研究者は、環境に互換性のある持続的なリリース肥料を生産するためにガラスビーズに目を向けました。クレジット：ACS Agricultural Science＆Technology、2025、doi：10.1021/acsagscitech.4C00243
農業肥料は、世界の人口に供給し、土壌の肥沃度を回復し、作物を維持するために重要です。これらのリソースを過度に非効率的に使用すると、環境の脅威、水路の汚染、亜酸化窒素などの温室効果ガスの生成が発生する可能性があります。今、研究者が報告していますACS Agricultural Science＆Technologyガラス肥料ビーズでこれらの課題に対処しました。ビーズは栄養の放出を制御し、研究者はそれらが環境に互換性があると言います。
「結果は、ガラス肥料が植物のニーズに合わせて調整できることを示しています。栄養素をゆっくりと持続的に放出して、土壌の質を傷つけることなく生産性を高めます」と、この研究の共著者であるダニロ・マンザニは言います。
時間が経つにつれて、農業化学物質の使用が増加しました。 2020年、国連の食品農業機関は、肥料に対する世界的な需要が2億トンを超えると推定しました。肥料には、窒素、リン、およびカルシウムのような他の元素が少ない量が含まれています。残念ながら、これらの栄養素の利点は、地下水への浸出と空気への排出によって失われ、頻繁な再適用を必要とし、有毒藻類のような下流の環境問題を引き起こします。潜在的なソリューションは、以前の研究者が植物の成長を改善するために使用した小さなガラスビーズから生じる可能性があります。栄養送達の効率を改善するために、マンザニ、エドゥアルドフェレイラ、および同僚は、制御された栄養放出のために設計された水溶性の多成分ガラス肥料を開発しました。
研究者は、リン、カリウム、カルシウムなどのいくつかの微量および主要栄養素で構成されるガラスを合成しました。ガラスを小さい（0}未満）、大きい（0}幅85〜2ミリメートル）粒子に粉砕します。最初のテストでは、粒子を水または土壌条件を模倣する緩衝液のいずれかに加えました。彼らは、両方のサイズのガラス粒子から放出され、100時間以上にわたって軽微な変動で溶液に拡散されることを発見しました。
その後、栄養溶液または異なる量のガラスビーズを適用して、典型的な芝生とフェアウェイの草を播種した土壌にし、2つの処理で植物の成長を比較しました。一度だけ適用された栄養溶液は、植物の成長をすぐに刺激しましたが、その効果はすぐに減少しました。ただし、ガラス肥料の単一の用途は、粒子サイズに関係なく植物の成長を維持しましたが、全体的な成長はビーズの用量に依存していました。
マンザニ、フェレイラ、および同僚は、レタスとオニオンの種子をビーズに露出させることにより、ガラス肥料の生態毒性の可能性を調べました。ガラス肥料に曝露した種子は、露出していない人や可溶性栄養素で治療されたものとほぼ同じ発芽率と細胞の健康でした。研究者は、これらの結果は、環境への影響が低い従来の肥料に効率的で持続的な代替手段を示していると言います。
