Povlakovaná hnojiva se zpomaleným uvolňováním na bázi PHB
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato práce se zabývá přípravou, charakterizací a optimalizací hnojiv se zpomaleným uvolňováním, povlakovaných roztokem poly-3-hydroxybutyrátu v dioxolanu. Nejdříve byly připraveny a povlakovány ruční formulace hnojiv s různým poměrem močoviny a biodegradabilního poly-3-hydroxybutyrátu v matrici, u kterých bylo studováno uvolňování močoviny ve vodním prostředí. U většiny formulací bylo po dvou měsících uvolněno pouze okolo 50 % hnojiva, byl tedy prokázán potenciál pro jejich použití jako hnojiv se zpomaleným uvolňováním. Dále byly připraveny pelety s různým poměrem močoviny a poly-3-hydroxybutyrátu pomocí čtvrtprovozního peletizačního zařízení, které byly následně povlakovány v dražovacím bubnu. Pelety byly studovány ve vodním a půdním prostředí a určitá směs také v polních testech. I u nich bylo potvrzeno zpomalené uvolňování močoviny a zároveň byla prokázána jejich schopnost dostatečné výživy rostlin. Jako nejperspektivnější byla vybrána formulace s 80 % močoviny a 20 % biodegradabilního poly-3-hydroxybutyrátu v matrici, u které došlo ve vodě k uvolnění 50 % hnojiva až po 44 dnech. V půdním prostředí bylo u této varianty také zaznamenáno pomalejší uvolňování dusíku a zároveň byl u všech variant povlakovaných hnojiv pozorován pozitivní vliv na vývoj hmotnosti nadzemních částí rostlin a na obsah chlorofylu v listech.
This bachelor thesis deals with the preparation, characterization and optimization of slow-release fertilizers coated with a solution of poly-3-hydroxybutyrate in dioxolane. First, manual formulations of fertilizers consisting of different ratios of urea and poly-3-hydroxybutyrate were prepared and coated, which were studied for the release of urea in the water environment. Most of the formulations released only about 50 % of the fertilizer after two months, so the potential for their use as slow-release fertilizers was proved. Furthermore, pellets with different ratios of urea and poly-3-hydroxybutyrate were also prepared using a quarter-operation pelletizer and coated in a coating drum. The pellets were studied in water and soil environments and certain mixtures in field tests. The delayed release of urea was also confirmed, and their ability to adequately nourish the plants was proved. The formulation consisting of 80 % urea and 20 % biodegradable poly-3-hydroxybutyrate in the matrix, in which 50 % of the fertilizer was released in water after 44 days, was chosen as the most promising one. In the soil environment, a slower nitrogen release was also confirmed for this formulation, and at the same time, a positive effect on the weight development of the above-ground parts of the plants and on the chlorophyll content in the leaves was observed in all formulations of the coated fertilizers.
This bachelor thesis deals with the preparation, characterization and optimization of slow-release fertilizers coated with a solution of poly-3-hydroxybutyrate in dioxolane. First, manual formulations of fertilizers consisting of different ratios of urea and poly-3-hydroxybutyrate were prepared and coated, which were studied for the release of urea in the water environment. Most of the formulations released only about 50 % of the fertilizer after two months, so the potential for their use as slow-release fertilizers was proved. Furthermore, pellets with different ratios of urea and poly-3-hydroxybutyrate were also prepared using a quarter-operation pelletizer and coated in a coating drum. The pellets were studied in water and soil environments and certain mixtures in field tests. The delayed release of urea was also confirmed, and their ability to adequately nourish the plants was proved. The formulation consisting of 80 % urea and 20 % biodegradable poly-3-hydroxybutyrate in the matrix, in which 50 % of the fertilizer was released in water after 44 days, was chosen as the most promising one. In the soil environment, a slower nitrogen release was also confirmed for this formulation, and at the same time, a positive effect on the weight development of the above-ground parts of the plants and on the chlorophyll content in the leaves was observed in all formulations of the coated fertilizers.
Description
Citation
BOBKOVÁ, M. Povlakovaná hnojiva se zpomaleným uvolňováním na bázi PHB [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Tvrdík (člen)
Date of acceptance
2022-06-17
Defence
Studentka při obhajobě práce Povlakovaná hnojiva se zpomaleným uvolňováním na bázi PHB nejdříve komisi představila motivaci a cíle své práce. V rámci experimentální části nejdříve ukázala postup práce a způsob povlakování pelet. Při ukázaní výsledků se zaměřila na testy ve vodném a půdním prostředí. Získané výsledky dále potvrdila pomocí DTA analýzy. Po přehledném shrnutí výsledků byla studentka vyzvána k odpovědím na otázky oponenta:
1. V Experimentální části mi uniklo objasnění toho, jak byl analyzován obsah nitrátového a amonného dusíku u uvolňovacích testů v půdním prostředí. Může autorka doplnit informaci v rámci obhajoby? Zároveň není z textu zcela patrné, co představují hodnoty prezentované jako výsledky tohoto experimentu na obr. 19. Jedná se o nárůst obsahu obou forem dusíku oproti vzorku půdy před kultivačním experimentem?
2. Výsledky termogravimetrické analýzy poskytly autorce zpřesněné relativní hmotnosti povlaků pro jednotlivé testované vzorky. Jak to ovlivní prezentované výsledky uvolňovacích experimentů ve vodném prostředí, kde byly při výpočtu použity hmotnosti povlaků získané vážením (viz tab. 4 a výsledky na obr. 13 a 15)?
3. U pelet, u nichž autorka předpokládá kvalitní povlak bez defektů (vzorky s výjimkou 50:50 u čtvrtprovozní přípravy, vzorek 80:20 u ručně připravených pelet) vykazují esovitý tvar uvolňovacích křivek (obr. 13, 15), který charakterizuje postupné zvyšování rychlosti uvolňování aktivní komponenty s časem (v počáteční fázi uvolňovacího experimentu). Může autorka v rámci obhajoby diskutovat mechanismus, který dle jejího názoru toto postupné „urychlování“ uvolňování močoviny v čase způsobuje? Nakolik bude dle jejího názoru tento řídící mechanismus uvolňování zachován v půdním prostředí?
Po zodpovězení těchto otázek položila komise další otázky:
1) V jaké vodě byly provedeny testy?
2) Jakým způsobem probíhalo uvolňování?
3) Jaká vrstva PHB byla nanášena?
Na veškeré otázky studentka výborně odpověděla a prokázala velmi široké znalosti zkoumané problematiky.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení