍珠石等等)，本發明為利用上述各不同炭化溫度高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之特性作為基質，與泥炭土(一般栽培土壤)以不同比例混合調製而成機能性之栽培介質。
本發明之一技術重點不在於保護園藝栽培介質製備的程序，而是依傳統栽培介質製備過程在加入高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)達到具有機能性之生物炭栽培介質。惟以上所述者，本發明揭示實施例只是最佳結果而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡利用高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)為先驅物以不同比例混合基質，經各製備條件改變或潤飾者，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
一種具有機能性的生物炭栽培介質之製備方法：係以各不同炭化溫度之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)作為基質，然與泥炭土(一般栽培土壤)以體積比5-30/95-70(v/v%)混合均勻調製而成。
具有機能性高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質之物理性質測定涵蓋：充氣孔隙度、容器容水量、總孔隙度及總體密度(Bragg et al.,1988)；化學性質之測定：涵蓋pH值、電導度(Electrical Conductivity,EC)、陽離子交換能力(Cation exchange capacity,CEC)(Hendershot,1986)等。
具有機能性高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質之穴盤育苗種植試驗，係依薛佑光(2000)，林翰謙等(2011)等方法施行。生物量調查則選用蔬菜之幼苗培育至1、2、3及4週齡時，分別從各不同處理中逢機各取6株幼苗，進行幼苗調查，每一處理4次重複，每重複為一72格穴盤，計72株。壯苗指數係指穴盤苗優劣一般係以生物量指標之莖長、莖徑、鮮重與乾重等作為評估(Bilderback,1982；Fonteno,1990)。
本發明生物量施行方法參考戴振洋等(1996)及王裕權等(2002) 報告中複合性指標之壯苗指數來進行壯苗指數之計算，計算公式如下：壯苗指數=〔(莖徑/莖長)+(地下部鮮重/地上部鮮重)〕×全株乾重
表3為含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質物理性質的結果。栽培介質為是受真珠石及泥炭土者(對照組)，其充氣孔隙度為9.03%、容器容水量為65.88%、總孔隙度為72.74%及總體密度為0.13g/cm3；而含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質者之充氣孔隙度範圍介於11-13%，最高者為炭化溫度400℃者，經鄧肯式分析後得知，僅與200℃者具顯著差異；而容器容水量範圍介於61-63%，最高者為250℃者，經鄧肯式分析後得知，僅與200℃者具顯著差異外；250-450℃者間均明顯不同，且優於對照組之栽培介質(真珠石與泥炭土者)。
上述結果顯示，對照組含真珠石與各高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)者皆符合一般理想介質之充氣孔隙度10-25%(陳士略，1996)、容器容水量40-60%(楊昆憲，2008)與總孔隙度54-80%(薛佑光，2000)之要求。然而，總體密度較低於理想介質範圍0.30-0.75g/cm3(陳士略，1996)。
本發明者係屬質地較輕的基質，此結果可知，其對於栽培介質的通氣性及保水力有直接相關性，質地較輕之顆粒較多時，栽培介質間的非毛細管孔隙亦較多，使通氣性提高，但水分易從孔隙中流失而使保水力降低；而質地較輕之小顆粒較多時，栽培介質間的毛細管孔隙較多，使保水力提高，且一般總孔隙度為充氣孔隙度與容器容水量之總和，因此質地較輕的基質助於提高氧氣擴散速率，作物獲得較多的氧氣，使值物生長較佳，因其通氣在植物根系與土壤粒子間進行陰離子交換時扮演其非常重要的角色，且植物體進行有氧呼吸時，可擔任氫離子之中間接受者。尤其使用越小的容器栽培植物時，孔隙的要求越高，否則很容易因澆水時不通氣而導致植物根部生長不良，諸如本發明所用試驗之穴盤育苗。
1)不同炭化溫度之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)
2)平均值(標準偏差)，真珠石與各含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質以鄧肯氏多變域試驗分析，不同字母代表其具顯著差異
