Istraživači su se okrenuli staklenim zrncima kako bi proizveli ekološki kompatibilni, održiv gnojivo za oslobađanje. Kredit: ACS poljoprivredna nauka i tehnologija, 2025, doi: 10.1021 / acsagscitech.4c00243
Poljoprivredna gnojiva su kritična za hranjenje svjetske populacije, obnavljajući plodnost tla i održavanje usjeva. Prekomjerna i neefikasna upotreba tih resursa može predstavljati ekološku prijetnju, kontaminirajuće plovne putove i stvaranje stakleničkih plinova poput azoznog oksida. Sada, istraživači prijavljuju uACS poljoprivredna nauka i tehnologijaobratili su se tim izazovima staklenim perlicama gnojiva. Perle kontroliraju oslobađanje hranjivih sastojaka, a istraživači kažu da su ekološki kompatibilni.
"Rezultati pokazuju da staklene gnojive mogu biti prilagođene biljnim potrebama, polako i održivo oslobađanje hranjivih sastojaka da bi povećale produktivnost bez oštećenja na kvaliteti tla", kaže Danilo Manzani, koautor studije.
S vremenom se povećava upotreba poljoprivrednih hemikalija. U 2020. godini prehrambena i poljoprivreda Organizacija Ujedinjenih nacija procijenila je da će globalna potražnja za gnojivima nadmašiti 200 milijuna metričkih tona. Gnojiva sadrže azot, fosfor i niže količine drugih elemenata poput kalcijuma. Nažalost, prednosti tih hranjivih sastojaka izgube se kroz ispiranje u podzemnu vodu i emisije u zrak, koji zahtijevaju česti ponovni pripošljavanje i stvaranje nizvodnog ekološke probleme poput toksičnih cvjeta. Potencijalno rješenje moglo bi doći iz sitnih staklenih perlica koje su prethodni istraživači koristili za poboljšanje rasta biljaka. Da bi se poboljšala efikasnost isporuke hranjivih sastojaka, Manzani, Eduardo Ferreira i kolege razvili su vodotopljivi, multikomponentni stakleni gnojivo dizajniran za kontrolirano puštanje hranjivih sastojaka.
Istraživači sintetizirali staklo koje se sastoje od nekoliko mikro i makronutrijenata, poput fosfora, kalijuma i kalcijuma. Prizemlju staklu u malu (manje od 0. 85 milimetra širokih) i velikih (0. 85 do 2 milimetra široke) čestice. U početnom testu, čestice su dodane ili vodostaju ili pufernim rješenjem koji su oponašali uslove tla. Otkrili su da se svaki hranjivac oslobodio iz veličine staklenih čestica i neprestano distribuiran u rješenja preko 100 sati sa manjim fluktuacijama.
Zatim su nanijeli hranjivu otopinu ili različite količine staklenih perlica da se zasijava tlo tipičnog travnjaka i viseka, a oni su usporedili rast postrojenja u dva tretmana. Rješenje hranjivih sastojaka, koje se primjenjivalo samo jednom, odmah potaknulo rast biljaka, ali efekat se brzo umanjuje. Međutim, pojedinačna primjena staklenog gnojiva održila je rast postrojenja bez obzira na veličinu čestica, iako je ukupni rast ovisio o dozi perli.
Manzani, Ferreira i kolege također su pregledali moguću ekotoksičnost staklenog gnojiva izlaganja salate i luka sjemenki na perlama. Sjemenke izložene staklenom gnojivu imalo je otprilike istu brzinu klijanja i zdravlje ćelija kao što nikada nisu izložene ili one liječene rastvorljivim hranjivim sastojcima. Istraživači kažu da ti rezultati ukazuju na efikasnu i stalnu alternativu konvencionalnim gnojivima s nižim utjecajem okoliša.
