减缓或控制释放玻璃肥料包含宏观和微观营养与浸出机械方面:内部视图

文摘

玻璃肥料或玻璃肥料是新型的先进和控制释放肥料和玻璃做的矩阵和控制较低的水溶性(由宏观元素K, P, Mg,年代,Ca大多数有用的植物),也包含与含有B的维生素或微量元素,铁、钼、铜、锌、锰重要陆战队或植物的生长和发育。在一个单一类型的肥料可以嵌入几乎所有有用的元素对植物;水溶性的控制速度可以调整容易通过改变玻璃基质的组成。玻璃肥料在土壤中传播时,它提供的营养和植物一样需要好几个月,这些优势将导致更大的玻璃肥料的应用可能性。本文作者试图解释不同类型的玻璃肥料准备从不同批氧化物混合物及其浸出机械方面。

关键字

玻璃肥料;维生素;浸出;控制释放

介绍

圣雄甘地说,真正的印度住在村庄,村庄的主要国内农民和农民主要依赖农业。多项研究表明,全球作物产量到2050年必须翻一番,以满足人口增长的预期要求,饮食变化,增加生物燃料的消耗。提高作物的产量,以满足不断增长的需求,这些而不是清除更多的农业用地被强调为首选的解决方案来满足这一目标。然而,我们首先需要了解全球作物产量变化,我们是否有望生产到2050年的两倍。在农业领域农民使用大量的不同类型的肥料增加部队的产量生产。肥料氮(N)的大规模应用也表明对地下水质量有害的影响,特别是其硝酸盐含量,这是对健康有害的。此外,气态损失N施肥造成的N NH3和氮氧化物对环境有不利影响。

因此,所有农业的目标是“增加粮食产量的最低和高效使用化学肥料”。这需要真诚努力的农业科学家包括推广人员增加肥料应用于农田的效率。在不同类型的减缓或控释肥料(CRF)包括玻璃肥料养分释放机理被描述。对环境的有害影响。,缺点不同的普通商用肥料和有机肥料的优点和控释肥料包括玻璃肥料在常见的无机肥料正确解释。有许多农作物和植物有不同的习惯和营养需求增长。混合的混合物测量量的营养使植物得到营养和帮助他们加快增长潜力和收益率超过他们的能力。

文献综述

肥料是高度可溶和不需要太多时间去溶解在土壤和到达工厂。然而,它只发生在化学肥料和有机肥料需要时间来解散。此外,农业化肥有害和有益的肥料。有机肥料是不如无机的有害但是前者需要更多的时间比后者达到有关植物的根。过度施肥并鼓励好的收益率不过还邀请空气,水和土壤的污染。因此,它是非常必要的在有限的数量和使用化肥如果可能的话则应该同时使用有机和无机反击杂项土壤危害。玻璃肥料的新型先进和控制释放肥料和玻璃做的矩阵与宏观元素(K, P, Mg,年代,Ca)对植物和最有用的也包含与微量元素(B、铁、钼、铜、锌、锰)是重要的队或植物的生长和发育。

微量元素的数量合并在玻璃氧化物在1 - 5%的范围。玻璃肥料的使用提供了很多优势:由于溶解度低或控制它避免地下水污染;土壤pH值可以调节玻璃的pH值矩阵,不释放酸阴离子(Cl -、二氧化硫)对植物有害所以没有前土壤燃烧时错误的风险,在一个单一类型的肥料可以嵌入几乎所有元素对植物有用,水溶性的控制速度可以调整容易通过改变玻璃基质的组成。

除了玻璃非常高的抗浸出时即应用于土壤肥料将发布非常缓慢地满足要求的最优水平,没有滥用。已经发现,当这种肥料应用于树像芒果保持2025年的根,它会生长,给水果一次充电的肥料。天然或合成,化工物质的各种基本矿物和元素意味着常规以及加速增长和营养以及生育的植物称为肥料。这些肥料总是用来促进和提高经济作物的生产力,因此他们被称为农业肥料。