表4為含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質於選用蔬菜穴盤育苗期間之pH值變化結果。顯示於育苗初期(0天)時，以試驗組各含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)與對照組真珠石者與泥炭土之比例為15/85(v/v%)混合者之pH值中，本發明又依陳莉鵑(2007)與林翰謙等(2011)之報告以澆灌竹醋液者(液稀釋至104)來降低栽培介質之pH值，其結果發現含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質於栽植期間具有理想之pH值的範圍(6.50-7.50)，進而育苗生長較佳。而結果可知，以含真珠石者為6.34，炭化溫度200℃者至450℃者分別為6.45、6.39、6.55、6.64、6.78及6.76；而於育苗第28天之結果得知，以對照組含真珠石者為6.28，試驗組含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質者分別為6.58、6.73、6.68、7.04、7.11及7.28，兩者仍接近一般理想介質pH值範圍6.50-7.00間(林晉卿、黃山內，1989；陳士略，1996；楊昆憲，2008)之要求，此結果對植株產生較佳的生長環境，對後續生物量指標之莖長、莖徑、鮮重與乾重等具有較佳的生長。
一般EC值大小代表栽培介質溶液中可溶性鹽類的多寡，其值越高表示養分含量越多(黃敏奇，2004)，而當栽培介質中EC值太高時，表示栽培介質中可溶性鹽類就越多，其滲透壓亦越高，植物就難以吸收水分及養分(Delfine,2001)，通常果菜類之栽培介質者適宜範圍在1.0-4.0ds/m(Norrie,1994)，而一般穴盤栽培介質之EC值最好低於1.0ds/m(Koranski,1993)。
表5為含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質於選用蔬菜穴 盤育苗期間之EC值變化結果。於育苗初期時，對照組含真珠石者為1.02ds/m，試驗組含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質者分別為1.10、1.07、1.05、1.02、1.02及1.02ds/m。於育苗第7-28天時，以含真珠石者為0.11-0.10ds/m，含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質者皆為降低至為0.08-0.10ds/m。雖7-28天之結果經鄧肯氏分析為無顯著差異，但育苗期間(7、14、21、28天)，其結果較初期(0天)有明顯差異，此乃因可溶性鹽類釋放已被植物體吸收殆盡，即可溶性鹽類之濃度下降(林翰謙等，2011)。而本結果可知，栽植期間所施肥或本發明之含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質的可溶性鹽類已釋放且被植物體吸收，此可由表7狀苗指數或其莖長、莖徑、鮮重與乾重等具有較佳的生長結果引証之。
陽離子交換能力(CEC值)與介質的保肥力有密切的關係(Lemaire,1998)，其係是指栽培介質中有機物帶負電荷，可吸附陽離子，如銨態氮、鉀、鈣、鎂、鐵等陽離子，減少陽離子的流失，因此CEC值高代表其保肥力高(曾明寶，1997)。含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質於選用蔬菜穴盤育苗期間CEC值之變化，如表6所示。結果得知，各栽培介質於育苗第7天測得之CEC值，對照組含真珠石者為51.91cmol/kg，試驗組含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)者分別為57.81、50.16、55.78、55.32、57.43及60.51cmol/kg，均較對照組之真珠石與泥炭土為高，經鄧肯式分析後得知，第28天培養後均明顯不同於栽培介質為真珠石與泥炭土者。根據Helling(1964)研究報告指出隨著pH值增加，則土壤中CEC值來自有機質的比例增加，將此結果對照表4可知其pH值亦有上升之趨勢。因此養分含量較低之土壤改良資材，但添加高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)後，可有效改善土壤之保肥能力，並增加土壤固炭能力。
表7為各栽培介質應用於選用蔬菜穴盤育苗期間之壯苗指數結果。於育苗第7天之壯苗指數，對照組含真珠石者與試驗組含高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質者均有顯著差異；育苗第28天之壯苗指數經鄧肯氏分析後得知，250-450℃者間均明顯不同，且優於對照組栽培介質為真珠石及泥炭土者。
參考文獻
1. 中華民國行政院環保署(2005) NIEA R409.21C廢棄物中炭、氫、硫、氧、氮元素含量檢測方法-元素分析儀法。
2. 中華民國國家標準(1981) CNS6948木漿用材纖維素試驗法。經濟部標準檢驗局。
3. 中華民國國家標準(1987) CNS12108木材及紙漿中酸溶性木質素試驗法。經濟部標準檢驗局。
4. 中華民國國家標準(2004) CNS3084木材灰分試驗法。經濟部標準檢驗局。
5. 中華民國國家標準(2005) CNS4713木材中乙醇甲苯萃取物試驗法。經濟部標準檢驗局。
6. 中華民國國家標準(2006) CNS487細粒料密度、相對密度(比重)及吸水率試驗法。經濟部標準檢驗局。
7. 中華民國國家標準(2010) CNS2721紙漿內酸不溶性木質素試驗法。經濟部標準檢驗局。
8. 日本工業規格(1991) JIS K1474活性炭試驗方法。日本工業標準調查會。
9. 王裕權、謝桑煙、陳博惠(2002)不同苗齡之甘藍及結球白菜移植對育苗品質及產量之影響。台南區農業改良場研究彙報。39: 32-41。
10. 林晉卿、黃山內(2001)天南星科觀葉植物本土化盆栽介質之研究。有機質肥料與合理化施肥研討會「土壤永續生產與環境保護」論文集。pp. 295-296。
11. 林翰謙、吳怡德、彭嘉文、黃國雄、郭濰如2010孟宗竹炭栽培介質應用在蔬菜穴盤育苗之探討。林產工業。29 (3): 159-171。
