Iranian Journal of Health and Environment

fa کنترل رهاسازی کودهای پرمصرف ازت، فسفر و پتاسیم با استفاده از هیدروژل های مبتنی بر نانوساختار رسی سپیولایت و نشاسته Controlling the release of high-consumption nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers using hydrogels based on sepiolite clay nanostructure and starch عمومى General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: ظهور فناوری نانو و بکارگیری مواد نانومقیاس امکان بهره‌گیری از کاربردهای بالقوه و بدیع این فناوری در عرصه‌های مختلف کشاورزی را فراهم آورده است. لذا هدف از این مطالعه، ساخت کود کندرهش برای عناصر غذایی پرمصرف مانند ازت، فسفر و پتاسیم (NPK) بوسیله هیدروژل های مبتنی بر نانوساختار رسی سپیولایت (Sep) و نشاسته (S) است. روش بررسی: در این مطالعه، از روش بازدارندگی فیزیکی برای کنترل رهایش عناصر غذایی پر مصرف کود استفاده شده است. بدین منظور مقادیر مناسبی از نمک NPK در ساختار هیدروژل های Sep-S قرار گرفت. سپس میزان رهایش عناصر غذایی بوسیله شویش ستونی و اندازه گیری هدایت محلول خارج شده از ستون مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: پروفایل شستشوی کود NPK تنها نشان می دهد که نمک ها به سرعت از انتهای ستون خارج می شوند و هدایت محلول انتهای ستون در شستشوی اول پس از صرف mL 250 آب به حدود µS/cm 12000 می رسد. در مقابل پروفایل شستشوی کود کندرهش حاوی نمک های NPK نشان می دهد که پروفایل رهاسازی کود در 4 مرتبه شستشو با حجم یکسان تقریبا مشابه (محدوده µS/cm 1400 تا µS/cm 2300) است. نتایج نشان می دهد که قرارگیری نمک کودها در داخل هیدروژل های پیشنهادی منجر به رهاسازی آهسته عناصر غذایی پرمصرف می شود. نتیجه گیری: انتشار مواد مغذی از ساختار کود کندرهش مبتنی بر هیدروژل های Sep-S دارای تاخیر بوده که برای جلوگیری از انتشار بیش از حد عناصر غذایی، به حداقل رسیدن اثرات منفی زیست محیطی و مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی حیاتی است. همچنین، مواد استفاده شده برای ساخت کود کندرهش دارای هزینه نسبتا پایینی هستند.  </div> <div style="text-align: justify;">Background and Objective: The emergence of nanotechnology and the use of nanoscale materials has made it possible to take advantage of the potential and novel applications of this technology in various fields of agriculture. Therefore, this research aims to make fertilizer for high-consumption nutrients such as nitrogen, phosphorus, and potassium (NPK) by hydrogels based on the sepiolite (Sep) clay nanostructure and starch (S). Materials and Methods: In this study, the physical inhibition method was used to control the release of high-consumption nutrient elements of fertilizer. For this purpose, appropriate amounts of NPK salt were inserted in the structure of Sep-S hydrogels. Then, the release level of nutrients was investigated by the column elution and measuring the conductivity of the outlet solution of the column. Results: The elution profile of the NPK fertilizer shows that the salts quickly leave the end of the column so that the conductivity of the solution at the end of the column in the first washing after consumption of 250 mL of water reaches about 12000 µS/cm. On the other hand, the elution profile of the slow-release fertilizer containing NPK salts shows that the release profile of the fertilizer in 4 times of washing with the same volume is almost similar (range 1400 µS/cm to 2300 µS/cm). Results show that the placement of fertilizer salt inside the proposed hydrogels leads to the slow release of highly consumed nutrients. Conclusion: The release of nutrients from the structure of slow-release fertilizer based on Sep-S hydrogels has a delay, which is vital to prevent the excessive release of nutrients, and minimize negative environmental effects and excessive consumption of chemical fertilizers. Also, the materials used to make the slow-release fertilizer have a relatively low cost.  </div> هیدروژل, کود کندرهش, سپیولایت, عناصر مغذی خاک, نشاسته Hydrogels, Slow-release fertilizer, Sepiolite, Soil nutrients, Starch 653 668 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2543-2&slc_lang=fa&sid=1 Maryam Fayazi مریم فیاضی maryam.fayazi@yahoo.com Yes Department of Environment, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran گروه محیط زیست، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران