nanoتولید محصولی فناور به نام «کود ترکیبی نانو زئولیت به همراه نانو هیدروکسی آپاتیت» حاصل پایان‌نامه‌ای است که می‌تواند دگرگونی‌های زیادی در حوزه کشاورزی به وجود آورد.

گروه استان‌های خبرگزاری آنا - داوود دهقانی محمودآباد؛ محصول فناور «کود ترکیبی نانو زئولیت به همراه نانو هیدروکسی آپاتیت» به‌عنوان یکی از محصولات پایان‌نامه‌‌ای مهر سال جاری با حمایت و پشتیبانی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مبارکه - مجلسی در دوازدهمین نمایشگاه فناوری نانو در محل نمایشگاه‌های بین‌المللی تهران به نمایش درآمد.

این محصول فناور حاصل پایان‌نامه دکتری تحقیقاتی آزاده میخک  بوده و مقالاتی از آن در مجله‌های (Plant nutrition) و (Industerial crops and products) چاپ و ثبت اختراع شده است که در صورت حمایت می‌تواند دگرگونی‌های زیادی در حوزه کشاورزی به وجود بیاورد.

وقتی خاک نقاطی از کشور آهکی باشد و از سوی دیگر در آن منطقه مقدار فسفر قابل دسترس کم  باشد به آن معناست که در حوزه کشاورزی با نیازهایی مواجه هستیم. این نیاز باعث شده تا آزاده میخک با تحقیق در مورد یک نوع کود به نام (نانو زئولیت هیدروکسی آپاتیت) در مرکز تحقیقات کشاورزی اصفهان، پایان‌نامه دکتری خود را در این‌باره بنویسد.

میخک که دکتری شیمی و حاصلخیزی خاک از دانشگاه لرستان دارد، تحقیقات پایان‌نامه خود را بر روی (کود نانو زئولیت هیدروکس آپاتیت) قرار داده است.

وی در گفتگو با خبرنگار گروه استان‌های خبرگزاری آنا درباره طرح تحقیقاتی و پایان‌نامه دکتری خود اظهار می‌کند: «از آنجایی که خاک‌های کشور ما آهکی است و در این نوع خاک‌ها جذب فسفر توسط گیاه خیلی پایین است و برای اینکه قابلیت انحلال فسفر در خاک را زیاد کنیم از ترکیب زئولیت اشباع با آمونیوم به همراه یک ترکیب فسفره استفاده کردیم.»

میخک می‌افزاید: «زئولیت اشباع با آمونیوم، کلسیم موجود در کودهای فسفره و خاک را می‌گیرد و آمونیوم را جایگزینش می‌کند و کلسیم را که می‌گیرد، باعث می‌شود ترکیبات فسفره قابلیت انحلال پیدا کنند.»

این محقق که دو اختراع دیگر در زمینه نانو و تسویه‌ آب در کارنامه خود دارد، یادآور می‌شود: «علاوه بر اینکه این کود یک نوع کود نانو فسفره است، می‌تواند تأمین سایر عناصر نیتروژن سولفات و فسفر را نیز انجام دهد به همین دلیل آن‌را کود چندمنظوره می‌نامیم که می‌تواند این عناصر را به‌تدریج در اختیار گیاه قرار دهد.»

میخک دلیل اشباع زئولیت با سولفات آمونیوم را یادآور می‌شود و اظهار می‌کند: «استفاده از زئولیت اشباع با آمونیوم به این دلیل بود که علاوه بر واکنش شیمیایی و جایگزینی که با آمونیوم انجام می‌دهد و اینکه از لحاظ فیزیکی در خاک نیز کاربرد دارد، شرایط اسیدی را در محیط ریشه ایجاد می‌کند.»

زئولیت آب‌وهوا را بهتر در خود نگهداری می‌کند

وی با توجه به شکل ظاهری زئولیت می‌گوید: «زئولیت به‌دلیل ظاهر متخلخلی که دارد، باعث می‌شود که آب‌وهوا را بهتر در خود نگهداری کند و در جاهایی که رطوبت خاک کم است، به‌ویژه در کشور ما که با مشکل کم‌آبی مواجه هستیم، زئولیت را اگر در خاک به کار ببریم، باعث نگهداری رطوبت در آن می‌شود، وقتی‌که رطوبت در خاک باشد، ظرفیت جذب عنصر فسفر در آن بالا می‌رود.» 

استفاده از کود ترکیبی نانو زئولیت برای تمام گیاهان

فارغ‌التحصیل دکتری دانشگاه لرستان با بیان اینکه این کود موضوع پایان‌نامه دکتری بوده است به آنا می‌گوید: «آزمایش این کود را در گلخانه بر روی گیاه بابونه انجام دادم؛ اما مختص گیاه خاصی نیست و می‌توان برای تمام گیاهان استفاده کرد.»

به گفته میخک، این کود شامل دو بخش کاملاً مجزا شامل نانو هیدروکسی آپاتیت و زئولیت بوده که نانو هیدروکسی آپاتیت آن به روش شیمیایی سنتز کرده است.

کود ترکیبی نانو زئولیت حلالیت فسفر را در خاک افزایش می‌دهد

وی با بیان اینکه برای رفع کمبود فسفر و یا برای افزایش حلال فسفر در خاک از این کود استفاده کردیم، اظهار می‌کند: «تفاوت این کود با سایر کودها به‌دلیل وجود نانو هیدروکسی آپاتیت است که حلالیت فسفر را در خاک افزایش می‌دهد و عناصر غذایی از هیدروکسی آپاتیت تدریجاً آزاد می‌شود و در اختیار گیاه قرار می‌گیرد.»

این فارغ‌التحصیل دکتری با تشریح کارکرد زئولیت در این کود یادآور می‌شود: «بخش زئولیت که آلومینیوم سیلیکات است با ساختار بلوری باعث می‌شود عناصر غذایی در حفره‌ها بماند و از لحاظ فیزیکی به‌دلیل ساختمان بلور مانندش همان‌طور که پیش‌ازاین ذکر آن رفت، باعث حفظ رطوبت در خاک می‌شود و از آنجایی که افزایش حلالیت فسفر مدنظر است با جایگزینی کلسیم، خاک به‌ جای آمونیوم، کودهای فسفره را می‌گیرد و از تشکیل رسوب فسفات کلسیم جلوگیری می‌‌شود و به‌واسطه همین است که حلالیت فسفر بالا می‌رود.»

میخک می‌افزاید: «در خاک‌های کشاورزی ما که آهکی هستند و PH (اسیدیته خاک) آن بالاست با مشکل رسوب فسفر مواجه هستیم و برای همین زئولیتی را در این ترکیب به‌کار بردیم و نخست با یک ماده اسیدزا(سولفات آمونیوم) اشباع و بعد استفاده کردیم.» 

به گزارش آنا، PH خاک به‌طور مستقیم و یا غیرمستقیم رشد گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مهم‌ترین نقش PH خاک کنترل حلالیت عناصر غذایی در خاک است به عبارت دیگر قابلیت جذب عناصر غذایی وابستگی زیادی به PH خاک دارد.

استفاده از کود نانو زئولیت در مقیاس آزمایشگاهی موفقیت‌آمیز بوده و اگر کشاورزی از این کود استفاده کند و خروجی موفقیت‌آمیزی داشته باشد، می‌توان تولید انبوه آن را آغاز کرد

اسیدی‌شدن ریشه باعث جذب بهتر فسفر می‌شود

وی با ذکر اینکه چرا ابتدا زئولیت را با یک ماده اسید‌زا اشباع کرده می‌گوید: «این کار به این دلیل بوده که سولفات آمونیوم اشباع‌شده خاصیت اسیدزایی دارد و ریشه را اسیدی می‌کند و این اسیدی‌شدن باعث جذب بهتر فسفر می‌شود. در تحقیقات گذشته از سنگ فسفات و یا از زئولیت به‌تنهایی استفاده کرده‌ و در هیچ‌کدام از آنها از ترکیبات نانویی استفاده نکرده‌اند.

میخک اظهار می‌کند: «ممکن است این پرسش پیش بیاید که چرا کودهای نانو در مقایسه با کودهای رایج جذب بالاتری دارد که در پاسخ باید گفت، مواد نانو سطح ویژه بالاتری دارند و سطح ذراتی که به خاک واکنش می‌دهند، توسط خاک بیشتر است و با مقدار خیلی کمتر در مقایسه با فرم کودهای رایج، اگر در خاک قرار گیرد، همان جذب مشابه را دارد و آلودگی محیط زیستی آن کمتر می‌شود و اجزای تشکیل‌دهنده این کود هیچ‌گونه آلودگی زیست‌محیطی ندارد.»

وی می‌افزاید: «درست است که کود سوپر فسفات، اسید‌زایی دارد؛ اما قدرت اسیدزایی آن جزئی است و نیاز داریم که PH خاک را اسیدی کنیم، چون‌که بیشترین جذب فسفر در خاک PH خنثی تا مقداری اسیدی است به همین دلیل خاک‌های آهکی قدرت جذبش را ندارد و برای همین به‌منظور اشباع  زئولیت  از سولفات آمونیوم استفاده می‌کنیم.»

در طرح تحقیق‌مان از سولفات آمونیوم استفاده کردیم

این محقق علوم شیمی در بیان تفاوت‌های این کود با سایر کودها خاطرنشان می‌کند: «در تحقیقات گذشته هر موقع می‌خواستند زئولیت را اشباع کنند با محلول‌هایی مانند نیترات آمونیوم یا کلرید آمونیوم بوده درصورتی‌ که در طرح تحقیق‌مان از سولفات آمونیوم استفاده کردیم که این مورد نیز یکی از تفاوت‌های این کود با سایر کودهاست.»

میخک درباره استفاده از این کود در کشورهای دیگر به آنا می‌گوید: « این کود در کشورهای دیگر کارایی زیادی ندارد؛ اما در کشور ما به‌دلیل نوع خاک و PH قلیایی که دارد، می‌تواند مؤثر باشد. نانوهیدروکسی آپاتیت خود خاصیت اسیدی دارد و باید از یک‌ ترکیب دیگری در کنار این کود استفاده می‌کردیم که PH را بیشتر اسیدی می‌کرد و نانو زئولیت اشباع با سولفات آمونیوم را استفاده کردیم.»

به گفته وی استفاده از این کود در مقیاس آزمایشگاهی موفقیت‌آمیز بوده و اگر کشاورزی از این کود استفاده کند و خروجی موفقیت‌آمیزی داشته باشد، می‌توان تولید انبوه آن را آغاز کرد.

این محقق تأکید می‌کند: «وقتی محصولی کاربردی باشد، باید حمایت‌کننده‌هایی باشند. نباید این محصولات را به حال خود رها کرد و با توجه به جنس خاک و کمبود آبی که در صنعت کشاورزی ایران وجود دارد، این محصول می‌تواند به نگهداری رطوبت کمک کند و این ترکیب خوبی برای کشاورزی است.»