Különböző nyersfoszfátok agronómiai és környezetvédelmi célú összehasonlító vizsgálata

Átírás

1 Eötvös Loránd Tudományegyetem - Természettudományi Kar Környezettudományi Centrum Különböző nyersfoszfátok agronómiai és környezetvédelmi célú összehasonlító vizsgálata Lehotay Terézia Környezettudomány MSc II. évfolyam Témavezetők: Dr. Csathó Péter MTA-TAKI, Agrokémiai és Növénytáplálási Osztály, tudományos tanácsadó Dr. Mihucz Viktor Gábor ELTE-TTK, Kémiai Intézet, adjunktus Budapest, június 1.

2 Vizsgálataink indokoltsága Föld növekvő népessége Élelmezési gondok Termőföldek tápanyagutánpótlása Műtrágyahasználat optimálása

3 Célkitűzések Nyersfoszfátok vizsgálata Nyersfoszfátkészletek becslése: év Agronómiai hatékonyság Környezetszennyező hatás Foszfor-, nehézfém-, és potenciálisan toxikus elemtartalom Összes Különböző oldószerekben oldható mennyiség Tenyészedény kísérletek

4 Nyersfoszfátok Kínai 1,2 Egyiptom Szenegál Marokkó Algéria Florida Hiperfoszfát Szuperfoszfát Észak-Karolina

5 Alkalmazott módszerek 1) Szemcseméret meghatározása szitafinomság μm μm < 63 μm

6 Alkalmazott módszerek 2) Mikrohullámmal támogatott feltárás Összes P- és nehézfémtartalom Salétromsavas-peroxidos 65 % HNO % H 2 O 2 Királyvizes-peroxidos 65 % HNO 3 +37%HCl+30%H 2 O 2

7 Alkalmazott módszerek 3) Különböző oldószerekkel történő kivonás Oldható P- és nehézfémtartalom Lakanen-Erviö Hangyasav Citromsav 0,5 M CH 3 COONa + 0,5 M CH 3 COOH + 0,02 M EDTA 2 V/V% HCOOH 2 V/V% C 3 H 4 (OH)(COOH) 3 Ammónium-citrát 2 V/V% (C 6 H 8 O 7 ) 2 H 3 N

8 Alkalmazott módszerek 4) Induktív csatolású plazma atomemissziós spektroszkópia (ICP-AES) Nyomelemek meghatározása Gyors, automata mintaváltós, számítógép-vezérelt elemző rendszer Minőségi és mennyiségi elemzés ULTIMA 2 ICP atomemissziós spektrométer szekvenciális típusú készülék

9 Alkalmazott módszerek 5) Tenyészedény kísérlet Agronómiai hatékonyság, környezetvédelmi értékelés Nyírlugosi homoktalaj Tavaszi árpa (Hordeum vulgare) 6 nyersfoszfát (Algéria, Florida, Észak-Karolina, Szenegál, Marokkó, Hiperfoszfát) Szuperfoszfát-standard

10 Eredmények és értékelés

11 Szemcseméret 160 μm alatti frakció kínai 2 > algériai > kínai 1 > hiperfoszfát > egyiptomi > szenegáli > marokkói > észak-karolinai > floridai

12 Nyersfoszfátok foszfortartalma Összes P 2 O 5, % (65 % HNO % H 2 O 2 ) Hangyasavban oldható P-tartalom, relatív % Lakanen-Erviö-oldható P-tartalom, relatív %

13 Nyersfoszfátok elemtartalma Egyes oldószerek által kivont elemtartalom Összes elemtartalom (65 % HNO % H 2 O 2 )

14 Nyersfoszfátok elemtartalma Oldószerek hatékonysága hangyasav > citromsav > LE > ammóniumcitrát

15 Agronómiai hatékonyság Legnagyobb terméstöbblet, fajlagos felület, P-felvétel = legjobb hatékonyság: algériai > hiperfoszfát > marokkói > észak-karolinai nyersfoszfát Legkisebb P-oldhatóság, terméstöbblet, fajlagos felület, legrosszabb hatékonyság: szenegáli > floridai nyersfoszfát A tenyészedény kísérletben kapott terméstöbbletek és P-felvétel: jó egyezés a fajlagos felülettel és a P-oldhatósággal.

16 Környezetvédelmi szempontú értékelés Jelentős különbségek a nyersfoszfátok összes nehézfém- és egyéb toxikus elemtartalmában, ezek oldhatóságában. A növények nehézfémfelvételét befolyásoló tényezők: összes kijuttatott nehézfémmennyiség, a nehézfémek oldhatósága, a talaj ph-ja.

17 Összefoglalás, javaslatok Nyersfoszfátok összehasonlító vizsgálata Környezeti kockázatelemzések a rendszeres használathoz Könnyen oldható foszfortartalmak értékét befolyásoló tényezők vizsgálata

18 Köszönetnyilvánítás Dr. Csathó Péter tudományos tanácsadó Dr. Gáspárné Rapcsák Eszter MTA-Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet Dr. Mihucz Viktor Gábor ELTE-TTK, Kémiai Intézet adjunktus

19 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!

20 Lakanen- Erviö: 0.5 M Na-acetát M ecetsav M EDTA Oxálsavas extrakció: Al-Fe-P-oxalát egymáshoz viszonyított aránya P-telítettségi index; a túlzott P-ellátottság milyen környezeti kockázatot jelent, 25% felett Tenyészedény kísérletekben alkalmazott extrakciós módszerek: AL: Magyarország talaj P- ellátottságának becslésére a hivatalos P-teszt; LE: multifunkcionális kioldószer, környezetvédelmi vonatkozások; víz: azonnal felvehető frakció

21 P-pótlás szántóföldi növénytermesztésben Meszes és savanyú talajokon: vízoldható formájú P-trágyák Közepesen és erősen savanyú talajokon: nehézfémekkel kevésbé szennyezett üledékes reaktív nyersfoszfátok pl.: algériai Műtrágya adagok: szántóföldi növénykísérletek szükségesek 1.lépés: legjobb agronómiai hatékonyságú nyersfoszfátok kiválasztása; laboratóriumi, tenyészedény kísérletek 2. lépés: szántóföldi kísérletek

22 Mezőgazdasági termelés szinten tartása 2033 után Ma még bőséges készlet Sokféle becslés: Louis, év Óriási különbségek a szerves és műtrágya P felhasználásban Adott ország pénzügyi helyzete határozza meg a P trágya felhasználást. Műtrágyagyártók érdekei felülírják a gazdákéit.

23 Nyersfoszfátok foszfortartalma Nyersfoszfát Összes* P 2 O 5, % 2%-os hangyasavban P-oldhatóság 2%-os citromsavban oldószerben rel% rel% rel% rel% seml. NH 4 + citrátban Lakanen- Erviö Algériai 27,98 94,69 45,64 19,32 1,86 Floridai 26,08 69,91 32,23 6,18 2,35 É-Karolinai 25,95 99,02 50,32 11,03 1,56 Szenegáli 36,82 64,14 26,42 1,32 0,84 Marokkói 30,36 101,26 39,04 7,61 0,85 Hyperfoszfát 25,42 93,95 52,3 10,54 0,61 Kínai 1 0,23 22,63 45,72 32,52 5,68 Kínai2 0,55 26,98 21,98 24,02 2,73 Egyiptomi 0,03 60,5 52,94 26,68 20,55