Langsam freisetzende Nanokompositdünger

Langsam freisetzende Nanokompositdünger

Die Nanotechnologie befasst sich mit der Manipulation von Atom zu Atom, daher sind die entwickelten Strategien und Produkte sehr empfindlich. Obwohl die Nanotechnologie in Energie-, Umwelt- und Gesundheitsfragen sichtbar eingesetzt wurde, werden die Potenziale der Nanotechnologie in den Agrarwissenschaften noch untersucht. Unter den Anwendungen ist die Technologie von Nanodüngemitteln sehr revolutionär und fortschrittliche Produkte bieten bekanntermaßen wirtschaftliche Vorteile, wenn sie wirtschaftlich und sozial nachhaltig sind. Diese Nanodünger sollen den Nährstoffverlust aufgrund von Auswaschung, Emissionen und langfristiger Beteiligung von Bodenmikroorganismen verringern.
Der Nanofertilizer befasst sich mit der Manipulation von Atom zu Atom und die entwickelten Prozesse und Produkte sind hochempfindlich. Obwohl die Nanotechnologie in den Bereichen Energie, Umwelt und Gesundheit stark genutzt wurde, deutet die Forschung darauf hin, dass die Agrarwissenschaften nur an die Oberfläche steigen. Umgekehrt ist die Nanofertilizer-Technologie sehr kreativ und die entwickelten Produkte bieten bekanntermaßen wirtschaftliche Vorteile, wenn sie wirtschaftlich und sozial nachhaltig sind. Es wird berichtet, dass diese spezialisierten Nanodünger den Nährstoffverlust aufgrund von Leckagen und Emissionen im Bodenökosystem verringern.
Eingekapselte und langsam freisetzende Düngemittel auf Nanobasis erhöhen die Nährstoffaufnahme, verbessern die Bodenfruchtbarkeit und verringern die toxischen Wirkungen durch übermäßige Düngemittelanwendung. In der Tamil Nadu Agricultural University, Coimbatore, wurden verschiedene Düngemittelstudien auf Nanozeolithbasis mit Stickstoff, Phosphor, Kalium und Schwefel synthetisiert, charakterisiert und in verschiedenen Bereichen untersucht.
Langsam freisetzende Nanokompositdünger

In Anbetracht der oben genannten Forschungsergebnisse besteht ein entscheidender Bedarf an einer Verbesserung der Fähigkeit intelligenter Nanodünger, Chemikalien kontinuierlich freizusetzen und Nährstoffmängel wirksam zu kontrollieren. Nano-basiertes intelligentes Vertriebssystem, langsame Freisetzung in Kulturpflanzen reguliert, zielorientiert und bedarfsorientiert. Es wurden bedeutende Nanodünger oder Nanoformulierungen auf Pflanzenbasis hergestellt, die das Pflanzenwachstum und den Ertrag effektiv steigern, ohne das Umweltökosystem zu beeinträchtigen. Nanodünger ist kleiner, hat eine größere Oberfläche, eine hohe Absorptions- und Desorptionsfähigkeit und eine langsame Nährstofffreisetzung über einen langen Zeitraum. Umgekehrt ist die Nanotechnologie die aufstrebende Wissenschaft, in der wir Sicherheitsmaßnahmen an die Umwelt anpassen müssen, wenn wir Nanodünger für Nutzpflanzen verwenden.

Nanodünger-Technologie

Nanodünger spezifiziert den nanoskaligen Bereich, um die Pflanze mit Nährstoffen zu versorgen, und die vorliegende Erfindung, die auch herkömmliche Düngemittel ersetzt, zeigt, dass die Freisetzung von Nanodünger und die Aufnahme von Nährstoffen in Boden und Kulturpflanzen hoch ist. Nanodünger erhöht die Nährstoffaufnahme, erhöht möglicherweise die Photosynthese und erhöht die Pflanzenproduktion. Die Einkapselungstechnik wird verwendet, um den Nährstoff mit dem Polymer im Träger zurückzuhalten und den Nährstoff kontinuierlich in das Produkt freizusetzen. Die Verwendung und das Interesse nanoporöser Düngemittel auf Zeolithbasis bei jungen Forschern auf dem Gebiet der Nanotechnologie werden zunehmen. Nanodünger kann den Nährstofftransport in die Rhizosphäre sicherstellen, den Nährstoffverlust minimieren und die Nutzungseffizienz des ausgebrachten Düngers weiter erhöhen.
Die durchgeführte Studie mit Nanofertilisatoren ergab, dass die Verwendung von nanoporösen Siliciumdioxidpartikeln zur Einkapselung von Harnstoff und zur Herstellung von Düngemitteln mit langsamer Freisetzung von Nanostickstoff ergab, dass Apatit als Quelle für nanophosphatische Düngemittel die Gefahr und das Eutrophierungsproblem im Wasserökosystem verringern würde. Die Nanoskala in der Struktur des Düngemittels ist sehr einfach, ohne nachteilige Auswirkungen auf die Pflanzenzelle zu haben. Untersuchungen haben ergeben, dass das biologisch abbaubare Polymermolekül Chitosan als Quelle für die Herstellung von Nanofertilisatoren auf Stickstoff-, Phosphor- und Kaliumbasis verwendet wird.

