Para penyelidik beralih kepada manik kaca untuk menghasilkan baja yang serasi dan berterusan. Kredit: Sains & Teknologi Pertanian ACS, 2025, doi: 10.1021/acsagscitech.4c00243
Baja pertanian adalah penting untuk memberi makan penduduk dunia, memulihkan kesuburan tanah dan menanam tanaman. Penggunaan sumber -sumber yang berlebihan dan tidak cekap dapat memberikan ancaman alam sekitar, mencemarkan saluran air dan menghasilkan gas rumah hijau seperti nitrous oksida. Sekarang, penyelidik melaporkan diSains & Teknologi Pertanian ACStelah menangani cabaran -cabaran tersebut dengan manik baja kaca. Manik mengawal pelepasan nutrien, dan penyelidik mengatakan bahawa mereka bersesuaian dengan alam sekitar.
"Hasilnya menunjukkan bahawa baja kaca boleh disesuaikan dengan keperluan menanam, perlahan-lahan dan lestari melepaskan nutrien untuk meningkatkan produktiviti tanpa merosakkan kualiti tanah," kata Danilo Manzani, pengarang bersama kajian itu.
Dari masa ke masa, penggunaan bahan kimia pertanian telah meningkat. Pada tahun 2020, Pertubuhan Makanan dan Pertanian Pertubuhan Bangsa -Bangsa Bersatu menganggarkan bahawa permintaan global untuk baja akan melampaui 200 juta tan metrik. Baja mengandungi nitrogen, fosforus dan jumlah elemen lain yang lebih rendah seperti kalsium. Malangnya, manfaat nutrien ini hilang melalui larutan ke dalam air bawah tanah dan pelepasan ke udara, memerlukan reapplication yang kerap dan mewujudkan masalah alam sekitar hiliran seperti mekar alga toksik. Penyelesaian yang berpotensi boleh datang dari manik -manik kaca kecil yang digunakan oleh penyelidik sebelumnya untuk meningkatkan pertumbuhan tumbuhan. Untuk meningkatkan kecekapan penghantaran nutrien, Manzani, Eduardo Ferreira dan rakan-rakannya mengembangkan baja kaca yang larut, multikomponen yang direka untuk pembebasan nutrien yang terkawal.
Para penyelidik mensintesis kaca yang terdiri daripada beberapa mikro dan makronutrien, seperti fosforus, kalium dan kalsium. Mereka meletakkan kaca menjadi kecil (kurang daripada 0. 85 milimeter lebar) dan besar (0. 85 hingga 2 milimeter lebar) zarah. Dalam ujian awal, zarah -zarah telah ditambah kepada sama ada air atau penyelesaian penampan yang meniru keadaan tanah. Mereka mendapati bahawa setiap nutrien yang dikeluarkan dari kedua -dua saiz zarah kaca dan tersebar ke dalam penyelesaiannya dengan mantap lebih 100 jam dengan turun naik kecil.
Mereka kemudian menggunakan larutan nutrien atau jumlah manik kaca yang berlainan ke tanah yang dibiakkan dengan rumput biasa dan rumput fairway, dan mereka membandingkan pertumbuhan tumbuhan dalam kedua -dua rawatan. Penyelesaian nutrien, yang digunakan hanya sekali, segera merangsang pertumbuhan tumbuhan, tetapi kesannya dengan cepat berkurangan. Walau bagaimanapun, aplikasi tunggal baja kaca berterusan pertumbuhan tumbuhan tanpa mengira saiz zarah, walaupun pertumbuhan keseluruhan bergantung kepada dos manik.
Manzani, Ferreira dan rakan sekerja juga mengkaji kemungkinan ekotoksisiti baja kaca dengan mendedahkan biji selada dan bawang ke manik -manik. Benih yang terdedah kepada baja kaca mempunyai kira -kira kadar percambahan yang sama dan kesihatan sel seperti yang tidak pernah terdedah atau yang dirawat dengan nutrien larut. Para penyelidik mengatakan bahawa keputusan ini menunjukkan alternatif yang cekap dan berterusan kepada baja konvensional dengan kesan alam sekitar yang lebih rendah.
