Forskere henvendte seg til glassperler for å produsere en miljøkompatibel gjødsel med vedvarende frigivelse. Kreditt: ACS Agricultural Science & Technology, 2025, DOI: 10.1021/ACSAGSCITECH.4C00243
Landbruksgjødsel er kritiske for å mate verdens befolkning, gjenopprette jordens fruktbarhet og opprettholde avlinger. Overdreven og ineffektiv bruk av disse ressursene kan presentere en miljøtrussel, forurense vannveier og generere klimagasser som lystgass. Nå, forskere som rapporterer iACS Agricultural Science & Technologyhar adressert disse utfordringene med glassgjødselperler. Perlene kontrollerer utgivelsen av næringsstoffer, og forskerne sier at de er miljøkompatible.
"Resultatene viser at glassgjødsel kan skreddersys for å plante behov, sakte og bærekraftig frigjøre næringsstoffer for å øke produktiviteten uten å skade jordkvaliteten," sier Danilo Manzani, en medforfatter av studien.
Over tid har bruken av landbrukskjemikalier økt. I 2020 anslår FNs mat- og landbruksorganisasjon at den globale etterspørselen etter gjødsel ville overgå 200 millioner tonn. Gjødsel inneholder nitrogen, fosfor og lavere mengder andre elementer som kalsium. Dessverre går fordelene med disse næringsstoffene tapt ved utvasking i grunnvann og utslipp i luften, noe som nødvendiggjør hyppig på nytt og skaper miljøproblemer nedstrøms som giftige algblomster. En potensiell løsning kan komme fra bittesmå glassperler som tidligere forskere brukte for å forbedre planteveksten. For å forbedre effektiviteten av næring av næringsstoffer, utviklet Manzani, Eduardo Ferreira og kolleger en vannløselig, multikomponent glassgjødsel designet for kontrollert næringsfrigjøring.
Forskerne syntetiserte glass bestående av flere mikro- og makronæringsstoffer, for eksempel fosfor, kalium og kalsium. De malte glasset i lite (mindre enn 0. 85 millimeter bredt) og store (0. 85 til 2 millimeter brede) partikler. I en innledende test ble partiklene tilsatt til enten vann eller en bufferløsning som etterlignet jordforhold. De fant at hvert næringsstoff frigjort fra begge størrelser glasspartikler og diffunderte inn i løsningene jevnlig over 100 timer med mindre svingninger.
De påførte deretter en næringsløsning eller forskjellige mengder glassperler for å jorden som er sådd med et typisk plen og fairway -gress, og de sammenlignet plantenes vekst i de to behandlingene. Næringsoppløsningen, som bare ble påført bare en gang, stimulerte umiddelbart plantevekst, men effekten ble raskt avtalt. Imidlertid opprettholdt den enkelt påføringen av glassgjødselplante plantevekst uavhengig av partikkelstørrelse, selv om den generelle veksten var avhengig av perledosen.
Manzani, Ferreira og kolleger undersøkte også den mulige økotoksisiteten til glassgjødselen ved å utsette salat og løkfrø for perlene. Frø utsatt for glassgjødsel hadde omtrent samme spiringshastighet og cellehelse som de som aldri ble utsatt eller de som ble behandlet med oppløselige næringsstoffer. Forskerne sier at disse resultatene indikerer et effektivt og vedvarende alternativ til konvensjonell gjødsel med lavere miljøpåvirkning.