Hauptvorteile von Nanofisern

Nanofertilizer ist ein innovatives Produkt für die Düngemittelindustrie und hat eine größere Oberfläche und eine größere Oberfläche, um die Qualität und Quantität der zum Verzehr angebauten Pflanzen und Samen zu verbessern, die Produktionskosten zu minimieren und umweltfreundlich für eine nachhaltige Lebensmittelproduktion zu sein. Nanodünger sind in Größe, Form und Partikelbelastung kleiner, was je nach Produktspezifität und Bedarf synthetisiert wird. Es stehen reichlich Partikel wie Silber-, Titan-, Zeolith-, Kupfer-, Siliciumdioxid-, Aluminium-, Kohlenstoff-, Zink- und Stickstoff-Nanodünger zur Verfügung.
Im Allgemeinen setzen Nanofertilizer nur langsam frei: Über einen bestimmten Zeitraum stehen die Nährstoffe während des gesamten Lebenszyklus für die Kultur zur Verfügung. Schnelle Freisetzung: Die äußerste Hülle des Nanopartikels ist leicht zu zerbrechen und sorgt für eine schnelle Freisetzung von Nährstoffen in den Boden. Spezifische Freisetzung: Bei einigen spezifischen chemischen Molekülen wird die Hülle des Nanopartikels gebrochen. Feuchtigkeitsfreisetzung: Gibt in Gegenwart von Wassermolekülen im Nanofilizer leicht Nährstoffe frei. Wärmefreisetzung: Nanopartikel werden bei einer bestimmten Temperatur freigesetzt. pH-Freisetzung: Spezifische alkalische oder saure Bedingungen fördern die langsame Freisetzung von Nanodünger. Nanokomposite und Düngemittel reduzieren effizient den Nährstoffverlust aus der Umwelt und erhöhen die Effizienz der Nährstoffnutzung. Es wurde festgestellt, dass Nanodünger bis zu 35-40% in der landwirtschaftlichen Produktion eine wichtige Rolle spielen, um chronische Probleme wirksam zu reduzieren. Eutrophierung und Nanodünger sind Alternativen zu herkömmlichen Düngemitteln.

