Brezilyalılar tarlada atığı ve çevresel etkiyi azaltan cam gübresi üretiyor
Brezilyalı araştırmacılar tarafından geliştirilen bir cam gübre, geleneksel modellere kıyasla bir dizi avantajla plantasyon toprağını yönetmek için bir alternatif olmayı vaat ediyor. Daha verimli olmasının ve yeniden uygulama ihtiyacını azaltmasının yanı sıra, uzun süreli çözünmesi nedeniyle malzeme çevre üzerinde daha az etkiye neden oluyor.
Yenilik, São Paulo Üniversitesi (USP) bünyesindeki São Carlos Kimya Enstitüsü (IQSC) ve São Carlos Mühendislik Okulu'ndan (EESC) oluşan bir ekip tarafından, Brezilya Tarımsal Araştırma Şirketi'nin (Embrapa) desteğiyle geliştirildi.
Fosfor, potasyum, silisyum, magnezyum, bor ve kalsiyum gibi bitki gelişiminin farklı aşamalarında gerekli olan makro ve mikro besin elementleri birleştirilerek camsı bir formülasyon sentezlendi.
Malzemenin özellikleri, bileşiklerin su infiltrasyonu yoluyla topraktan uzaklaştırılmadan ve yeraltı sularının, nehirlerin ve göllerin ötrofikasyonuna -besin maddelerinde aşırı artış- neden olmadan kontrollü bir şekilde salınmasına olanak tanır. Yaklaşık 1 mm'lik parçacıklara işlenen ürün, geleneksel gübrelemeyle aynı şekilde uygulanabilir.
IQSC'deki İnorganik ve Camsı Malzemeler Laboratuvarı koordinatörü ve araştırmanın sorumlularından Kimyager Danilo Manzani, cam gübresinin tarımsal performansının in vitro testlerde ve seralarda geleneksel NPK'ya göre %70 daha üstün olduğunu kanıtladığını söylüyor.
"Cam bileşimini değiştirdiğimizde çözünmesini ayarlayabiliyoruz. Amacımız gelecekte belirli ürünler için belirli bileşimler formüle edebilmek" diye açıklıyor.
Cam sentezleme süreci 1.100 ºC'ye kadar sıcaklıklara ısıtmayı içerdiğinden, sentezlenen ilk malzemeler bu sıcaklıkta dahil edilemeyen nitrojen ve kükürt içermiyordu. Ancak araştırmacıların artık bu sorunu aşmak için bir alternatifi var, bu da bileşikleri bir biyopolimer yapıda kapsüllemeyi içeriyor, bu da cama dahil edilmelerini ve daha sonra toprakta çözülmelerini sağlıyor.
Araştırma, Manzani'nin günlük camın ana bileşeni olan silika kullanımını gerektirmeyen özel camlar üzerinde çalıştığı 2018 yılında başladı. Araştırmacının geliştirdiği yapıların sorunlarından biri, tam olarak neme karşı düşük kimyasal dirençleriydi.
"Örneğin optikte bir uygulama için fosfat camı yapıyordum ve bunun zamanla atmosferik nem nedeniyle bozulduğunu gördüm," diyor. EESC'den malzeme mühendisi Eduardo Bellini Ferreira ile konuşurken, her ikisi de bu özelliği kullanarak tam da bu "soruna" bağlı bir cam gübresi yaratma fikrini ortaya attılar.
Kompozisyona lisansüstü öğrenciler Liane Miranda ve José Hermeson da dahil oldu. Malzemenin bitkiler üzerinde toksik veya mutajenik etki göstermediğinden emin olmak için ekip ayrıca, marul ve soğan tohumlarıyla ekotoksikolojik testler gerçekleştiren Federal São Carlos Üniversitesi'nden (UFSCar) moleküler biyolog Dânia Christofoletti Mazzeo ile işbirliği yaptı.
Sera deneyleri Embrapa Pecuária Sudeste'den Alberto Bernardi ve Ana Rita Nogueira ile ortaklaşa yürütüldü. Sonuçlar Şubat ayında ACS Agricultural Science & Technology dergisinde Design and Performance of a Multicomponent Glass Fertilizer for Nutrient Delivery in Precision Agriculture başlıklı makalede yayınlandı.
Manzani, gübre üretim sürecinin geleneksel camda kullanılan süreçle aynı olduğunu, bu sayede üretimin kolaylıkla endüstriyel boyuta taşınabileceğini açıklıyor.
Sentez maliyetinin konvansiyonel NPK'ya göre daha yüksek olmasına rağmen, tekrar uygulama sıklığının daha düşük olması ve bileşiklerin belirli besin maddelerinin eksikliğinin olduğu belirli plantasyon bölgelerine yönlendirilebilme imkânının yanı sıra, daha az malzeme kaybı olduğunu vurgulamaktadır.
"Size bir fikir vermek gerekirse, toprağa uygulanan NPK'nın yaklaşık %20 ila %30'u bitki tarafından emilirken, geri kalanı yıkanır. Yani çok büyük bir çevresel etki var ve bu yavaş salınımlı malzemeleri uygulayarak bunu çözebiliriz," diye açıklıyor.
"Ürünü henüz fiyatlandırmadık çünkü dikkate alınması gereken birçok parametre var ancak NPK üretimine göre bir avantajı olduğuna inanıyoruz" diyor. Son tarihlere bağlı kalmayı tercih etmese de araştırmacı, ürünün yaklaşık bir ila iki yıl içinde piyasada bulunabileceğine inanıyor.
gazetadopovo
