นักวิจัยหันไปหาลูกปัดแก้วเพื่อผลิตปุ๋ยที่เข้ากันได้กับสิ่งแวดล้อม เครดิต: ACS การเกษตรวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2025, ดอย: 10.1021/acsagscitech.4c00243
ปุ๋ยการเกษตรมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการให้อาหารแก่ประชากรโลกฟื้นฟูความอุดมสมบูรณ์ของดินและพืชที่ยั่งยืน การใช้ทรัพยากรเหล่านั้นมากเกินไปและไม่มีประสิทธิภาพสามารถนำเสนอภัยคุกคามด้านสิ่งแวดล้อมการปนเปื้อนทางน้ำและการสร้างก๊าซเรือนกระจกเช่นไนตรัสออกไซด์ ตอนนี้นักวิจัยรายงานในวิทยาศาสตร์การเกษตรและเทคโนโลยี ACSได้กล่าวถึงความท้าทายเหล่านั้นด้วยลูกปัดปุ๋ยแก้ว ลูกปัดควบคุมการปลดปล่อยสารอาหารและนักวิจัยกล่าวว่ามันเข้ากันได้กับสิ่งแวดล้อม
“ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าปุ๋ยแก้วสามารถปรับให้เหมาะกับความต้องการของพืชอย่างช้าๆและปล่อยสารอาหารอย่างยั่งยืนเพื่อเพิ่มผลผลิตโดยไม่ทำอันตรายต่อคุณภาพของดิน” Danilo Manzani ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว
เมื่อเวลาผ่านไปการใช้สารเคมีทางการเกษตรเพิ่มขึ้น ในปี 2020 องค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติคาดว่าความต้องการปุ๋ยทั่วโลกจะเกินกว่า 200 ล้านเมตริกตัน ปุ๋ยประกอบด้วยไนโตรเจนฟอสฟอรัสและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ต่ำกว่าเช่นแคลเซียม น่าเสียดายที่ประโยชน์ของสารอาหารเหล่านี้จะหายไปจากการชะล้างเข้าไปในน้ำใต้ดินและการปล่อยมลพิษในอากาศทำให้จำเป็นต้องใช้ซ้ำบ่อยครั้งและสร้างปัญหาสิ่งแวดล้อมดาวน์สตรีมเช่นบุปผาสาหร่ายพิษ ทางออกที่เป็นไปได้อาจมาจากลูกปัดแก้วเล็ก ๆ ที่นักวิจัยก่อนหน้านี้ใช้ในการปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืช เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการส่งสารอาหาร Manzani, Eduardo Ferreira และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาปุ๋ยแก้วที่ละลายน้ำได้หลายส่วนที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมสารอาหาร
นักวิจัยสังเคราะห์แก้วประกอบด้วยไมโครและสารอาหารหลักหลายชนิดเช่นฟอสฟอรัสโพแทสเซียมและแคลเซียม พวกมันก้มแก้วให้เล็ก (น้อยกว่า 0. กว้าง 85 มิลลิเมตร) และขนาดใหญ่ (0. 85 ถึง 2 มิลลิเมตรกว้าง) อนุภาค ในการทดสอบเบื้องต้นอนุภาคถูกเพิ่มเข้าไปในน้ำหรือสารละลายบัฟเฟอร์ที่เลียนแบบสภาพดิน พวกเขาพบว่าสารอาหารแต่ละชนิดที่ปล่อยออกมาจากอนุภาคแก้วทั้งสองขนาดและกระจายเข้าไปในสารละลายอย่างต่อเนื่องนานกว่า 100 ชั่วโมงด้วยความผันผวนเล็กน้อย
จากนั้นพวกเขาใช้สารละลายสารอาหารหรือเม็ดแก้วในปริมาณที่แตกต่างกันกับดินที่มีหญ้าด้วยสนามหญ้าและหญ้าแฟร์เวย์ทั่วไปและพวกเขาเปรียบเทียบการเจริญเติบโตของพืชในการรักษาทั้งสอง สารละลายสารอาหารซึ่งถูกนำไปใช้เพียงครั้งเดียวกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชทันที แต่ผลกระทบจะลดลงอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้ปุ๋ยแก้วเพียงครั้งเดียวทำให้การเจริญเติบโตของพืชอย่างต่อเนื่องโดยไม่คำนึงถึงขนาดของอนุภาคแม้ว่าการเจริญเติบโตโดยรวมขึ้นอยู่กับปริมาณลูกปัด
Manzani, Ferreira และเพื่อนร่วมงานยังตรวจสอบความเป็นพิษต่อระบบนิเวศที่เป็นไปได้ของปุ๋ยแก้วโดยการเปิดเผยผักกาดหอมและเมล็ดหัวหอมไปยังลูกปัด เมล็ดที่สัมผัสกับปุ๋ยแก้วมีอัตราการงอกและสุขภาพของเซลล์เท่ากันกับที่ไม่เคยสัมผัสหรือได้รับการรักษาด้วยสารอาหารที่ละลายน้ำได้ นักวิจัยกล่าวว่าผลลัพธ์เหล่านี้บ่งบอกถึงทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนสำหรับปุ๋ยทั่วไปที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมลดลง
