Основы наноудобрений: приготовление и возможности применения в современном сельском хозяйстве

Abstract

Основная цель представленного обзора включает определение концепций новых технологий для удобрений, которые могут снизить воздействие современного сельского хозяйства на окружающую среду при сохранении или повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Указывают по крайней мере два многообещающих подхода к созданию материалов с желаемыми свойствами, включая создание наноразмерных фосфорсодержащих удобрений с улучшенной растворимостью в воде, а также производство наногибридов удобрений для медленного высвобождения фосфора и азота. Описываюся новые подходы к производству трех типов материалов на основе наноразмерного гидроксиапатита (n-HAP) отдельно или в их гибридной форме, где n-HAP используется в качестве перспективного носителя для мультинутриентных (NPK) наноудобрений с медленным высвобождением. Первый тип включает n-HAP, привитый P-солюбилизирующими бактериями (PSB), такими как Azotobacter sp., Azospirillum sp., Pseudomones sp., Bacillus sp. Acetobacter sp. ution. Присутствие PSB инициирует повышение кислотности в ризосфере, что, в свою очередь, усиливает растворение. Опубликованные данные свидетельствуют о том, что наличие n-HAP, привитого PSB, в применении навоза на фермах значительно увеличило рост кукурузы, урожайность семян кукурузы по сравнению с обработками без прививки. Второй тип включает в себя мультипитательные наноудобрения на основе n-HAP, легированные калием, нитратами и мочевиной. В ходе экспериментов на твердой пшенице (Triticum durum) эти наноудобрения продемонстрировали высокую эффективность для контролируемой доставки N и P в растения. Биодоступность гибридов мочевины-n-HAP с медленным высвобождением оценивалась с использованием риса в качестве модельной культуры. Исследования высвобождения показали, что медленное высвобождение из этих наногибридов может происходить в течении недели, в отличие от чистой мочевины, которая расходуется в течение нескольких минут. Третий тип включает в себя NPK-удобрение с медленным высвобождением на основе композита целлюлоза-поли(акриламид)/ наногидроксиапатит/ растворимое удобрение, который показал хорошие показатели и положительное влияние на урожайность кукурузы, капусты и стручкового перца в тепличном эксперименте.