Vorteile von NanodüngerLangsam freisetzende Nanokompositdünger

• Oberfläche: Nanodünger haben eine kleine Partikelgröße, die zu einer Vergrößerung der Oberfläche führt. Eine vergrößerte Oberfläche erhöht die Reaktivität von Nanodünger gegenüber anderen Verbindungen, wodurch die Effizienz der Nährstoffverwertung und die Nährstoffaufnahme erhöht werden.
• Löslichkeit: Nanodünger, der Lösungsmittel als Wasser enthält, hat die Löslichkeit erhöht. Die übermäßige Löslichkeit von Nanodüngemitteln erhöht die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen im Boden, indem unlösliche Nährstoffe im Boden aufgelöst und verteilt werden.
• Partikelgröße: Die Partikelgröße des Nanofertilizers beträgt <100 nm. Aufgrund der verringerten Partikelgröße breiten sich Nanofertilizer auf die Pflanzen aus und erhöhen die Nährstoffaufnahme.
• Einkapselung von Nanodünger: Eingekapselter Nanodünger erhöht die Verfügbarkeit und Nährstoffaufnahme der Pflanzen. Eingekapselte Nanodünger auf Zeolithbasis erhöhen die Verfügbarkeit von Zink und Stickstoff, um Denitrifikation, Verdunstung und Nährstoffauswaschung im Boden zu verhindern.
• Kontrollierte Düngerfreisetzung: Kontrollierte Düngerfreisetzung verringert die Toxizität des Düngers. Zinkoxid-Nanodünger in Erdnusssamen erzeugt aufgrund seiner kontrollierten Freisetzungsfunktion mehr Wurzelwachstum und Keimungsprozentsatz als gegossenes Zinksulfat.
• Nährstoffaufnahmeeffizienz: Nanofertilizer sind definiert als erhöhte Aufnahmeeffizienz und begrenzter Leckageverlust von ausgebrachten Düngemitteln.
Nanofertilizer auf Zeolithbasis
Das mesoporöse Zeolithpartikel wird möglicherweise zur Synthese von Nanodüngemitteln verwendet, und die größere Oberfläche des Zeolithen macht den Zeolithen zu einem außergewöhnlich wirksamen Ionenaustausch. Aufgrund der gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften des Zeolithminerals in Nanogröße sind seine Oberfläche, seine übermäßige Nährstoffaufnahmefähigkeit, seine Wasserhaltekapazität und seine internen mikroporösen Zahlen hoch.
Langsam freisetzende NanokompositdüngerZeolith wirkt als Träger von Stickstoff-, Phosphor-, Kalium- und Mikronährstoffdüngern und erhöht die Produktivität der Ernte. Dementsprechend liefern Nanodünger auf Zeolithbasis erfolgreich Nährstoffe bis zu 50 Tagen, wenn herkömmliche Düngemittel wie Harnstoff 10 bis 12 Tage ablaufen. Er erklärte, dass die Einkapselung von Ammonium und Kalium mit Clinoptilolith seine Löslichkeit erhöhen würde. Nanoton wie Montmorillonit, der Nährstoffe, Zeolith und Stickstoff zum Produkt transportiert, als herkömmliche Düngemittel (<500 saat) daha uzun süre (> 1000 Stunden).
Durch die Verwendung des Adsorbens von Nanozeolithen kann die Effizienz der Stickstoffverwertung erhöht werden. Die Stickstoffnutzungseffizienz von herkömmlichem Harnstoff übersteigt selten 30-35%, und Nano-Zeolithe sind weitgehend zur Normalisierung der Stickstoffentladung anwendbar, und mit Nano-Zeolith eingekapseltem Harnstoff unterstützt die Adsorption von Stickstoff in einer mesoporösen Struktur mit höherem Zeolith. Der Stickstoffgehalt von Zeharnstoff und Nanozeharnstoff beträgt 18,5% bzw. 28%, bei Harnstoff 34-48 Tage lang Stickstoff freigesetzt. Das Stoppen der Stickstofffreisetzung innerhalb von 4 Tagen erwies sich als äußerst gut, um Harnstoff mit Zeolith- und Sago-Abwasser zu mischen. Die Kombination ist gegenüber Harnstoff allein vorteilhaft, da sie das Ammonium und die verfügbaren Nitrationen erhöht.
Zeoponic ist eine Pflanze, die mit Zeolith als Substrat gezüchtet wird und ein bedarfsorientiertes Nährstoffabgabesystem freisetzt. Die Phosphorfreisetzung aus zeolithbeladenem unmodifiziertem Dünger und oberflächenmodifizierter Zeolith aus starkem Kaliumdihydrogenphosphat wurde einmal unter Verwendung eines Konstantfluss-Laugungsreaktors durchgeführt. Während die Phosphorquelle des früheren oberflächenmodifizierten Zeolithen auch nach 1080 Stunden kontinuierlicher Perkolation noch vorhanden war, war der Phosphor aus Kaliumdihydrogenphosphat innerhalb von 264 Stunden einmal abgereichert.
Aufgrund dieser Eigenschaft von Nano-Zeolith setzen Nanopartikel Dünger und anionisches Sulfat langsam und stetig als größere Oberfläche frei. Reines Ammoniumsulfat und oberflächenmodifizierter Schwefel-Nano-Zeolith wurden dem Test-Nährstofffreisetzungsmodell unter Verwendung von Perkolationsreaktoren ausgesetzt. Forschungsdaten zeigen deutlich, dass das gesamte verfügbare Sulfat in reinem Ammoniumsulfat nach 384 Stunden verbraucht war, wobei das Starten von SO 42 aus sulfatbeladenem oberflächenmodifiziertem Nanozeolith auch nach 912 Stunden fortgesetzt wurde und die Konzentrationen zwischen 47,56 und 8,27 variierten. Oberflächenmodifizierter Nano-Schwefel ist im Vergleich zu herkömmlichem Schwefel ein wirksamer Schwefel-Nano-Dünger.

Verweise:
https://www.intechopen.com/ Nanotechnologie und Umwelt
https://www.nature.com/articles/srep46032
https://www.researchgate.net/publication/275255968_Novel_Slow-Release_Nanocomposite_Nitrogen_Fertilizers_The_Impact_of_Polymers_on_Nanocomposite_Properties_and_Function

Schriftsteller: Ozlem Guvenc Agaoglu

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