12. 林翰謙、黃翊涵、蔡婷如、彭嘉文、黃國雄、郭濰如(2011)竹醋液應用在孟宗竹炭栽培介質對番茄穴盤育苗促進生長之探討。嘉大農林學報。8(2): 58-72。
13. 侯文華、李政一、楊力、周定(1999)利用酒糟生產飼料蛋白的菌種選育。中國科學院生態環境研究中心科學月刊。2: 66-68。
14. 胡盈翔(2004)孟宗竹竹炭燒製實務與產品性質評估。國立屏東科技大學碩士論文。p. 51。
15. 高德錚(2010)影響蔬菜中硝酸鹽含量之探討。台中區農業改良場九十九年專題討論專集。105: 234-239。
16. 陳士略(1996)金針菇棄堆肥作為育苗介質之研究。國立中興大學園藝學研究所碩士論文。pp. 3, 5。
17. 陳莉鵑、盧崑宗、劉正字(2007)竹醋液對青梗白菜之促進作用。臺灣林業科學。22 (2): 149 - 157。
18. 彭嘉文、王亞男、夏滄琪、莊閔傑、林翰謙(2010)銀合歡木灰作為製備活性炭天然活化劑之探討。國立臺灣大學生物資源暨農學院實驗林研究報告。24 (4): 247-260。
19. 曾明寶(1997)四種有機成分介質理化性變化及對盆栽植物的影響。國立中興大學園藝學系研究所碩士論文。pp. 35, 50, 62。
20. 黃泮宮(1992)園藝作物穴盤育苗生產技術作物生產改進研討會專集國立中興大學園藝系編印。pp. 163-169。
21. 黃敏奇(2004)小白菜‘三鳳‘無土薄層介質栽培技術之開發研究。國立中興大學園藝學研究所碩士論文pp. 13, 24-25, 101。
22. 楊昆憲(2008)不同粒徑與保水性顆粒介質之物理性質。國立成功大學土木工程研究所碩士論文。pp. 7-8。
23. 盧廷葳(2001)燃油飛灰中未燃炭活化行為之研究。國立成功大學資源工程研究所碩士論文。pp. 4-15。
24. 戴振洋、蔡宜峰、郭孚燿(1996)肥料對不同品種甘藍穴盤苗生長之影響。台中區農業改良場研究彙報。50: 11-20。
25. 薛佑光(2000)介質理化特性及其對甘藍與番茄穴盤苗之影響。國立中興大學園藝研究所碩士論文。pp. 1, 6, 12 - 14, 80。
26. Bilderback, T. E., W. C. Fonteno and D. R. Johnson (1982) Physical properties of media composed of peanut hulls, pine bark, and peatmoss and their effects on Azalea growth. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 107 3: 522-525.
27. Carrott P. J. M., M. M. L. R. Carrott (2007) Lignin-from natural adsorbent to activated carbon: A review. Bioresource Technology 98: 2301-2312.
28. Chan, K. Y., L. Van Zwieten, I. Medxsros, A. Downie, and S. Joseph (2007) Activated values of greenwastesbiochar as a soil amendment. Australian Journal of soil Research 45: 629-634.
29. Cheng, C. H., J. Lehmann, J. E. Thies, S. D. Burton, and M. H. Engelhard (2006) Oxidation of black carbom by biotic and abiotic processes, Org. Geochem 37: 1477-1488.
30. Delfine, S., F. Loreto and A. Alvino (2001) Droughtstress effects on physiology, growth and biomass production of rainfed and irrigated bell pepper plants in the Mediterranean region. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 126 (3): 297-304.
31. Diao, Y., W. P. Walawender, L. T. Fan (2002) Activated carbons prepared from phosphoric acid activation of grain sorghum. Bioresource technology 81 (1): 45-52.
32. Fonteno, W. C. (1990) Know your media. Growertalks" on plugs. Growertalks magazine. pp. 84-92.
33. Ghani, W. A. W. A. K., A. Mohda, G. Silva, R. T. Bachmannd, Y. H. Taufiq-Yape, U. Rashid, A. H. Al-Muhtasebg (2013) Biochar production from waste rubber-wood-sawdust and its potential use in C sequestration: Chemical and physical characterization. Industrial Crops and Products, 44: 18-24.
