MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017360863
■00520260202105630
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798297621220
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32331484
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a000
■1001  ▼aBobo,  Jackson  Gregory.
■24510▼aReducing  Phytotoxic  Effects  in  Engineered  Pine  Wood  Substrates  Through  Aging  and  Preconditioning  Treatments
■260    ▼a[Sl]▼bNorth  Carolina  State  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a253  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Jackson,  Brian  E.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--North  Carolina  State  University,  2025.
■520    ▼aAs  demand  grows  for  alternatives  to  peat  in  soilless  culture,  wood-based  substrates  have  emerged  as  viable  options.  However,  fresh  hammer-milled  processed  tree  substrate  (PTS),  can  exhibit  phytotoxicity  due  to  naturally  occurring  chemical  compounds  within  wood.  This  dissertation  investigates  the  nature,  origin,  and  mitigation  of  phytotoxic  compounds  in  hammermilled  wood  substrates  of  differing  coniferous  tree  species  with  the  goal  of  improving  their  utility  in  greenhouse  and  nursery  crop  production.The  research  focused  on  three  primary  areas:  (1)  identifying  and  reducing  phytotoxic  effects  in  fresh  loblolly  pine  (Pinus  taeda)  tree  substrate,  (2)  evaluating  preplant  additive  strategies  for  detoxification,  and  (3)  determining  species  variability  in  wood  phytotoxicity  among  five  common  western  U.S.  conifers  and  their  suitability  for  substrate  usage.Plant  growth  trials  using  wood  substrates  with  and  without  peat  and  bioassays  incorporating  wood  leachate  extracts  were  employed  to  assess  the  severity  and  reduction  of  phytotoxicity  over  time  of  aging.  Initial  trials  showed  that  fresh  PTS  strongly  inhibited  seed  germination  and  plant  growth,  consistent  with  literature  suggesting  the  presence  of  allelopathic  compounds  such  as  resin  acids,  phenolics,  and  fatty  acids.  These  compounds  are  natural  defense  agents  in  wood  that  can  be  either  water-soluble  or  volatile  and  may  interfere  with  plant  cellular  processes.  To  mitigate  toxicity,  four  preplant  additives  were  tested  for  their  efficacy  in  neutralizing  harmful  compounds:  activated  carbon,  activated  alumina,  polyvinylpyrrolidone  (PVP),  and  ammonium  carbonate.  Among  these,  activated  carbon  at  8.9  g·L⁻¹  was  highly  effective.  It  significantly  improved  seed  germination  and  plant  biomass  accumulation  across  all  tested  species  and methods,  including  sand  culture  and  leachate-based  germination  trials.  In  contrast,  activated  alumina  and  PVP  had  minimal  or  no  effect  at  tested  rates,  while  ammonium  carbonate  proved  detrimental  at  all  levels  of  application.To  evaluate  phytotoxicity  across  species,  substrates  were  produced  from  ponderosa  pine  (Pinus  ponderosa),  sugar  pine  (Pinus  lambertiana),  white  fir  (Abies  concolor),  Douglas  fir  (Psuedotsuga  menziesii)  and  California  incense  cedar  (Calocedrus  decurrens).  While  all  exhibited  some  phytotoxic  potential,  the  degree  varied  notably  by  species,  suggesting  that  phytotoxic  extractive  chemistry  and  concentration  are  species-specific.  This  highlights  opportunities  for  strategic  species  selection  in  future  substrate  development.  However,  phytotoxicity  in  each  wood  species  decreased  over  time  as  PTS  was  aged  seven  weeks  after  processing.Another  major  focus  of  this  work  was  the  role  of  substrate  aging.  Fresh  PTS  harvested,  milled,  and  aged  in  both  summer  and  winter  seasons  exhibited  variable  phytotoxicity  over  time.  Three-month  aging  trials  revealed  a  significant  decline  in  toxicity  over  time,  supporting  the  hypothesis  that  microbial  degradation  and  volatilization  of  extractives  reduce  phytotoxicity  naturally.  This  finding  reinforces  aging  as  a  viable  remediation  strategy  in  the  absence  of  high-temperature  processing  methods  like  common  commercial  wood  substrate  manufacturing  methods  (i.e.  disc  refining  or  screw  extruding). Phenolic  acids,  resin  acids,  and  free  fatty  acids  were  measured  over  12  weeks  of  aging  in  both  winter  and  summer  processed  wood  substrates.  These  chemicals  were  hypothesized  to  negatively  affect  plant  growth  and  development;  however,  their  concentrations  did  not  decrease  over  time,  suggesting  that  other  broad  chemical  groups  such  as  volatile  organic  compounds  and  organic acids  are  also  attributing  to  phytotoxicity.  It  is  likely  that  physical  wood  processing  techniques  that  incorporate  heat  and/or  pre-soaking  steps  reduce  these  compounds  during  manufacturing.  In  conclusion,  this  dissertation  advances  the  understanding  of  phytotoxicity  in  wood-based  substrates  and  outlines  practical,  science-based  strategies  to  mitigate  it.  Activated  carbon  and  aging  seem  to  be  the  most  effective  methods  for  reducing  toxicity  in  fresh  hammer-milled  pine  substrates.  These  insights  contribute  directly  to  the  advancement  of  sustainable  horticultural  practices  and  the  development  of  renewable  substrate  solutions  for  global  growing  media  markets.
■590    ▼aSchool  code:  0155.
■650  4▼aBioassays
■650  4▼aVolatile  organic  compounds--VOCs
■650  4▼aAllelopathy
■650  4▼aPollutants
■650  4▼aFlowers  &  plants
■650  4▼aForestry
■650  4▼aAlumina
■650  4▼aWinter
■650  4▼aHorticulture
■650  4▼aSummer
■650  4▼aActivated  carbon
■650  4▼aNitrogen
■650  4▼aWood  products
■650  4▼aPhytotoxicity
■650  4▼aAdditives
■650  4▼aFertilizers
■650  4▼aSeeds
■650  4▼aTrees
■650  4▼aChemicals
■650  4▼aPhenols
■650  4▼aPlant  growth
■650  4▼aLeachates
■650  4▼aHarvest
■653    ▼aProcessed  tree  substrate
■653    ▼aPhytotoxic  effects
■690    ▼a0471
■690    ▼a0478
■71020▼aNorth  Carolina  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-04B.
■790    ▼a0155
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360863▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서