آیا معجزه کودهای رهش کنترل را می دانید ؟؟؟ آیا ویژگی های کودهای رهش کنترل را می دانید !!!! در صنایع کشاورزی ، کودها به منظور افزایش بازده محصولات کشاورزی با یک چالش دائمی روبرو هستند . کودهای شیمیائی با هرترکیبی که باشند نمی توانند از بازدهی صد درصد برخوردار باشند. این واقعیت گریزناپـذیر مخـصوصا درمورد کودهای ازته مصداق کامل دارد. ازسه ماده مغذی اصلی مورد نیاز گیاهان ، نیتروژن سریعتر خاک را ترک می کند. مقدارکل ازتی که درجریان مصرف کودهای ازته ازدست می رود بین ۳۰ تـا ۵۰ درصـد تخمین زده می شود
Controlled release fertilizer = C R F
در صنایع کشاورزی ، کودها به منظور افزایش بازده محصولات کشاورزی با یک چالش دائمی روبرو هستند . کودهای شیمیائی با هرترکیبی که باشند نمی توانند از بازدهی صد درصد برخوردار باشند. این واقعیت گریزناپـذیر مخـصوصا درمورد کودهای ازته مصداق کامل دارد. ازسه ماده مغذی اصلی مورد نیاز گیاهان ، نیتروژن سریعتر خاک را ترک می کند. مقدارکل ازتی که درجریان مصرف کودهای ازته ازدست می رود بین ۳۰ تـا ۵۰ درصـد تخمین زده می شود . البته ازدست دادن این مقدار ازکود نه تنها باعث اتلاف هزینه می شود بلکه بخاطر نیاز گیاه باید کود بیش تری مصرف کرد و این کار مستلزم صرف هزینه های کارگری بیشتر و مصرف بیش از اندازه کود می شود که به هیچ وجه مطلوب نبوده و به محصول و محیط زیست ( آلودگی خاک و منابع زیر زمینی آب ) نیز آسیب جدی می رساند . بدین منظور ، تلاش هایی برای بهبود کودهای شیمیایی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته اند ، صورت گرفته است و همچنین کودهای جدیدی نیز مورد بررسی قرار گرفته اند . یکی از راه های جلوگیری از این پدیده استفاده از کودهای کند رها یا کنترل رهش می باشد.
در اواسط قرن نوزدهم ، دانشمندان آلمانی و انگلیسی ، ایده استفاده از موادی که به سختی در آب محلول بوده و موجب آزادسازی تدریجی ماده مغذی در خاک می گردد را ارائه دادند . این اقدام نهایتا منجر به جلوگیری از اتلاف سریع مواد مغذی کودهای شیمیایی مخصوصا ترکیبات نیتروژنه گردید . رهش کنترل شده یکی از روش های بسیار مهم در تامین مقدار ماده مورد نیاز در زمان خواسته شده در زمینه های مختلف مانند کشاورزی ، داروسازی و غیره می باشد . کودهای کنترل رهش معمولا با استفاده از روش پوشش دهی تهیه شده و از طریق ایجاد یک مانع فیزیکی ، سبب کاهش سرعت حلالیت کودهای محلول در آب می شوند . تاکنون روش های مختلفی برای تولید این نوع کودها ارائه شده است که رایج ترین و مناسب ترین آن ها روش پوشش دادن کود به روش فیزیکی ( مانند بستر سیال ) با پوشش های مختلفی نظیر گوگرد و پلیمرها می باشد .
۱ – روش شیمیایی ۲ – روش فیزیکی
در این روش در طی یک فرآیند شیمیایی از ترکیب دو یا چند ماده کود تولید می شود که معروفترین آن ها عبارتند از : اوره فرم ( Ureaform )، ایزوبوتیلیدن دی اوره ( Diurea Isobutyliden ) و اکسامید .( Oxamide )
در این روش کودهای ازته ( و یا کودهای مخلوط ) با یک ترکیب مقاوم در مقابل آب مثل گوگرد و یا انواع پلیمرهـا و واکـس ها
بصورت فیزیکی پوشش داده می شوند . این نوع کودها به تدریج در خاک تجزیه و ماده مغذی به مرور آزاد می شود . در واقع در این روش مواد مغذی مثل اوره با یک ماده کم محلول ( Substances Solubility Low ) پوشش داده می شوند و نفـوذ آب بـه داخـل گرانول های کود را محدود و کنترل نموده و لذا میزان آزادسازی ماده مغذی کود از درون گرانول به خارج از آن کنترل مـی شـود . در هر دو روش شیمیایی و فیزیکی ، تنظیم ازت موجود درخاک تا سطحی که مورد نیاز گیاه باشد ، مدنظر بوده و به ایـن طریـق از تلفات مواد غذایی در خاک جلوگیری می شود . امروزه تحقیقاتی که به منظور ساخت کودهای آهـسته رهـش صـورت مـی پـذیرد بیشتر معطوف به ساخت کود های آهسته رهش فیزیکی ( نوع پوشش دار ) است .