34. Gundale, M. J. and T. H. DeLuca (2006) Temperature and source material influence ecological attributes of ponderosa pine and Douglas-fir charcoal. For. Eco. Manage. 231: 86-93.
35. Helling, C. S., G. Chesters and R. B. Corey. (1964) Contribution of organic matter and clay to soil cation exchange capacity as affected by the pH of the saturation solution. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 28: 517-520.
36. Hendershot, W.H. and M. Duquette. (1986) A simple barium chloride method for determining cation exchange capacity and exchangeable cations. Soil Sci. Soc. Am. J. 50: 605-608.
37. Joseph, S. D., A. Downite, P. Munroe and J. Lehmann (2007) Biochar for Carbon Sequestration, Reduction of Greenhouse Gas Emissions and Enhancement of Soil Fertility; A Review of the Materials Science. Proceedings of the Australian Combustion Symposium. Sydny.
38. Joseph, S. D., Camps_Arbestain, M. and Lin, Y. (2010) An investigation into the reactions of biochar in soil. Austra. Australian Journal of soil Research 48: 501-515.
39. Koranski, D. S. (1993) Plug production technique. Proceedings of 2nd Symposium on Seed Industry and Marketing of Horticultural Crops. pp. 15-27.
40. Lemaire F. (1995) Physical, chemical and biological properties of growing medium. Acta Hort. 396: 273-284.
41. Lehmann, J. and S. Joseph (2009) Chapter 1: Biochar for environmental management: An Introduction. In: Lehmann, J. and S. Joseph (eds.), Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Earthscan Publications Ltd., UK. pp. 1-9.
42. Neary, D. G., C. C. Klopatek, L. F. DeBano and P. F. Ffolliott(1999) Fire effects on belowground sustainability: a review and synthesis. For. Eco. Manage. 122: 51-71.
43. Norrie, J., M. E. D. Graham, J. Charbonneau and A. Gosselin (1994) Impact of irrigation management of greenhouse tomato: yield, nutrition, and salinity of peat substrate. Can. J. Plant Sci. 74: 497-503.
44. Reed A. R., P. T. Williams (2004) Thermal processing of biomass natural fibre wastes by pyrolysis. International Journal of Energy Research 28: 131-145.
45. Schmidt, W.M.I., Noack, A.G., (2000) Black carbon in soils and sediments: analysis, distribution, implications, and current challenges. Global Biogeochem. 14: 777-793.
46. Su M. H., W. S. Tzeng, and Y. T. Shyu (2010) An analysis of feasibility of bioethanol production from Taiwan sorghum. Bioresource technology 101 (17): 6669-6675.
47. Teng, H. and L. Y. Hsu (1999) Hing-Porosity Carbons Prepared from Bituminous Coal with Potassium Hydroxide Activation , Ind. Eng. Chem. Res. 38: 2947.
48. Tsakaldimi, M. (2006) Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) core and rice hulls as components of container media for growing Pinushalepensis M. seedlings. p. 1631.
49. Walker, P. L. and A. Almagro (1995) Activation of Pre-chlorinated Anthracite in Carbon Dioxide and Steam. Carbon 33 (2): 239-241.
50. Yamada, T. and H. Ono (1999) Rapid liquefaction of lignocellulosic waste by using ethylene carbonate. Bioresource Technol. 70: 61-67.

