Исследователи обратились к стеклянным бусинкам, чтобы создать экологически совместимое, постоянное высвобождение удобрения. Кредит: ACS сельскохозяйственная наука и технология, 2025, doi: 10.1021/acsagscitech.4c00243
Сельскохозяйственные удобрения имеют решающее значение для кормления населения мира, восстановления плодородия почвы и поддержания сельскохозяйственных культур. Чрезмерное и неэффективное использование этих ресурсов может представлять экологическую угрозу, загрязняя водные пути и генерируя парниковые газы, такие как оксид азота. Теперь исследователи, отчитывающиеся вACS сельскохозяйственная наука и техникарешают эти проблемы с стеклянными бусинками. Бусы контролируют высвобождение питательных веществ, и исследователи говорят, что они экологически совместимы.
«Результаты показывают, что стеклянные удобрения могут быть адаптированы к потребностям растений, медленно и устойчиво высвобождают питательные вещества, чтобы повысить производительность, не нанося вреда качеству почвы»,-говорит Данило Манзани, соавтор исследования.
Со временем использование сельскохозяйственных химикатов увеличилось. В 2020 году, продовольственная и сельскохозяйственная организация Организации Объединенных Наций, подсчитала, что глобальный спрос на удобрения превысит 200 миллионов метрических тонн. Удобрения содержат азот, фосфор и более низкое количество других элементов, таких как кальций. К сожалению, преимущества этих питательных веществ теряются из -за выщелачивания в подземные воды и выбросы в воздух, что требует частого повторного применения и создания нисходящих экологических проблем, таких как токсичные цветы водорослей. Потенциальное решение может исходить от крошечных стеклянных бусин, которые предыдущие исследователи использовали для улучшения роста растений. Чтобы повысить эффективность доставки питательных веществ, Manzani, Eduardo Ferreira и коллеги разработали водорастворимое, многокомпонентное стеклянное удобрение, предназначенное для контролируемого высвобождения питательных веществ.
Исследователи синтезировали стекло, состоящее из нескольких микро- и макроэлементов, таких как фосфор, калий и кальций. Они заземляют стекло на небольшой (меньше, чем 0. 85 миллиметров шириной) и большие (0. 85-2 миллиметра в ширину). В начальном тесте частицы добавляли в воду или буферный раствор, который имитировал условия почвы. Они обнаружили, что каждое питательное вещество, высвобождаемое из обоих размеров стеклянных частиц и рассеивается в растворах в течение более 100 часов с незначительными колебаниями.
Затем они нанесли питательный раствор или различные количества стеклянных шариков на почву, высеченную типичной травой для газона и фарватера, и сравнивали рост растений в двух обработках. Раствор питательных веществ, который применялся только один раз, сразу же стимулировал рост растений, но эффект быстро уменьшился. Тем не менее, единственное применение стеклянных удобрений поддерживало рост растений независимо от размера частиц, хотя общий рост зависел от дозы шариков.
Манзани, Феррейра и его коллеги также изучили возможную экотоксичность стеклянного удобрения, обнажая салат и семена лука на бусинки. Семена, подвергшиеся воздействию стеклянных удобрений, имели примерно такой же уровень прорастания и здоровье клеток, что и те, которые никогда не подвергались воздействию, или у тех, кто лечился растворимыми питательными веществами. Исследователи говорят, что эти результаты указывают на эффективную и устойчивую альтернативу обычным удобрениям с более низким воздействием на окружающую среду.
