Nano boyutlu biyokömür eldesi ve bazı toprak enzim aktiviteleri üzerine etkilerinin değerlendirilmesi
| dc.authorid | 0000-0003-0445-1063 | |
| dc.contributor.advisor | Yöntem, Mustafa | |
| dc.contributor.advisor | Erci, Vildan | |
| dc.contributor.author | Ayyüce Mutlu, Asena | |
| dc.date.accessioned | 2025-07-29T05:46:05Z | |
| dc.date.available | 2025-07-29T05:46:05Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.date.submitted | 2025 | |
| dc.department | NEÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoteknoloji Anabilim Dalı | |
| dc.description | Yüksek Lisans Tezi | |
| dc.description.abstract | Her geçen gün artan insan nüfusuna bağlı olarak çevre kirliliği, gıda güvenliği, kaynak ve enerji kıtlığı gibi sorunlar artış göstermekte olup çözüm olarak sürdürülebilir, verimli, çevre dostu ve ekonomik çözümler üretmek zorunlu hale gelmektedir. Küresel tarımdaki en önemli sorunlardan biri ise toprak bozulması olarak ortaya çıkmış olup özellikle de verimlilikte meydana gelen düşüş ve erozyon önemli olmaktadır. Nanoteknoloji, nanomalzemelerin benzersiz özellikleri nedeniyle çevre, tarım, gıda ve enerji sektörlerinde geniş bir uygulama alanına sahiptir. Son yıllarda nano-biyokömür, biyokömürün fiziksel, kimyasal ve yapısal özelliklerini iyileştirmek ve böylece sınırlarını aşmak için bir teknik olarak ortaya çıkmış olup toprak ıslahı, kirletici iyileştirme ve atık su arıtımı için kullanımına yönelik çalışmalara ilgi artmıştır. Nano-biyokömür eldesinde tarımsal atıkların kullanılması sürdürülebilir bir çevre açısından da önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında Konya ilinde bulunan mısır artıkları biyokömür ve nano-biyokömürler eldesinde kullanılmıştır. Önce, 2 saat 450 °C piroliz sıcaklığına maruz bırakılan mısır saplarından elde edilen biyokömürler (BK) bilyalı öğütme tekniği ile nano boyuta indirgenerek nano-biyokömürlere (NBK) dönüştürüldü. Elde edilen BK ve NBK’lar Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve enerji dağılımı x-ışını spektroskopisi (EDX) ile karakterize edildi. Biyokömür ve nano-biyokömürler farklı oranlarda toprak örneklerine uygulanarak 30 gün ve 60 gün süre ile inkübasyona bırakıldıktan sonra toprağın pH, EC, kireç, organik madde (OM), agregat stabilitesi (AS), tarla kapasitesi (TK), solma noktası (SN) ve faydalı su kapasitesi (FS) üzerine etkileri değerlendirilmiştir. Ayrıca uygulamaların toprak dehidrogenaz ve alkalen fosfataz enzim aktivitesine olan etkisi incelenmiştir. NBK’nın pH ve EC değerlerinin BK’ya göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. FTIR analizleri, NBK ve BK'nın benzer piklere sahip olduğunu, ancak bazı pik şiddetlerinde farklılıklar olduğunu göstermiştir. FE-SEM analizi, BK'nın düzensiz ve makro gözenekli yapıda olduğunu, NBK'nın ise daha homojen bir dağılım gösterdiğini ortaya koymuştur. Partikül boyut analizi sonucunda, NBK'nın ortalama boyutunun 732 nm olduğu belirlenmiştir. Toprak pH ve EC değerlerinin NBK uygulama dozu arttıkça yükseldiğini, ancak toprak kireç değerinde kontrol ile uygulamalar arasında anlamlı bir fark bulunmadığını göstermiştir. Her iki inkübasyon süresinde de toprak organik maddesi ve agregat stabilitesinin en yüksek %5'lik NBK uygulamasında gözlemlendiği belirlenmiştir. Dehidrogenaz enzim aktivitesi, BK ve NBK uygulamalarında %1 ve üzeri dozlarda artış göstermiştir. NBK uygulamasında en yüksek aktivite %2 dozunda gözlemlenmiş, %5 dozunun etkinliği ise %2’den anlamlı bir fark göstermemiştir. 60 günlük inkübasyon sonucunda, her iki uygulamanın da alkalen fosfataz enzim aktivitesi üzerinde olumlu etkileri olduğu görülmüştür. Bu bulgular, biyokömür ve nano-biyokömürün toprak özellikleri ve enzim aktiviteleri üzerindeki etkilerini ortaya koymaktadır. | |
| dc.description.abstract | The increasing human population has led to a rise in environmental issues such as pollution, food security challenges, and resource and energy scarcity. Consequently, there is an urgent need to develop sustainable, efficient, environmentally friendly, and economically viable solutions. One of the most important problems in global agriculture is soil degradation, especially the decline in productivity and erosion. Nanotechnology has a wide range of applications in the environment, agriculture, food and energy sectors due to the unique properties of nanomaterials. In recent years, nano-biochar has emerged as a technique to improve the physical, chemical and structural properties of biochar and thus overcome its limitations, and there has been increased interest in its use for soil remediation, pollutant remediation and wastewater treatment. The use of agricultural wastes in the production of nano-biochar is also important for a sustainable environment. In this thesis, corn residues were used to produce biochar and nano-biochar in Konya province. First, biochar (BC) obtained from corn stalks exposed to 450 °C pyrolysis temperature for 2 hours was reduced to nano size by ball milling technique and converted into nano-biochar (NBC). Characterization of the produced biochar and nano-biochar was performed using Fouriertransform infrared spectroscopy (FTIR), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and energydispersive X-ray spectroscopy (EDX). The effects of both biochar and nano-biochar on soil properties were evaluated by applying them to soil samples at varying ratios and incubating them for 30 and 60 days. Parameters such as pH, electrical conductivity (EC), lime content, organic matter (OM), aggregate stability (AS), field capacity (FC), wilting point (WP), and available water capacity (AWC) were assessed. Additionally, the impact of these amendments on soil enzyme activities, specifically dehydrogenase and alkaline phosphatase, was also investigated The findings revealed that the pH and EC values were significantly higher in NBC treatments compared to BC. FTIR analysis indicated that both BC and NBC exhibited similar peaks, although variations in peak intensities were noted. FESEM analysis showed that BC had an irregular and macro-porous structure, while NBC displayed a more homogeneous distribution. Particle size analysis confirmed that the average size of NBC was approximately 732 nm. As the application rate of NBC increased, both soil pH and EC values rose; however, no significant difference was observed in soil lime content between control and treated samples. The highest levels of soil organic matter and aggregate stability were recorded with the 5% NBC application across both incubation periods. Dehydrogenase enzyme activity increased with doses of 1% and above for both BC and NBC, with the highest activity observed at a 2% dose, while the 5% dose did not show a significant difference from the 2% dose. After 60 days of incubation, both amendments positively influenced alkaline phosphatase enzyme activity. These results underscore the beneficial effects of biochar and nano-biochar on soil properties and enzyme activities, highlighting their potential as effective soil amendments in agricultural practices. | |
| dc.identifier.citation | Ayyüce Mutlu, A. (2025). Nano boyutlu biyokömür eldesi ve bazı toprak enzim aktiviteleri üzerine etkilerinin değerlendirilmesi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoteknoloji Anabilim Dalı, Konya. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12452/19515 | |
| dc.language.iso | tr | |
| dc.publisher | Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü | |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.subject | Bilyalı Öğütme | |
| dc.subject | Biyokömür | |
| dc.subject | Enzim Aktivitesi | |
| dc.subject | Nano-Biyokömür | |
| dc.subject | Piroliz | |
| dc.subject | Ball Milling | |
| dc.subject | Biochar | |
| dc.subject | Enzyme Activity | |
| dc.subject | Nao-Biochar | |
| dc.subject | Pyrolysis | |
| dc.title | Nano boyutlu biyokömür eldesi ve bazı toprak enzim aktiviteleri üzerine etkilerinin değerlendirilmesi | |
| dc.title.alternative | Production of nano-sized biochar and evaluation of its effects on some soil enzyme activities | |
| dc.type | Master Thesis |
