Bugün, azalan verim ve ekilebilir alanların küreselleşmesi nedeniyle dünyanın tarımsal potansiyeli azalmaktadır. Tarım; Zayıf besin verimi, besin eksiklikleri ve yetersiz toprak alımı, düşük toprak organik maddesi ve suya zayıf erişim gibi sorunlarla karşı karşıyadır. Bu kritik durumda, 2050 yılına kadar 9 milyardan fazla olacağı tahmin edilen artan bir nüfusu beslemeye yetecek kadar gıda üretmek zordur. Nano gübre çevre açısından güvenlidir ve toprak verimliliğini, mahsul verimini ve besin kullanım etkinliğini artırır.
azot
Hidroksiapatit nanopartiküller ile işlenmiş üre, bir Ca(OH)2 ve üre süspansiyonuna kontrollü fosforik asit ilavesi ve ardından bir sprey kurutucu kullanılarak hızlı kurutma ile elde edilir. Araştırma, 1:6 hidroksiapatit/üre oranına sahip nanokompozitlerden üre salınımının saf üreden 12 kat daha kademeli olduğunu buldu. Ek olarak, nano hibrit, mevcut nitrojen miktarını yaklaşık olarak saf üre ile aynı miktarla sınırladı.
fosforlu
Potasyum dihidrojen fosfat kapsüllenmiş modifiye edilmemiş zeolit, fosforu gübreden ve yüzeyi modifiye edilmiş zeolitin topraktan salım modelini test etmek için kullanılan liç reaktöründen serbest bırakır. Çalışma, gübre yüklü yüzeyi değiştirilmiş zeolit fosfor kaynağının 1080 saatlik sürekli filtrasyon sağlayabildiğini, ancak potasyum dihidrojen fosfattan gelen fosforun 264 saat durduğunu buldu. Bu çalışma, yüzeyi değiştirilmiş zeolitin potansiyel bir fosforlu nano-gübre görevi gördüğünü doğrulamıştır.
potasyum
Li ve Zhang; kontrollü bir gübre olarak zeolit kapsüllü potasyumun acı biberin büyüme parametresini ve toprak potasyum dinamiklerini gözlemlediğini bildirdi. Nanoşeritlerin yüksek katyon değişim kapasitesi, silis (Si 4+) ile kil kafesindeki negatif yükü artıran alüminyum (Al 3+) ile değiştirildiğinde üretilir. Bu negatif yük, diğer katyonlarla değiştirilebilen amonyum, sodyum, kalsiyum ve potasyum gibi katyonlardan oluşur. Potaslı gübre, fotosenteze doğrudan katılarak yapraklarda stomaların açılmasına ve su depolanmasına yardımcı olur. Poliakrilamid bazlı kaplanmış granüller kullanılarak yavaş salınımlı potaslı gübre.
Gübre, tohum ve uygun sulama ile birlikte ürün verimine %35-40 oranında katkı sağlar. Gübreleme kararsızlığı, özellikle üre, yüzey sularının nitrat kirliliğine ve toprakta azot eksikliğine neden olabilir. Son birkaç on yılda, nitrojen, fosfor ve potasyum gübrelerinin uygulama etkinlikleri sırasıyla %30-35, %18-20, %35-40’ta sabit kalmıştır. Çoklu besin eksikliği, dengesiz gübreleme, düşük gübre uygulama etkinliği ve toprak organik maddesinin azalmasının üstesinden gelmek için, besin maddelerini hedef alana akıllı bir şekilde dağıtmak için nano bazlı gübre geliştirmek gereklidir. Nanogübrelerin yapraktan püskürtmede uygulanması 640 mg/ha püskürtme (konsantrasyon 40 ppm) ile nano-fosfor, kuru koşullarda 18 kg/ha eşit fosfor verimi ve darı verimi vermiştir.
Besin kullanım verimliliği ve nano gübre
Besin kullanım verimliliğini artırmak, dünya çapında tarımsal gübre endüstrisi tarafından yürütülen övgüye değer bir hedef ve nihai bir deneydir. Şu anda, uygulanan gübrenin kullanım etkinliğini artırmak için nanogübreler deneme alanlarına dahil edilmektedir. Nano gübre, nanoparçacık boyutunun daha küçük olması ve yüksek reaktiviteye ve suda çözünürlüğe sahip olması nedeniyle daha yüksek bir yüzey alanından oluşur. Üç yöntem olarak kabul edilen nano kapsülleme teknikleri şu şekildedir;
• Besinler bir nanoparçacık içinde kapsüllenebilir,
• Dış cephe kaplaması için ince polimer kullanılabilir.
• Gübreler nano düzeyde salınabilir. Zeolit kapsüllü nano gübre, besin maddelerini yavaş yavaş ekinlere salma ve besin kullanım etkinliğini artırma yeteneğidir.
Konvansiyonel gübrelerde düşük nitrojen kullanım verimi %50-70’dir. Nanoteknoloji yaklaşımlarının yeni akıllı dağıtım sistemleri, azot kullanılabilirliğini ve kullanım verimliliğini artırır. Fosfor için %10-25 gübre kullanım verimi. Konvansiyonel gübrelere alternatif olarak nano gübrelerin yükselişiyle, toprakta besin birikimi ve dolayısıyla besin ötrofikasyonu ve içme suyu kirliliği de ortadan kaldırılabilir. Gerçekten de nanoteknoloji, besin kullanım verimliliğini artırmak ve çevre koruma maliyetlerini azaltmak için yeni fırsatlar yaratmıştır. Manganez hap kabukları gibi kapsülleme teknikleri, gerekli besinlerin emilmesine ve yavaş salınmasına yardımcı olacaktır. Hindistan’daki maksimum sayıda tarım toprağı, düşük doğal verimliliğe sahiptir ve bu topraklarda verimli ve sürdürülebilir mahsul üretimi, düzenli beslenme çabaları gerektirir.
Ancak kullanılan gübreler, fosfor (%15-20) gibi besin elementleri ve çinko, bakır, demir gibi mikro besin elementleri (%2-5) kullanım etkinliği açısından dünya çapında konvansiyonel gübrelerin kullanımı halen çok düşüktür. Besin girdileri yeterince kullanılmadığında, tarımın maliyeti ve biyosfer kirliliği riski artmaktadır. Bu nedenle ekonomi ve ekoloji, mahsul üretiminde besin maddelerinin daha etkin kullanılmasına yönelik kritik ihtiyacın altını çiziyor.
Gübre besinleri özel olduğundan ve ulusal düzeyde büyük miktarlarda kullanıldığından, kullanım verimliliğindeki herhangi bir artış, besin gereksinimlerinde önemli bir azalmaya ve ulusal düzeyde büyük bir ekonomik avantaja yol açacaktır. Çinkonun bitkilerde yavaş salınma özellikleri, daha yüksek verimlilikle yakından bağlantılı olabilir. Nanoteknoloji, sürdürülebilir tarım, kaliteli, toplum için geliştirilmiş ve zenginleştirilmiş gıda gibi alanlarda uygulanması yoluyla yaşam kalitesini artırabileceği için tarımda büyük bir potansiyele sahiptir.
Nanogübrelerin sağlık ve çevre üzerindeki etkisi
Tarım kimyasalları (gübreler veya böcek ilaçları) olarak nanoyapıların veya nanoparçacıkların kullanışlılığı, nanogübrelerin tarımda veya tarımda genel çiftlik uygulaması için kullanılması gerekmeden önce sistematik olarak araştırılır. Pek çok nanopartikülün evi, insan sağlığı için, yani boyut, şekil, çözünürlük, kristal faz, malzeme tipi, maruz kalma ve doz konsantrasyonları için ulaşılabilir bir risk olarak görülmektedir. Bununla birlikte, uzman görüşleri, ticari olarak temin edilebilen nanopartiküller içeren gıda ürünlerinin yutulmaya karşı koruyucu olma ihtimalinin yüksek olduğunu, ancak bu alanın daha aktif araştırmaya ihtiyaç duyduğunu öne sürmektedir.
Koruma konusunu ele almak için araştırmaların, nanopartiküllerin nanogıdaya maruz kaldıktan sonra insan vücudu üzerindeki etkisini bilmesi gerekir. Araştırmacılar, nanopartiküllerin ve nanogübrelerin ekosistemdeki biyotik ve abiyotik faktörler üzerindeki etkisini araştırmak için uygun değerlendirme tekniklerini değerlendirmeli ve geliştirmelidir. Çeşitli konular arasında, nanomalzemelerin çevrede birikmesi, bitkilerin yenilebilir kısımlarının tarımda kullanılmadan önce gerekli konular olması muhtemeldir.
Dünyanın nüfusu sürekli artıyor ve en büyük tarımsal zorluk, bu artan nüfusu besleyici gıdalarla beslemek, katlanarak artıyor. Tarımsal verimliliği sınırlayan biyotik ve abiyotik kısıtlamalar, insan sağlığını ve tarımda mahsul üretimini iyileştirmek için özel nano gübrelerin kullanımını da etkiler.
Bu nedenle, nanopartiküller ile mahsul mikrobiyomu arasındaki ilişkiyi dikkatlice incelemek gerekir. (Nanopartiküllerin toprak ve çevresel ekosistem ile arayüzü için ek) Güvenlik limitleri dahilinde izin verilen miktarda nanogübre kullanımının araştırma onayı ifşa edilmelidir. Nanomalzemelerin toprak ve bitkilerle arayüzü, nanogübre tipine, uygulanan nanopartiküllerin ilgisine, tedavi süresine, bitki genotipine ve büyüme aşamasına göre değişir.
kaynak:
https://www.researchgate.net/publication/336134906_Physical_and_chemical_techniques_to_produce_nano_fertilizers
http://www.ijeast.com/papers/1-4, Tesma403, IJEAST.pdf
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın