شماره راهنما :
1576 دكتري
عنوان :
كنترل رهش كودهاي نيتروژنه و فسفره با استفاده از پوشش هاي نانوكامپوزيتي
سپيولايت و كيتوزان
گرايش تحصيلي :
علوم خاك -شيمي و حاصلخيزي خاك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، [122]ص.: مصور، جدول؛ نمودار
استاد راهنما :
حسين شريعتمداري
استاد مشاور :
حسين خادمي، مهدي بازرگاني پور
توصيفگر ها :
جذب عناصر غذايي , سپيولايت , عملكرد گياه , فسفر , كيتوزان , كود پوشش دار , نيتروژن
استاد داور :
مهران شيرواني، محسن حميدپور، محمد ديناري
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/03/26
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/03/26
چكيده فارسي :
چكيده استفاده از كودهاي شيميايي براي تأمين نيازهاي غذايي گياه از اركانهاي اصلي توليدات گياهي ميباشد هرچند كوددهي رشد گياهان را افزايش داده و وضعيت تغذيهاي گياه را بهبود ميبخشد اما مصرف بيرويه كودها موجب افزايش نگراني در مورد اثرات نامطلوب بر محيط زيست شدهاست يكي از روشهاي موثر جهت غلبه بر مشكالت مصرف بيرويه كودهاي شيميايي توسعه كودهاي با رهش كنترلشده مي باشد اين پژوهش با هدف بررسي بكارگيري رس سپيواليت و پليمر كيتوزان در ساخت نانوكامپوزيتهاي رس پليمر و مطالعه ويژگيهاي تركيبات حاصله و استفاده از آنها در تهيه كودهاي نيتروژنه و فسفره پوشش دار باتوجه به ويژگيهاي منحصر به فرد رس و پليمر موجود در تركيبات حاصله به منظور افزايش كارايي آزادسازي عناصركودي انجام شد نانوكامپوزيتهاي رس پليمر با نسبتهاي مختلف 1به3 1به2 1به1 2به1 و 3به1 رس سپيواليت به پليمركيتوزان تهيه شدند كه به ترتيب 3 S3C1 S2C1 S1C1 S1C2 S1C نامگذاري شدند بررسي طيف FTIR نانوكامپوريتهاي ساخته شده برهمكنش هاي بسيارمناسب بين رس و پليمر را نشان داد كه به پيوندهاي الكترواستاتيك و هيدروژني بين گروههاي عامل آمين در كيتوزان و سيالنول در سپيواليت مربوط بودند بعداز پوششداركردن كود اوره ميزان آزادسازي نيتروژن در آب ستون شن و خاك در زمانهاي مختلف اندازهگيري شد نتايج درصد آزادسازي تجمعي نيتروژن در آب و ستون شن نشان داد كه افزايش رس سپيواليت در تركيبات پوششي باعث افزايش زمان آزادسازي نيتروژن از گرانولهاي پوششدار شد و از طرفي آزادسازي بيشتر در تيمارهاي حاوي كيتوزان بيشتر را سبب گرديد مكانيسم آزادسازي نيتروژن از گرانولهاي اوره پوششدار پخشيدگي non Fickian بود نتايج آزادسازي نيتروژن در خاك نشان داد كه تيمارهايي داراي پليمر بيشتر داراي نيتروژن باقيمانده بودند اثر كود اوره پوششدار و بدون پوشش بر عملكرد گياه و جذب عناصرغذايي توسط گياه ذرت و مقدار آبشويي نيتروژن از بستر شن گلدان هاي تحت تيمار بررسي شد نتايج نشان دادند كه بيشترين مقدار آبشويي تجمعي نيتروژن مربوط به تيمار S1C3U وكمترين مقدار مربوط به تيمار S3C1U بود عملكرد وزن خشك شاخساره گياهان تيمارشده اوره پوششدار حد واسط تيمار اوره بدون پوشش و گياه شاهد بود با محلول نيم جانسون كامل تغذيه شد در بررسي اثر پوشش نانوكامپوزيتهاي سپيواليت كيتوزان بر كودهاي فسفاته از كودهاي سوپرفسفات و فسفاتآمونيوم استفاده شد كه بعداز پوششداركردن به ترتيب SCSs و SCPs نامگذاري شدند ميزان آزادسازي فسفر از گرانولهاي پوششدار هردو نوع كود در آب ستون شن و خاك انجام شد نتايج آزمايشات آزادسازي نشان دادند مقدار آزادسازي فسفر از تيمارهاي پوششدار بيشتر از تيمار بدون پوشش بود و با افزايش مقدار درصد سپيواليت در نانوكامپوزيتها اين افزايش شديدتر شد گرانولهاي پوششدار و بدون پوشش كودهاي فسفاته در يك خاك آهكي در دورههاي زماني مختلف 01 03 و 09 روز انكوبيت شده و سپس توسط تكنيك XRD براي شناسايي فازهاي تشكيل شده و تغييرات احتمالي فازها بررسي شدند پيك سپيواليت در الگوهاي XRD با افزايش زمان انكوباسيون به تدريج كاهش يافت در الگوهاي XRD فسفاتآمونيومهاي پوششدار پيكهاي كاني استروايت 752 4 و 106 5 آنگستروم مشاهده شد كه مي تواند به دليل وجود سپيواليت در ساختار نانوكامپوزيت پوششي باشد مطالعات EDX بر روي مقطع عرضي گرانولهاي كودي پوششدار و بدون پوشش و مقايسه آنها باهم نشان داد كه غلظت فسفر در گرانول بدون پوشش بيشتر از گرانول پوششدار است همچنين غلظت منيزيم در ناحيه پوششي گرانولهاي پوششدار بيشتر بود كه دليل آن وجود سپيواليت است در آزمايش گلخانهاي بيشترين مقدار آبشويي تجمعي