مسئله توجه به کودهای پوشش دار در نتیجه مطلوب بودن اقتصاد تولید آن ها و انعطاف بیشتر درکنترل آزادسازی نیتـروژن مغـذی آنها بوده است . موادی که در پوشش دادن کودهای جامد استفاده می شوند متنوع می باشند . برخی از این مواد عبارتند از :
۱ – آسفالت ها ۲ – قطران ذغال سنگ ۳ – صمغ گیاهی ۴ – لاتکس ها ۵ – روغن ها ۶ – پارافین ها ۷ – واکس ها ۸ -رزین های اکریلیک و اپوکسی ۹ – پلی الفین ها ۱۰ – پلی وپنیل کلراید ۱۱ – پلی استایرین ۱۲ – اوره فرم آلدئید ها ۱۳ – وینیل استات ۱۴- پلی یورتان ۱۵- گوگرد و ….. که از این مواد به صورت منفرد و یا ترکیبی در تهیه پوشش استفاده می شود .
شرح ساختار کودهای آهسته رهش تولید شده به روش فیزیکی : کودهای رهش کنترل دارای یک پوشش قابل انعطاف در اطراف خودشان هستند که با اضمحلال این پوشش در اطراف خود بمرور عنصر یا عناصر موجود در کود به داخل خاک و محیط رایزوسفر رهایی می یابد . جداره خارجی کودهای آهسته رهش یا به عبارت صحیح تر کنترل رهش را باید موادی غیر قابل حل در آب تشکیل بدهند و داخل این پوشش یا Coat را عنصر یا عناصری تشکیل دهند که به مقدار قابل توجهی دارای قابلیت حلالیت در آب باشند . معمولا جدار خارجی کودهای آهسته رهش مملو از سوراخ است و عناصر بتدریج از این سوراخ ها به داخل خاک نفوذ می یابند . تحقیقات و بودجه های نسبتا زیادی صرف توسعه و اختراع پوشش های موثر در ارتباط با کودهای آهسته رهش شده است و برای Coating یا پوشش کودها مواد مختلف از جنس های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است.
دو نمونه معمول Coating در کودهای آهسته رهش مواد گوگردی (Sulfure ) و مواد پلیمری ( Plolymers ) هستند.
۱٫کودهای کنترل رهش با پوشش گوگردی : گوگرد عنصری فراوان و ارزان است. فراوانترین و معروفترین کود آهسته رهش با پوشش گوگردی ، کود SCU یا کود اوره با پوشش گوگردی است . در این کود ، اوره در داخل یک ورقه نازک از گوگرد که دارای سوراخ های میکروسکوپی است ، قرار می گیرد . ضخامت لایه گوگرد و کیفیت آن در کارایی یک کود اوره SCU اهمیت اساسی دارد . بمحض تماس مولکول های آب با پوشش گوگرد ، مقدار لازم و مکفی اوره به داخل محیط ریشه آزاد خواهد شد . اهمیت این دسته از کودهای اوره تدریجی بودن آزاد شدن در خاک و بنابراین صرفه جویی در هزینه و همچنین آسیب کمتر به ریشه ها است . اوره از کودهایی است که عموما مورد استفاده قرار می گیرد . به علت حلالیت بالای آن در آب به راحتی نیتروژن اضافی وارد خاک می شود . در اثر مصرف بیرویه نیتروژن مشکلات فراوانی به وجود می آید . از جمله این مشکلات می توان به مواردی مانند : آلودگی آب های زیر زمینی ، جذب نیتروژن بیش از حد نیاز توسط بعضی گیاهان که خوردن اینگونه گیاهان باعث بیماری می شود . و کاهش بازده محصول در اثر اضافی نیتروژن موجود در آب کشاورزی .
کود اوره با پوشش گوگردی
اصولا نیتروژن به فرم های مختلف و به بیان دیگر در فرمول های مختلفی وجود دارند که گیاه می تواند از برخی از آنان با سرعت بیشتری نسبت به انواع دیگر استفاده کرد . مثلا نیتروژن موجود در کودهای اوره ، اول باید به فرم نیترات در آید و بعد جذب گیاه شود که این مسئله زمان بر است . بنابراین نه تنها روند مصرف این نوع کود آهسته هست بلکه تحت شرایط و با روش هایی می توان آن را آهسته تر نیز کرد .
– جلوگیری از تجمع ازت در گیاه
– کاهش چشمگیر مصرف اوره
– کاهش دفعات کود دهی
– صرفه جویی در هزینه ها
– بهبود و اصلاح خاک
– تغذیه همزمان با دو عنصر گوگرد و اوره
– افزایش مقاومت کود در مقابل شستشو
– افزایش دسترسی گیاه به نیتروژن
– کاهش احتمال سوختگی گیاه ناشی از ازدیاد مصرف کود
– امکان تغذیه تدریجی گیاه تا چند هفته
– افزایش تحمل گیاه در مقابل کم آبی
– جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی
– جلوگیری از شیوع بیماری های قارچی
– کاهش PH خاک
این دسته از کودها بعد از کودهای دارای پوشش گوگردی معرفی شدند و از تکنولوژی بالاتری برخوردار هستند . Coating این دسته از کودها ماندگاری و کارایی بیشتری در مقایسه با پوشش گوگردی دارند . از نظر ماندگاری در نباتات و همچنین کارایی بالاتر از کودهای آهسته رهش با پوشش گوگردی می باشند . ازنظر کارایی در تغذیه نباتات و همچنین ماندگاری و تجزیه کمتر در محیط ، کودهای آهسته رهش با پوشش پلیمری برتری کاملی نسبت به کودهای با پوشش گوگردی دارند.
کود آهسته رهش با پوشش پلیمری
این کودها دارای یک غشای نیمه نفوذپذیر بسیار ظریف هستند که به مرور مواد را داخل خاک آزاد می کنند . پلیمرهای کودهای آهسته رهش با پوشش پلیمری می توانند از جنس های مختلفی از جمله رزین و پلی اوره تان ، باشد . ماندگاری کودهای با پوشش پلیمری رزینی در خاک از ۳ تا ۶ ماه متغیر می باشد . معمولا مکانیسم آزادسازی کودهای با پوشش پلیمری بصورت تغییر در فشار اسمزی در درون کود و محیط اطراف ریشه گیاهان فهمیده می شود . وجود آب و تغییرات فشار اسمزی در اطراف Coating موجب انتقال عنصر موجود در کود به داخل خاک خواهد شد . با هر بار آبیاری سوراخ ها یا pors های موجود در Coting گشادتر شده و مقدار بیشتری از ماده غذایی در خاک آزاد خواهد شد.
مکانیسم آزادسازی مواد از داخل ذرات گرانوله کودهای آهسته رهش
نکته : متاسفانه میزان دما بر افزایش قطر سوراخ تاثیر مستقیم گذاشته و هر چه دما بالاتر رود به قطر سوراخ ها اضافه شده و مقدار بیشتری از کود در خاک آزاد خواهد شد . تحقیقات گسترده ای در دنیا برای رفع این مشکل در حال انجام است.
کودهای کنترل رهش کودهای ویژه ای هستند که سرعت آزاد شدن آن ها قابل تنظیم و تابعی از دوره زندگی گیاه است . این نوع کودها علاوه بر اینکه توانایی کنترل سرعت رهش مواد مغذی را دارند ، می توانند کنترلی بر الگوی رهش مواد مغذی داشته باشند . این نوع کودها با قابلیت تنظیم سرعت انحلال این امکان را ایجاد می کنند که برای هر گیاه از کودی با سرعت انحلال متناسب با نیاز آن استفاده شود . بنابراین در یک دوره زمانی مشخص ، تاثیر عوامل مضر را به حداقل رسانیده و بازده استفاده از آن را افزایش می دهند . در سیستم های رهش کنترل شده آزاد شدن مواد تحت تاثیر محیط نبوده و آزاد سازی آن ها به وسیله طراحی سیستم کنترل می شود . از مزایای سیستم های کنترل رهش می توان به غلظت آزاد سازی یکنواخت از ماده مغذی ، مصرف بهینه ماده مغذی ، انتقال و آزاد سازی در محل مورد نظر و میزان مصرف دورهای کمتر و در نتیجه آلودگی کمتر اشاره نمود . هر چند که تاکنون به دلیل هزینه بالای تولید ، مصرف کودهای کند رها محدود به کشورها و مصارف خاص شده است ، با این حال این کودها به دلیل مزایای فراوانی که دارند همواره مورد توجه قرار گرفته و همین امر باعث افزایش سرمایه گذاری ها برای بهینه سازی و توسعه و ساخت این قبیل کودها شده است .
مدل های مختلفی جهت پیش بینی الگوی رهش اوره از کودهای کنترل رهش ارائه شده اند . هیگوچی اولین مدل را برای پیش بینی رهش جزء فعال از سیستم کنترل رهش که به روش ماتریس تهیه شده ، ارائه داد . سینکلیر وپپاس مدل توانی را برای الگوی رهش جزء فعال در سیستم هایی که مکانیسم نفوذ بر آن حاکم است ارائه دادند . از دیگر مدل های مهمی که در این رابطه بکار می رود میتوان به مدل شوارتز اصلاح شده و مدل هیپربولیک اصلاح شده اشاره نمود.
هدف از استفاده از کودهای کند رها ، آزادسازی کنترل شده مواد غذایی مورد نیاز گیاه است به گونه ای که از یک سو کارایی و اثر بخشی آن ها بر روی محصول به حداکثر برسد و از سوی دیگر اثرات منفی ناشی از استفاده مقادیر بالای کود به حداقل برسد . به همین دلیل کود های کند رها را می توان به عنوان کودهای ایده آل در نظر گرفت که این نیازمندی ها را تا حد زیادی برآورده می کنند . به هر حال کودهای آهسته رهش و کنترل رهش و پایدارکننده می توانند بازده مواد مغذی را بهبود ببخشند و تاثیر منفی بر روی محیط را کاهش دهند . باید در نظر داشت که مشکلات مربوط به زمین و محصولات با استفاده از این نوع خاص از کودها ، نمی تواند کاملا خنثی شود . با استفاده از کودهای کند رها ، آزادسازی نیتروژن در کود به صورت تدریجی و پیوسته و کنترل شده انجام می شود.
۱- کودهای آهسته رهش
این نوع کودها تاخیر در آزادسازی مواد مغذی ایجاد میکنند. این نوع کودها به آسانی آزاد می شوند و سرعت آزاد شدن آنها کنترل شده نیست .
۲- کودهای کنترل رهش
برخلاف کودهای آهسته رهش ، کودهای کنترل رهش کودهای ویژه ای هستند که سرعت آزاد شدن آن ها قابل تنظیم و تابعی از دوره زندگی گیاه است . این نوع کودها علاوه بر اینکه توانایی کنترل سرعت رهش مواد مغذی را دارند ، می توانند کنترلی بر الگوی رهش مواد مغذی داشته باشند . این نوع کودها با قابلیت تنظیم سرعت انحلال این امکان را ایجاد می کنند که برای هر گیاه از کودی با سرعت انحلال متناسب با نیاز آن استفاده شود . بنابراین در یک دوره زمانی مشخص ، تاثیر عوامل مضر را به حداقل رسانیده و بازده استفاده از آن را افزایش می دهند.
برای آشنایی با مکانیسم کودهای کند رها به مفهوم دو واژه W.I.N و W.S.N می پردازیم .
W.I.N = Water insoluble nitrogen یعنی فرم نیتروژن این کود به شکلی است که به دلیل فرمول به شکل تدریجی و آهسته تر مورد استفاده قرار می گیرد.
W.S.N = Water soluble nitrogen این علامت به این معنی است که فرم نیتروژن موجود در این کود به راحتی در آب حل شده و قابل استفاده برای گیاه است . مثلا فرم نیتروژن به شکل نیترات با سرعت قابل قبولی برای گیاهان قابل استفاده شده است زیرا نیترات به خوبی در آب حل شده و با سرعت قابل قبولی برای گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد.
ماخذ : مسعودی فر، س. اصالح شیمیایی لیگنین با اسید اگزالیک جهت استفاده به عنوان پوشش برای تولید کود کنترل رهش اوره. پایان نامه. دانشگاه رازی. خرداد ۱۳۹۱٫
جمالیزاده، م . کودهای کنترل رهش Controlled-release fertilizer و قابلیت استفاده از آن ها در باغات پسته ایران .
اخلاقی ، ک. فرمولاسیون و ساخت سیلنت مناسب جهت استفاده در فرآیند تولید کود اوره با پوشش گوگردی . اولین کنفرانس پتروشیمی ایران.
گرد آورنده : سپیده مدنی – کارشناس ارشد بیماری شناسی از گروه کشاورزی اف اس پی مارکت
پیشنهاد ما به شما:
دیدگاهتان را بنویسید