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Evaluando el potencial de aplicación de biochars de paja de algodón modificados con ácido en suelos alcalinos basado en el peso de la entropía TOPSIS

Autores: Zhu, Shengbao; Liu, Jiao; Tang, Guangmu; Sun, Tao; Jia, Hongtao; Zhao, Hongmei; Zhang, Yunshu; Lin, Ling; Xu, Wanli

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Evaluando el potencial de aplicación de biochars de paja de algodón modificados con ácido en suelos alcalinos basado en el peso de la entropía TOPSIS


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Biochar
Materiales ácidos
Modificación
PH
Espectroscopia FTIR
Suelos alcalinos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Como una buena fuente de carbono y acondicionador de suelos, el biochar se utiliza ampliamente en suelos ácidos pero rara vez en suelos alcalinos debido a su alto pH. En este estudio, el biochar de paja de algodón fue modificado con cinco materiales ácidos diferentes para obtener biochars modificados con vinagre de madera (WBC), aguas residuales de glutamato monosódico (MSG) (MBC), ácido cítrico (CBC), ácido fosfórico (PBC) y ácido nítrico (NBC), y se utilizaron tres dosis para cada modificador. Los biochars originales y modificados fueron caracterizados con microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Se midieron propiedades del biochar como pH, área superficial específica (SSA) y contenido de elementos. Además, se utilizó el modelo TOPSIS (técnica de preferencia de orden por similitud a la solución ideal) basado en peso de entropía para evaluar el potencial de aplicación de los biochars en suelos alcalinos. Los espectros FTIR mostraron que la modificación con los cinco materiales ácidos, en particular las aguas residuales de MSG, resultó en más grupos funcionales que contienen oxígeno como O-H, C=O y C-O en la superficie del biochar. Además, la modificación ácida disminuyó considerablemente el pH: la modificación con ácido fosfórico disminuyó significativamente el pH del biochar de paja de algodón en 5,71-7,88 unidades. Para el mismo modificador, una dosis más alta (es decir, una proporción biochar:modificador más pequeña) llevó a una mayor disminución en el pH del biochar de paja de algodón. Las magnitudes de aumento en el contenido total de sales solubles siguieron el orden general de CBCs > PBCs > WBCs > NBCs > MBCs. La SSA, el diámetro promedio de poro y el volumen total de poro del biochar también cambiaron. La modificación utilizando vinagre de madera y aguas residuales de MSG disminuyó significativamente la SSA del biochar de paja de algodón en 15,58-16,24 mg (82,7-86,2%) y 15,87-16,80 mg (84,2-89,2%), respectivamente, mientras que la modificación con ácido cítrico y ácido nítrico aumentó significativamente la SSA del biochar de paja de algodón en 4,51-4,66 mg (23,9-24,7%) y 0,55-54,21 mg (2,9-287,7%). La evaluación basada en el modelo TOPSIS de peso de entropía sugirió que los MBCs tienen el mayor potencial de aplicación en suelos alcalinos. Este estudio presenta una base teórica para la evaluación del potencial de aplicación de biochar, demuestra una forma de mejorar el potencial de aplicación de biochar y brinda apoyo para la utilización beneficiosa de residuos agrícolas e industriales como paja de algodón, vinagre de madera y aguas residuales de MSG.

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