فسفر از گرانولهاي سوپرفسفات پوششدار مربوط به دو تيمار S3C1S و S2C1S و كمترين مقدار مربوط به تيمار S1C3S بود در گياهان تحت تيمار با گرانولهاي فسفاتآمونيوم تيمار S3C1P بيشترين مقدار جذب فسفر را نشان داد و تيمارهاي S1C2P و S1C3P كمترين مقدار جذب فسفر را داشتند به طور كلي با درنظرگرفتن نتايج آزمايشات و بررسيهاي گوناگون صورت گرفته كود اوره پوششدار با نانوكامپوزيتهاي سپيواليت كيتوزان را ميتوان يك كود اوره آهستهرهش دانست همچنين كودهاي فسفره پوششدار شده با اين نانوكامپوزيتها سبب افزايش آزادسازي و قابليت دسترسي بهتر فسفر ميشوند كلمات كليدي جذب عناصرغذايي سپيواليت عملكردگياه فسفر كيتوزان كود پوششدار نيتروژن 51
چكيده انگليسي :
Release control of nitrogen and phosphorus fertilizers using sepiolite chitosan nanocomposite coatings Abstract Sepiolte chitosan nanocomposites constitute promising support materials for preparation of coated fertilizers Sepiolite and chitosan were used to form nanocomposites with different clay mineral polymer ratios The nanocomposites were characterized using several techniques including Fourier Transform Infrared FTIR X ray diffraction XRD Scanning Electron Microscopy SEM and Brunauer Emmett Teller BET specific surface area measurement The FTIR examination revealed that functional groups related to chitosan interacted with sepiolite The XRD pattern of nanocomposites showed the sharp peak of sepiolite in all samples The BET measurements showed the introduced clay mineral caused the higher specific surface area in nanocomposites that might increase the path length for water infiltration of the fertilizer coating To improve the use efficiency of fertilizer and to reduce the rate of nitrogen release a coated urea was prepared using clay polymer nanocomposites The nitrogen release was examined in sand column showing that 75 of nitrogen content of coated urea released in about 25 d much longer than that of urea 3 d The rate of release of nitrogen was reduced by increasing the proportion of sepiolite in the clay polymer nanocomposites The release mechanism of coated urea was evaluated and the results showed the mechanism was not Fickian diffusion but anomalous diffusion The plant yield and nutrient uptake was studied under greenhouse conditions using Zea mays corn as the test plant The results showed that the coated urea improved plant yield and nutrient uptake relative to uncoated urea In this study we also evaluated the effect of coated phosphate fertilizer to increase the phosphorus availability and plant uptake The P release was considered in the leachate collected from each planted pot The highest concentration of P in leachates was related to treatments with higher sepiolite ratios It was observed that the available phosphorus in coating treatments were generally higher than the uncoated fertilizer that might increase the plant s P uptake To investigate the effect of coating on the P release and diffusion from the fertilizer granule in a calcareous soil an incubation experiment was carried out EDX analyses showed the release of phosphorus of the coated fertilizer was more facilitated than the uncoated one Also the formation of struvite in a calcareous soil was evaluated in 3 incubation periods by XRD technique The XRD patterns showed the peaks of struvite while the reflection peak of sepiolite disappeared gradually with increasing incubation time that could be explained by transformation of this mineral to struvite as well as some amorphous fibrous silica Key words Chitosan Coated fertilizer Nitrogen Nutrient uptake Phosphorus Plant yield Sepiolite 117
استاد راهنما :
حسين شريعتمداري
استاد مشاور :
حسين خادمي، مهدي بازرگاني پور
استاد داور :
مهران شيرواني، محسن حميدپور، محمد ديناري
