پیشرفتهای اخیر و روندهای تحقیقاتی در کودهای پایدار زیستی بر پایه لیگنین: فناوریهای تولید، سازو کارهای فرآیند و ارزیابی عملکرد
نویسندگان
1 استاد، گروه فنی کشاورزی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
2 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک بیوسیستم، گروه مهندسی فنی کشاورزی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
3 استادیار، گروه فنی کشاورزی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
doi
10.22059/ijswr.2021.323230.668961چکیده
توسعه پایدار پالایشگاههای زیستی از دیدگاه اقتصاد زیستی چرخهای، نیاز به استفاده کامل از زیستتودههای لیگنوسلولزی جهت تولید محصولات با ارزش افزوده بالا دارد. بازار تجاری محصولات لیگنین در سال 2018 به ارزش 750 میلیون دلار بود و پیشبینی میشود که تا سال 2025 این مقدار به 1460 میلیون دلار برسد. در فرآیندهای صنعتی، سالانه حدود 150-180 میلیون تن لیگنینهای صنعتی در جهان بهعنوان محصول فرعی فرآیندهای لیگنین تجاری یا لیگنین پالایشگاه زیستی تولید میشود. اکثر لیگنینهای صنعتی بهطور مستقیم برای تولید گرما و حرارت سوزانده میشوند که نهتنها اتلاف مواد آلی است بلکه منجر به آلودگیهای زیست محیطی میشود. امروزه، تولید کودهای بر پایه لیگنین بهعنوان یک موضوع مهم تحقیقاتی در کشاورزی پایدار و در جهت رفع نگرانیهای زیست محیطی کودهای شیمیایی تبدیل شده است. از لیگنینها بهدلیل ویژگیهای کند-رهش و ترکیبات شیمیایی و ویژگیهای منحصر به فرد، انحلال آهسته، قابلیت جذب بالا، زیستسازگاری، زیستتجزیهپذیری، غیر فرار بودن، پایداری بلندمدت، آبشویی و آلودگی کمتر، بازده کودی بیشتر، قیمت پایین و فعالیت بیولوژیکی بیشتر میتوان بهعنوان حاملهای کند-رهش، مواد پوششی کودها، اصلاح کننده خاک و میکرو کیلیتها استفاده کرد. لیگنین میتواند انحلال مواد مغذی موجود در کود را به تاخیر بیاندازد و از این طریق عملکرد کند-رهش را بهبود بخشد و همچنین با مهار فعالیت اورهآز خاک، هیدرولیز اوره را به تأخیر بیندازد. همچنین با جلوگیری از فرآیند تبدیل نیتروژن آمونیومی به نیتروژن نیتراتی میتواند باعث افزایش بازده نیتروژن آمونیومی قابل جذب برای گیاه شود. کودهای کند-رهش بر پایه لیگنین از طریق روشهای شیمیایی، روشهای پوششدهی و روشهای کیلیت تولید میشوند. این مقاله، روشهای استخراج لیگنین، دیدگاههای فرآیندی، مشخصهیابی و کاربردهای کودهای مبتنی بر لیگنین را بهطور دقیق بررسی و پیشرفتهای تحقیقاتی اخیر در زمینه کودهای بر پایه لیگنین را گزارش میکند.