化肥提高土壤的丰富性和滋养它所需的营养物质。通过丰富的土壤,化肥也增加作物的生产力。肥料的养分,滋养植物必需的营养来源和土壤作为作物和肥料之间的媒介。一种物质(如肥料或一个特殊的化学)添加到土壤有助于植物的生长。

肥料是组成一个或各种化合物或营养因此取决于组成化合物和营养释放机制,农业化肥被分为以下类别:

有机农业肥料:有机肥料是那些生产的化肥使用可降解的有机物质,即有机肥料是天然肥料和土壤营养增强剂。因此每一个物质自然发生和很容易可降解是有机和如果这有机材料提高土壤的丰富性,它称为有机肥料。

这些有机物质进一步分解,分解成较小的和可溶性微粒通过无数的微生物。后变成可溶性和简单的化合物,这些肥料的根源。肥料,泥浆,蠕虫铸件、泥炭、海藻、污水、和鸟粪是天然绿色粪肥和堆肥、血粉、骨粉、海藻提取物等生产有机肥料。

作物也生长营养添加到土壤里去的。今天每个农民期待被妥善解决农业问题在不影响产量。今天使用化肥是农业革命的最大的创新之一。

无机农业肥料:那些肥料是由无机化学物质被称为无机农业肥料,即。、细粒度的三重过磷酸钙、氯化钾、尿素、无水氨等。这些肥料通常降解。这是进一步分为不同类别根据其选民和制剂的方法。

这些肥料也称为人工或合成肥料,因为他们都是在工厂生产使用最新技术。人工制造过程呈现这些肥料粗糙的触摸和推动他们坚固的和高度歌唱艺术。从印度的肥料协会的数据(FAI),德里很明显,氮磷钾的消费类型肥料在印度迅速增加(图1)。

化学无机肥料的优点:

• 现成的:作为使用最常见的形式,它是随处可见的。
• 公式不同:对化工企业很容易改变元素产生混合不同季节和特定的植物。
• 快速行动。通常在1 - 2周内看到结果如果是合适的季节使用的公式。
• 便宜:通常情况下,除了控释颗粒混合质量越好。
• 易于应用程序:使用化肥的传播者。利率和设置通常是计算并显示在袋子里。
• 多种形式:在颗粒、颗粒、液体、平板电脑、峰值和缓释,适合每一个偏好。
• 他们在养分含量相当高;只有相对少量作物生长所必需的。

化学无机肥料的缺点:

• 水溶于大多数形式。由于水释放营养物质,它并不少见失去三分之一的土壤的营养物质通过浸出工厂之前可以访问它们。
• 短寿命,除非使用一种控释。
• 不建立土壤。基本合成元素任何有助于提高土壤肥力。
• 可能会降低土壤肥力。化学氮刺激现有微生物的生长,从而消耗有机质在土壤中。经常重复这个循环叶子土壤枯竭。
• 过度增长会发生一些品种或盈余的应用程序。这导致更多的割草或修剪,压迫根源,使重从草坪草渍的衣服。
• 危险与不正确的应用程序。潜在危害的过剩,特别是草坪覆盖重叠。
• 盐烧风险。合成肥料盐。在应用程序可能导致负面影响如浸出,污染水资源,破坏微生物的友好昆虫,作物对疾病的易感性攻击,酸化或碱化土壤或降低土壤肥力对整个系统造成不可弥补的损失。
• 微量营养物质丢失,在许多合成混合。主要营养过剩可以绑定了其他土壤中的养分,使其不可用的植物。
• 环境问题发生化学径流。
• 土壤中过量的磷可以收集和造成污染的问题。
• 氮是不稳定的:容易丢失到大气中当肥料是离开地面,而不是进入土壤浇水。它也失去了从存储袋,如果不能正常密封。
• 在存储很容易吸收水分。这导致粘结或肥料,使用哪个是很困难或者不可能的。
• 铁染色。当添加到公式,它是水溶性的,只会让锈蚀混凝土上如果没有正确处理。
• 生产这些产品所需要的高能源消耗[10]
• 富营养化:生长的水生植被和水质退化由于额外的氮积累。
• 酸度增加:许多化学肥料是由酸硫酸和盐酸和酸减少土壤的质量和提高酸度进一步注册一个坏对植物生长的影响。
• 细菌的损失:自然固氮细菌,根瘤菌遭受巨大打击的过度使用化学细菌。
• 某些植物阻碍由于过度打盹儿的化肥以至于他们也倾向于停止生长和产量的水果。
• 合成肥料可能是快速的,但他们有一个价格。

大量要素肥料

每个肥料在干燥的浓度也基本决定了他们的力量和其组成元素。有六个主要的和最突出的元素,在植物的生长起着至关重要的作用。氮、磷、钾是主要宏营养。

这些宏营养非常重要的适当的和反阻碍经济增长的植物这些营养,进一步提高产量的差异。钙、镁和硫受到二次宏营养的范畴。尽管所有这些营养所需的植物数量几乎相似的但是他们的可用性标志着差别。

微量元素肥料

植物也需要一定的营养小但是基本量和缺少这些元素可能会阻碍增长的一种有效的方式。植物的生长可以推迟,可以显示在收益率产生持久的影响。然而,微量养料肥料是为了满足植物的减少但必要的需求,因此这些肥料是旨在提供小的部分营养物质如铁、锰、硼、铜、钼、镍、氯和锌。这些元素的浓度需要生动的范围从5 - 100 ppm。必不可少的植物营养素(宏观和微观),形成了和典型植物的浓度如表1所示,pH值的影响植物养分的可用性。

表1:植物必需的营养元素,形成及其在植物典型的浓度。

控释肥料必须,因此自缓释的或必须包含营养交换网站。缓慢释放或控制释放肥料肥料技术的最新概念。植物根的化合物可以通过交换反应,提取离子和化合物进行水解和溶解速度最优来满足植物的要求,适合作为肥料。一个真正的控释肥料只能在分子水平上制定。最近有使用不同类型的减缓或控释肥料有些是遵循:

• 硫包膜复合肥料
• 涂硫尿素(并)
• 涂树脂肥料
• 脲醛
• 尿素和硝化抑制剂
• 化学改性生物质涂层尿素的控制释放
• 玻璃肥料

控释肥料的优势

缓释肥料是一个环保肥料可以减缓或控制养分释放率,减少养分损失,提高肥料利用率。

• 提高肥料利用效率。一般来说,缓/控释肥料能增加肥料,由10 - 30%,即时氮利用效率。
• 减少施肥率和节省劳动力。缓/控释肥料可以产生相同的收益率与利率10 - 40%小于常规肥料。有时候,只需要单个应用程序,它可以减少75%的劳动力成本。
• 减少化肥对环境的污染。提高肥料利用效率与缓/控释技术等于增加化肥的生产。当前中国尿素生产大约2000万吨,如果涂有硫,氮利用效率可以提高20%,这意味着尿素产量增加了400万吨。
• 每个元素包含在控释肥料有影响,给一个非常高的增加土壤的肥力,CRF的每个营养还没有水溶性易溶于弱酸性植物根系在土壤或生成的内容。
• CRF中和土壤中有毒酸和其他肥料。
• 控释肥料非常方便使用,可以储存很长一段时间,因为它不吸收水分,即使在潮湿的不解体。
• 玻璃肥料不包含有毒物质的物质,因为它没有一个酸性硫酸盐或chloricradical,玻璃肥料不会引起土壤酸度,有毒气体或水电sulpharic破坏植物根系在稻田上放牛。通常情况下,土壤是穷人在磷酸(P₂O₅),因此,P₂O₅一定是补充道。P₂O₅植物根细胞的重要成分,帮助根强劲增长从而进一步提高产量。玻璃肥料不是水溶性的,它在土壤和继续为植物提供必要的营养,与此同时,其他类型的肥料很容易溶于水,例如,超级磷酸,硫酸氨产生立竿见影的效果,但很容易被土壤中的铝从而迅速褪色。植物根系仍然继续溶解P₂O₅通过直接接触格拉斯肥料在雷竞技网页版土壤中。这种效应是非常重要的土壤类型来自火山灰烬,野外土壤和疲惫的字段在P₂O₅。
• 玻璃肥料不仅有助于提高土壤的肥力,适用于多种植物,还有助于防止缺乏镁和其他土壤中的养分,支持植物的生长。
• Mg和Ca在土壤中,但由于长期在土壤酸性明矾枯萎,碱效果无效,这经常发生在热带和亚热带地区。

Mg是非常必要的用于创建植物叶片叶绿素,主要成分的植物。毫克的生产中扮演着重要的角色在植物蛋白质和脂肪。

Mg提高磷酸的影响,帮助植物吸收的营养还躺在土壤和参加运输P₂O₅一直专注于树干。大惊小怪磷酸镁肥料可以被看作是最合适的一个在热带和亚热带地区贫困在P₂O₅。

在这些地区,多种营养的植物在洗的过程中;这种情况下可以使用CRF肥料不断提高,一方面,控释肥料能增加土壤的肥力,另一方面,它帮助土壤保持养分高效的方式。

玻璃肥料及其制备

玻璃是一种非晶态固体材料(非晶的)。大部分的眼镜通常是脆弱的,光学透明的,作为一种物质,在科学和工业中扮演着重要的角色。化学,物理,特别是光学性质使其适合应用,如平板玻璃、容器玻璃、光学和光电材料、实验室设备、热绝缘体(玻璃棉),强化材料(玻璃钢、玻璃纤维混凝土),玻璃艺术(艺术玻璃、工作室玻璃)和最近的玻璃肥料对植物营养素(宏观和微观)。磷酸盐玻璃也被他们可怜的化学稳定性;他们提供完全可降解的可能性在一个水环境中,这个溶解度可以控制通过他们的成分,这使得它们用作缓释化肥的兴趣。

玻璃肥料的新型先进和控制释放肥料和玻璃做的矩阵与宏观营养(K, P, Mg,年代,Ca)最有用的植物,也包含微量养料(B、铁、钼、铜、锌、锰)是重要的队或植物的生长和发育。微量元素的数量合并在玻璃氧化物在1 - 5%的范围。玻璃肥料的使用提供了很多优势:由于溶解度低或控制它避免地下水污染;土壤pH值可以调节玻璃的pH值矩阵;不释放酸阴离子(Cl,所以呢₂)工厂所以没有风险的恶性土壤燃烧时错误地给;在一个类型的肥料可以装饰几乎所有有用的元素对植物;水溶性的控制速度可以调整容易通过改变玻璃基质的组成。高效的资源利用的需求越来越大,这种玻璃肥料是最可悲,并呼吁一个激进的改变无机肥料。

几个玻璃肥料成分准备通过传统与不同的SiO玻璃熔化过程₂/铝₂O₃曹/浓度(wt. %)。在所有情况下,K₂O / P₂O₅比(wt. %)维持在0.65。相应的原材料(硅砂、碳酸钙、碳酸钾、氧化磷和钾长石)涨跌互现了两个小时,然后融化在1300°C阿两个小时用莫来石坩埚。为了避免磷溶解每个女朋友多孔金属板,然后碾碎,渗到所需的粒度和存储在一个干燥器,直到使用。颗粒大小(2 - 3毫米),类似于常规氮磷钾化肥,被选为了方便进一步应用农作物使用工业农业机械。在选定的玻璃肥料施肥的番茄作物,相应的微量元素被添加在以下浓度(wt. %):年代,0.5;毫克,1.5;Mn, 1.4;铁、0.6;锌、0.2;1.5 B。 These micronutrients were incorporated directly as oxides during the melting stage of the glass fertilizers.

组成不同的玻璃肥料

不同玻璃的成分与各种营养物质对不同作物肥料。有趣的特征用作玻璃前的磷酸盐肥料使他们适合高分子化肥的生产是邻位的磷酸盐离子,即。讨厌上聚合形成线性链P-O-P债券,凝结在最后阶段,分支链聚合物也可以形成。因此,在磷酸meta-phosphate包含线性链的消极氧原子可以中和K⁺、镁^{2 +}、钙^{2 +}或NH^{4 +}离子(陆战队营养)。由于这些离子在阴离子聚合物链交换位置,他们拥有的双重属性是几乎不溶于水但容易可溶性络合剂和阳离子交换。此外,缓慢水解P-O-P集团的发生导致阳离子的溶液化。值得注意的是所有宏观和微观营养离子的聚磷酸盐可能做好准备;此外,它们的溶解度可以不同的渴望水平通过控制链的聚合度。模型的网络结构玻璃肥料不同队的营养素。

示意图绑定过程的玻璃肥料养分的土壤成分和植物的根显示其网络结构。不同类型的磷酸镁及其网络结构形成的含镁磷酸盐玻璃肥料。

新的玻璃肥料包含宏观和微观营养。养分释放控制玻璃的化学成分。缓释肥料肥料含有植物养分在形式、植物吸收延迟它的可用性和使用应用程序后,或扩展其可用性比平常更长的植物肥料。养分释放新毛孔形成后在玻璃粒子在灌溉用水吸收使用的植物。

养分释放的有效性控制是提高土壤的肥力,提高养分利用效率,减少过度使用造成的环境问题迅速可用营养肥料,匹配养分供应与植物需求并保持养分有效性为整个赛季。

磷酸盐玻璃的溶解过程

地球化学和热力学方法,玻璃腐蚀取决于平衡的定量测定,所描述的是一个复杂的溶度积改变玻璃的溶解成溶液。水化和水解过程与相关眼镜在水溶液反应的自由能变化发生在玻璃成分和吸收水分子。之间的关系计算热力学稳定性和玻璃溶解率可以用来估计相对玻璃耐用性在水的解决方案。每个玻璃成分的浸出动力学组分和结构相关的。

他们开发的一般描述磷酸眼镜和水之间的溶解反应。解散的第一阶段是由扩散控制,包括水进入玻璃网络渗透和扩散的离子通过发展水化层回解决方案。

酸离解常数(pKa)可能的物种在水溶液中含有钠、磷、铁、硅离子。玻璃的溶解行为主要是由玻璃网络的故障控制和提取碱离子的玻璃矩阵。表面条件和层形成,饱和效应和溶液化学也考虑在内。玻璃和H之间的水化反应₂O是基于玻璃网络的水解乳沟债券。通常,初始阶段是由离子交换过程,然后其次是矩阵分解与深度的增加碱消耗在外层玻璃表面。两个主要方法,地球化学和热动态,被用来研究玻璃的溶解过程。模型来自这两种方法已经成功地应用于许多腐蚀测试的核废料眼镜。

调查pH值的影响磷酸溶解的眼镜已经实验。在pH值< 6.5(即酸性媒体)、磷酸眼镜吸附过多的质子在pH > 6.5(中性和基本的媒体),多余的氢氧根离子的吸附。因此,在酸性介质,磷酸盐链质子化了的是由于离子交换反应之间Na +⇌H +在玻璃腐蚀过程的开始,这扰乱了离子交联中磷酸盐链。这允许水渗透玻璃更快,导致快速链水化和统一的解散。关于眼镜的磷灰石形成能力和腐蚀,氟化公司在眼镜减缓它们的化学溶解在去离子水由于repolymerization磷酸盐玻璃的网络,但直到阶段玻璃网络结构不被攻击的H⁺和分子水。

pH值预测

磷酸盐阴离子有三种类型的网站,每一个都有不同的酸离解常数(pKa),可以使质子化渗滤液在适当的pH值:中间站点1、终端站点2和终端站点3中间站点1 pKa值之间的pH值1 - 2。终端站点3 pKa值在pH值12。终端站点2的pKa值敏感中阳离子的存在解决方案和3-11 pH值之间的差异。因此,对于磷酸阴离子在渗滤液的解决方案最终pH值从3至9中间站点1都是阴离子形式,应该与Na⁺、铁^{2 +}或铁^{3 +}和终端站点3都是质子化了的。终端站点2可能部分质子化了的,所以可以有一个缓冲效果的解决方案博士的中间站点1越大,越负表面电荷的离子。然而,似乎没有相关性的表面电荷和玻璃解散。

渗滤液的pH值在静态解散测试达到恒定值在第一个24小时的玻璃解散。由于磷酸溶液中的阴离子是主要阴离子,终端在链释放磷酸盐的总数可以确定渗滤液的解决方案从总磷释放和磷酸盐链长分布,这些可以与溶液pH值有关。更好的预测溶液pH值,渗滤液中的指控物种,特别是磷酸阴离子需要根据不同的pH值范围根据其值。所有可能的物种的价值在水溶液中含有钠、磷、铁、硅离子。从这些值,渗滤液的解决方案的主要物种和缓冲反应Na-Fe-phosphate眼镜和pH值范围2 - 7日7 - 10可以确定。因为高场强、水合铁在水溶液中阳离子吸引O和H原子之间的电子密度,使弱地债券和容易离解的H⁺离子从协调H₂o .在溶液中电荷平衡的原则,总正电荷(A) =总负电荷(B),可由下列方程表示,

结论

自从绿色革命的《盗梦空间》有竞选增加粮食(主要是谷类食品)生产在印度使用化学肥料。然而,谷物生产的只有6倍增加,而化肥消费增加342倍在1950 - 51 - 2018 - 19期,暗示肥料利用效率很低。控释肥料提供高达10周的健康的植物生长和颜色,我们可以减少应用程序在一个赛季。少产品破损意味着更少的快速释放,大幅增长和更长的残留喂食。CRF的微量元素可以安装到土壤中可溶性眼镜缓慢释放。实验显示,25 - 50%增加作物生产与使用这些微营养玻璃肥料和超过20年的好处可以看到每个之外。微玻璃肥料养分释放微量元素微量化学物质平衡的植物生长在土壤中,在10到20年的时间里,不容易洗掉。如果一个磷酸岩和橄榄石的混合物或蛇形(硅酸镁)是融合在一个电炉。熔融产品淬火与水和用于精细分裂状态作为肥料。产品,磷酸镁钙(CMP)玻璃,包含约40% P₂O₅K,分别以15%和30%₂o . 90%以上的产品是溶于柠檬酸。

成分的矿物质是可变的;铁,镍,钼,有时可能代替镁锰。K的变化₂O / P₂O₅率是主要的控制水溶度的关键因素,物理性质如密度和硬度和化学稳定性。等异常玻璃属性快速溶解在水溶液中,它提出了玻璃可适合农业肥料。最重要的是,水和土壤污染危害最小化,显著提高肥料利用的经济学。可以实现这一切只有廉价且容易获得的原材料和使用过程都是技术简单和相当低的能源消耗。看起来在长期内聚磷酸盐确实的答案的问题选择合适的肥料为未来的需求。

最大化健康和农作物的生长,植物需要摄取某些元素,如硼砂、钴、铁、锰和镍在跟踪数量。使用这些化学物质不常见盐的帮助,不仅因为多余的数量可能是有害的,但通常这些盐溶于水,并与第一个雨冲走,所以,不仅是浪费,但附近污染土壤微量元素过剩。玻璃微量元素肥料,另一方面,含有这些微量元素的玻璃颗粒极微溶,不能轻易被冲走,慢慢溶解进入土壤,每平方200 gms。计玻璃微量元素肥料提供所需的营养物质在20 - 30年,之前受精的地区需要补货。这是整体环境的方法。它可以得出的结论是,玻璃成分和结构可以设计以控制水溶性和获得有价值的玻璃肥料有特殊应用程序在工厂生产。

引用

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