Mikroskopbilder eines gesamten Granulats (links) und eines Querschnitts (rechts) eines mit Zn angereicherten ammonisierten Phosphatdüngers. Zink wurde in einer Menge von 1 % hinzugefügt und mit einer Sperrschicht, die SOP oder KMag enthielt, auf den NP-Dünger aufgetragen. Bildnachweis: Journal der Soil Science Society of America (2024). DOI: 10.1002/saj2.20744
Weltweit mangelt es vielen landwirtschaftlich genutzten Böden an dem Nährstoff Zink – obwohl Landwirte mit diesem Element angereicherte Düngemittel verwenden. Dies schränkt die Ernteerträge ein und verringert die Lebensmittelqualität. Schätzungen zufolge konsumiert etwa ein Drittel der Weltbevölkerung zinkarme Lebensmittel, was zu Erkrankungen und Todesfällen in der frühen Kindheit sowie zu Wachstums- und kognitiven Beeinträchtigungen führen kann.
Mithilfe der Canadian Light Source (CLS) an der University of Saskatchewan (USask) untersuchten Forscher der University of Adelaide in Australien, wie sich effizientere, mit Zink angereicherte Düngemittel herstellen lassen. Mit der HXMA-Beamline am CLS konnten die Forscher auf molekularer Ebene untersuchen, was mit der Wasserlöslichkeit von Zink (seiner Fähigkeit, sich in Wasser aufzulösen) geschieht, wenn es Ammoniumphosphatdünger zugesetzt wird.
Die Ergebnisse werden im veröffentlichtZeitschrift der Soil Science Society of America.
„Als wir mit dem Projekt begannen, dachte unsere Gruppe, dass die Art der Zinkverbindung ein guter Indikator für die Löslichkeit eines Düngemittels sein würde“, sagt Rodrigo da Silva von der University of Adelaide.
„Dank der CLS-Beamline konnten wir jedoch verstehen, dass die agronomische Leistung nicht auf der Grundlage der im Düngemittelgranulat vorhandenen Zinkform vorhergesagt werden kann. Stattdessen bestimmt der pH-Wert die Zinklöslichkeit und -verfügbarkeit des Düngemittels für die Nutzpflanzen.“
Dr. da Silva und Kollegen fanden heraus, dass Zink, wenn es einem Phosphatdünger zugesetzt wird, eine Reihe verschiedener Zinkphosphatverbindungen bildet. Allerdings hing seine Löslichkeit nicht mit der relativen Häufigkeit dieser Verbindungen zusammen, sondern mit dem pH-Wert des Düngemittels. Dies bedeutet, dass Zink, das stärker alkalischen Phosphatdüngern wie Diammoniumphosphat zugesetzt wird, eine sehr geringe Löslichkeit und damit eine geringe agronomische Wirksamkeit für die Pflanzenaufnahme aufweist.
Das Team der University of Adelaide fand heraus, dass die Senkung des pH-Werts des Düngemittels durch Besprühen des Granulats mit einer Säurelösung die Löslichkeit und Verfügbarkeit von Zink im Vergleich zu aktuellen kommerziellen Produkten weiter erhöht.
Die Forscher zeigten auch eine zusätzliche Methode zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit von Zn, indem sie eine Barrierebeschichtung auf Düngemittelgranulaten aufbrachten, um das Zink vom Phosphat zu trennen. Sie zeigten, dass Pflanzen, die mit dem Barrieredünger behandelt wurden, mehr Zink aufnehmen.
Die Mosaic Company hat diese beiden neuen Technologien bereits in Zusammenarbeit mit dem Fertilizer Technology Research Centre der University of Adelaide patentieren lassen. Mosaik ist der weltweit führende Hersteller von konzentriertem Phosphat und Kali.
„Es ist von entscheidender Bedeutung, die Zinkdüngungspraktiken zu verbessern, um die Erträge zu maximieren und mehr nahrhafte Lebensmittel zu produzieren“, sagt da Silva. „Diese Forschung kann der Industrie helfen, effizientere Düngemittel herzustellen.“
Weitere Informationen:Rodrigo C. da Silva et al., Zink in ammonisierten Phosphatdüngern: Festphasenspeziation, Löslichkeit und Verwendung von Barrierebeschichtungen zur Verbesserung der Zinkverfügbarkeit,Zeitschrift der Soil Science Society of America(2024). DOI: 10.1002/saj2.20744
Bereitgestellt von Canadian Light Source
Diese Geschichte wurde ursprünglich auf Phys.org veröffentlicht. Abonnieren Sie unseren Newsletter, um die neuesten Nachrichten aus der Wissenschaft und Technik zu erhalten.