Claims (9)

  1. 一種製備高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之方法：將高粱酒糟(SDR)，置入高溫活化爐內，在無氧狀態下以炭化溫度200-450℃進行炭化，升溫速率為10-20℃/min，在炭化過程中導入惰性氣體(如：氮氣等)，氣體流量為100-200mL/min，並持溫30-60min，最後於爐內通入惰性氣體(如：氮氣等)下冷卻，即為高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述一種製備高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之方法，其惰性氣體為氮氣。
  3. 如申請專利範圍第1項所述一種製備高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之方法，其收率及電導度值隨炭化溫度升高而降低；pH及碘值隨溫度提高而提高。
  4. 如申請專利範圍第1項所述一種製備高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之方法，其C含量皆隨著炭化溫度上升而下降；炭化溫度的上升N/C無明顯的變化，而H/C及O/C者皆逐漸遞減。
  5. 如申請專利範圍第1項所述一種製備高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之方法，該炭化溫度範圍下製備出之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)具有良好吸水及排水功能。
  6. 一種具有機能性之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質之調製方法：係以第1至5項所述之一種製備高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)之方法，依其所製作出的高梁酒糟生物炭作為基質，併與市售泥炭土(pH值5.5-6.5)，以體積比7.5-30/92.5-70(v/v%)混合均勻而成。
  7. 一種如申請專利範圍第6項所述一種具有機能性之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質之調製方法，其高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質具質地較輕的基質，可提高植物體的通氣性及保水力，以及提高介質與植物體間氧氣擴散速率。
  8. 一種如申請專利範圍第7項所述一種具有機能性之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質之調製方法，其栽培介質pH值介於6.5-7.0間，對植株產生較佳的生長環境，且對莖長、莖徑、鮮重與乾重等具有較佳的生長效果。
  9. 一種如申請專利範圍第7項所述一種具有機能性之高粱酒糟生物炭(SDR Biochar)栽培介質之調製方法，其栽培介質具有改善土壤之保肥能力，可增加土壤固炭能力，使植物體之狀苗指數因此而增加。
TW104117603A 2015-05-29 2015-05-29 一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）之方法及其用途 TWI602796B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104117603A TWI602796B (zh) 2015-05-29 2015-05-29 一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）之方法及其用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104117603A TWI602796B (zh) 2015-05-29 2015-05-29 一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）之方法及其用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201641472A TW201641472A (zh) 2016-12-01
TWI602796B true TWI602796B (zh) 2017-10-21

Family

ID=58055528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104117603A TWI602796B (zh) 2015-05-29 2015-05-29 一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）之方法及其用途

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI602796B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI653206B (zh) 2018-01-29 2019-03-11 國立高雄科技大學 輕質混凝土及其骨材成形方法
TWI756149B (zh) * 2021-06-25 2022-02-21 陳建家 運動場地天然草坪的模組化種植材及其製程

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103084379A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 陈丰 餐厨厨余垃圾与废油脂环保综合处理方法
US20150101372A1 (en) * 2011-06-06 2015-04-16 Cool Plant Energy Systems, Inc. Method for enhancing soil growth using bio-char

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150101372A1 (en) * 2011-06-06 2015-04-16 Cool Plant Energy Systems, Inc. Method for enhancing soil growth using bio-char
CN103084379A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 陈丰 餐厨厨余垃圾与废油脂环保综合处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201641472A (zh) 2016-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Steiner et al. Biochar as a growing media additive and peat substitute
CN104355881A (zh) 一种通用型育苗专用基质
Singla et al. Effect of biogas digested slurry based-biochar and digested liquid on N 2 O, CO 2 flux and crop yield for three continuous cropping cycles of komatsuna (Brassica rapa var. perviridis)
CN106518529A (zh) 一种复合型生物炭基缓释肥及施用方法
CN102992840A (zh) 一种茄果类蔬菜专用育苗基质
CN104446916A (zh) 一种西瓜育苗专用基质
Bedussi et al. Pattern of pore water nutrients in planted and non-planted soilless substrates as affected by the addition of biochars from wood gasification
CN104446915A (zh) 一种茄果类蔬菜育苗专用基质
Yang et al. Biochar and cow manure organic fertilizer amendments improve the quality of composted green waste as a growth medium for the ornamental plant Centaurea Cyanus L.
Persaud et al. Effect of rice husk biochar as an amendment on a marginal soil in Guyana
Zahra et al. Mitigation of degraded soils by using biochar and compost: a systematic review
CN104446914A (zh) 一种叶菜类蔬菜育苗专用基质
CN110972891B (zh) 一种以园林废弃物为主要原材料的生态型复合栽培基质及其应用
Meng et al. Novel seedling substrate made by different types of biogas residues: Feasibility, carbon emission reduction and economic benefit potential
CN106008089A (zh) 一种盆栽花卉快速生根有机肥料及其制备方法
NS et al. Effects of palm kernel biochar and food waste compost on the growth of palm lily (Cordyline fruticosa), coleus (Coleus sp.), and boat lily (Rhoeo discolor).
Ball et al. Assessment of the potential of a novel newspaper/horse manure-based compost
TWI602796B (zh) 一種以高粱酒糟製備成具機能性栽培介質生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）之方法及其用途
CN109836280A (zh) 一种生物质炭基肥料及其制备方法
Vandecasteele et al. End-of-life stage of renewable growing media with biochar versus spent peat or mineral wool
Wang et al. Effect of different amounts of biochar on meadow soil characteristics and maize yields over three years
Li et al. Using nitrogen-loaded biochar for soil improvement to decrease applied nitrogen and stabilize rice yield under alternate wet-dry irrigation
Neumaier et al. Hydrochars as peat substitute in growing media for organically grown potted herbs
Bin Yousaf et al. Determining the appropriate level of farmyard manure biochar application in saline soils for three selected farm tree species
Reddy et al. Biochar and its potential benefits-a review

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees