Thesis (Ph.D.)-Cairo University- Faculty of African Postgraduate Studies - Department of Natural Resources

Bibliography: p. 141-166.

South Mediterranean countries including Egypt and Tunisia are characterized by vast lands with uncultivated sandy soils, which have poor hydrophysical-bio-chemical properties. Due to progressive population growth, the need to increase food supply through reclaimed new land. Furthermore, crop and orchard residues from agricultural activities lead to harmful effects to the environment. Converting these residues to biochar is a must and use it as soil amendments. This thesis investigated the effect of three soil amendments: - biochar (50 g/plant and 100 g/plant), hydrogel (2.7 g/plant) and their mixtures (biochar-hydrogel mixture, 50 g biochar and 2.7 g hydrogel) in addition to the control; on some hydrophysical, chemical on yield parameters of the cowpea and beet as fodder crops under two irrigation treatments (100 and 75% on base of ETo) evaluated under field experiments in two successive seasons.
The obtained results are summarized in the following:
The results showed that higher water content at field capacity (FC) and available water content (AW) was observed with the use of 50 and 100g/plant biochar followed by hydro-char combinations. The higher values of drainable pores (DP) were recorded after 2.7 g hydrogel, and 100 g biochar; storage pores (SP) after 2.7 hydrogel and 100 g biochar, and 100 g biochar; whereas none useful pores were recorded after 2.7 hydrogel under 75 and 100% water treatments. The biological yield exhibited positive correlations with WHC, FC, AW, and SP with a significance level 5%. Yield variables increased higher in 75% than 100% water treatments. Number of nodules on cowpea root increased two times above control followed by biochar-hydrogel mixture. Biochar generally reduces soil bulk density, increases porosity and has slightly effects on soil hydraulic conductivity and aggregate stability. Water treatment at 100% was superior and increased cowpea yield for the total cuts compared with 75 %, respectively. Biochar at 100 g/plant gained the highest values of the root weight, root diameter and root length in both studied seasons. Water use efficiency values at 2nd season were higher than 1st one and values under 100 % were more than 75% water treatment. Water use efficiency of seed yield of cowpea 12.43, 10.23 and 11.45, 12.41 kg m-3 for 1st and 2nd season under 75 and 100 water treatments, respectively.
The highest values of WUE were recorded with biochar 100g/plant, followed by biochar-hydrogel mixture with values of 13.74, 12.05 kg/m3 under the 75% treatment, while the opposite was true under the 100% irrigation treatment. The applied soil conditioners were arranged in descending order relative to WUE of the weight shoot and the cowpea seed yield as follows: Biochar 100 g >biochar-hydrogel mixture > Biochar 50 g > Hydrogel > Control and biochar-hydrogel mixture > Biochar 100 g > Biochar 50 g > Hydrogel > Control, respectively.Overall, biochar followed by biochar-hydrogel mixture generally improve the soil physical and chemical properties and their applications can increase water retained in sandy soils, which appeared in saving water, fertilizers and enhanced yield

تتميز دول جنوب البحر الأبيض المتوسط بما في ذلك مصر وتونس بأراضى شاسعة مع تربة رملية غير مزروعة ، والتى تتميز بخصائص فيزيائية مائية وبيولوجية وكيميائية رديئة. وبسبب النمو السكاني المتزايد ، والحاجة إلى زيادة الإمدادات الغذائية يستلزم استزراع مزيد من الأراضي الجديدة. علاوة على ذلك ، هناك تنامى لمخلفات المحاصيل والبساتين والتى لها آثار ضارة على البيئة وتحويل هذه المخلفات إلى بيوشار أمر لا بد منه واستخدامه كمحسن للتربة. بحثت هذه الرسالة في تأثير ثلاثة محسنات على التربة: - البيوشار (50 جم / نبات و 100 جم / نبات) ، هيدروجيل (2.7 جم / نبات) ومخاليطهم (مخلوط البيوشار والهيدروجيل ، 50 جرام بيوشار و 2.7 جرام من الهيدروجيل) بالإضافة إلى الكنترول ؛ على بعض الصفات الكيميائية والمائية على محصول اللوبيا والبنجر كمحاصيل علفية تحت معاملتي رى (100 و 75٪ على أساس ETo) في إطار تجارب حقلية في موسمين متتاليين. تتلخص النتائج التي تم الحصول عليها في الآتي: أظهرت النتائج أن محتوى الماء أعلى في السعة الحقلية (FC) ومحتوى الماء المتاح (AW) لوحظ باستخدام 50 و 100 جم / بيوشار متبوعًا بتركيبات هيدرو-فحم. تم تسجيل القيم الأعلى للمسام القابلة للتصريف (DP) بعد 2.7 جم هيدروجيل و 100 جم من بيوشار ؛ مسام التخزين (SP) بعد 2.7 هيدروجيل و 100 جمبيوشار ، و 100 جمبيوشار ؛ بينما لم يتم تسجيل أي مسام مفيدة بعد 2.7 هيدروجيل تحت 75 و 100٪ معالجة مائية. أظهر المحصول البيولوجي ارتباطات موجبة مع WHC و FC و AW و SP بمستوى أهمية 5 ٪. زادت صفات المحصول في معاملة الرى 75٪ من المياه بنسبة 100٪. زاد عدد العقد البكتيرية الموجودة على جذر اللوبيا مرتين أعلى من السيطرة تليها مخلوط البيوشار والهيدروجيل. يقلل البيوشار عمومًا من الكثافة الظاهرية للتربة ، ويزيد من المسامية وله تأثيرات طفيفة على التوصيل الهيدروليكي للتربة ثبات التجمعات الارضية. كانت معاملةالرى بنسبة 100٪ متفوقة وزادت محصول اللوبيا عند كل المحسنات مقارنة بـ 75٪ على التوالي. اكتسب البيوشار عند 100 جم / نبات أعلى قيم لوزن الجذر وقطر الجذر وطول الجذر في كلا الموسمين المدروسين ، حيث كانت القيم في الموسم الثاني أعلى من الأول والقيم أقل من 100٪ كانت أكثر من 75٪ معاملة الرى ، و كانت قيم معاملة الرى 100٪ أعلى من 75٪ معاملة الرى ، 12.43 ، 10.23 و 11.45 ، 12.41 كجم م -3 لمحصول بذور اللوبيا للموسمين الأول والثاني على التوالى. تم تسجيل أعلى قيم لكفاءة استعمال الماء باستخدام 100 جم بيوشار / نبات ، يليه مخلوط البيوشار والهيدروجيل بقيم 13.74 ، 12.05 كجم / م 3 تحت معاملة 75٪ ، بينما كان العكس صحيحًا عند معاملة الرى بنسبة 100٪. تم ترتيب محسنات التربة المطبقة بترتيب تنازلى بالنسبة لـ لكفاءة استعمال الماء لجرعة الوزن ومحصول بذور اللوبيا على النحو التالى: 100 جم بيوشار >مخلوط البيوشار والهيدروجيل>50 جم بيوشار>هيدروجيل> الكنترول مخلوط البيوشار والهيدروجيل >100 جم بيوشار > 50 جم بيوشار> هيدروجيل> كنترول على التوالى. بشكل عام ، يعمل البيوشار (الفحم الحيوي) متبوعًا بالهيدروشار بشكل عام على تحسين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة ويمكن أن تؤدي اضافتها إلى زيادة قدرة الارض على حفظ الماء فى التربة الرملية ، والتىتفيد في توفير المياه والأسمدة وزيادة المحصول.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.