Дослідники звернулися до скляних намистин, щоб створити екологічно сумісні добрива з стійким вивільненням. Кредит: ACS Agricultural Science & Technology, 2025, doi: 10.1021/acsagscitech.4c00243
Сільськогосподарські добрива мають вирішальне значення для годування світового населення, відновлення родючості ґрунту та підтримки культур. Надмірне та неефективне використання цих ресурсів може представляти екологічну загрозу, забруднення водних шляхів та генерування парникових газів, таких як оксид азоту. Тепер дослідники, які повідомляють уACS сільськогосподарська наука та технологіївирішили ці виклики із скляними намистинами добрив. Бісер контролює вивільнення поживних речовин, і дослідники кажуть, що вони екологічно сумісні.
"Результати показують, що скляні добрива можуть бути адаптовані до потреб рослин, повільно та стійко вивільняють поживні речовини, щоб підвищити продуктивність, не завдаючи шкоди якості ґрунту",-каже Данило Манзані, співавтор дослідження.
З часом використання сільськогосподарських хімічних речовин зросло. У 2020 році організація продовольства та сільського господарства Організації Об'єднаних Націй підрахувала, що глобальний попит на добрива перевершить 200 мільйонів метричних тонн. Добрива містять азот, фосфор та нижчу кількість інших елементів, таких як кальцій. На жаль, переваги цих поживних речовин втрачаються шляхом вилуговування в ґрунтові води та викиди у повітря, що потребує частого повторного застосування та створення екологічних проблем, таких як токсичні цвітіння водоростей. Потенційне рішення може надходити з крихітних скляних намистин, якими попередні дослідники використовували для поліпшення росту рослин. Для підвищення ефективності доставки поживних речовин Манзані, Едуардо Феррейра та його колеги розробили водорозчинну багатокомпонентну скляну добрив, призначений для контрольованого вивільнення поживних речовин.
Синтезоване скло, що складається з декількох мікро- та макроелементів, таких як фосфор, калію та кальцій. Вони заземлюють скло в невелику (менше 0. 85 міліметрів шириною) і великі (0. 85 до 2 міліметрів шириною). У початковому випробуванні частинки додавали або до води, або до буферного розчину, що імітували умови ґрунту. Вони виявили, що кожна поживна речовина, що виділяється з обох розмірів скляних частинок і постійно дифундується в розчини понад 100 годин з незначними коливаннями.
Потім вони наносили поживний розчин або різну кількість скляних намистин на ґрунт, засипаний типовою травою газону та фарватеру, і порівняли ріст рослин у двох обробках. Розчин поживних речовин, який застосовували лише один раз, негайно стимулювали ріст рослин, але ефект швидко зменшився. Однак єдине застосування скляних добрив росту рослин незалежно від розміру частинок, хоча загальний ріст залежав від дози бісеру.
Манзані, Феррейра та його колеги також вивчали можливу екотоксичність скляного добрива шляхом викриття салату та насіння цибулі до намистин. Насіння, що потрапляють до скляного добрива, мали приблизно таку ж швидкість проростання та здоров'я клітин, як і ті, які ніколи не піддавались, або ті, хто лікувався розчинними поживними речовинами. Дослідники кажуть, що ці результати свідчать про ефективну та стійку альтернативу звичайним добривам з меншим впливом на навколишнє середовище.
