PREPARATION OF SLOW-RELEASE FERTILIZERS CONTAINING NITROGEN AND POTASSIUM MINERALS USING ZEOLITE ADSORBENT
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
The objective of this investigation aims to the preparation of slow-release fertilizers containing nitrogen and potassium minerals using zeolite adsorbent for growing maize in slope areas. 3 types of zeolite such as dolomite, zeolite for shrimp farm, and zeolite 4A were selected. The characteristic properties of zeolites were studied as pH, conductivity and cation exchange capacity (CEC), pH for ion exchange, and the ammonium adsorption capacity of 3 adsorbents, etc. The experiment result was shown that zeolite 4A had the optimal adsorption capacity. Therefore, the factors affecting the nutrients adsorption of zeolite 4A were conducted as minerals adsorption behavior, duration time, initial concentration, adsorption pattern, and fertilizer solubility test, etc. The research demonstrated that the cation exchange capacity of zeolite 4A was the highest at 786 cmol/kg. The ammonium and potassium adsorption behavior of zeolite 4A were on the Freundlich model that the adsorption capacity was as 20.39 mg NH4/g zeolite and 17.48 mg K/g zeolite at 0.5% of the solid proportion. Moreover, pH and duration time had not affected but the initial concentration of both minerals affects the adsorption. The adsorption pattern of zeolite 4A had 2 cycles for the maximum adsorption capacity. In cycle 1st, the initial concentration was 0.02 M at 0.5% of solid proportion and cycle 2nd was at 0.25% of solid proportion in the original solution. The ammonium and potassium adsorption efficiency was 71.76% and 61.11% respectively. In addition, the adsorption capacity of both minerals was 26.68 mg NH4/g zeolite and 28.91 mg K/g zeolite. The fertilizer solubility test indicated that zeolite 4A+NH4 and 4A+K fertilizers had a steady solubility rate of 0.157 g NH4/L and 0.129 g K/L. It summarized that zeolite fertilizer was a slow-release fertilizer controlling both minerals release.
Article Details
References
กรมพัฒนาที่ดิน. (2553). คู่มือการปฏิบัติงาน กระบวนการวิเคราะห์ตรวจสอบดินทางเคมี. กรมพัฒนาที่ดิน.
กอบเกียรติ ไพศาลเจริญ, อัจฉรา นันทกิจ, สมปอง หมื่นแจ้ง และ ไพโรจน์ พันธุ์พฤกษ์. (2551). การใช้ปุ๋ยอินทรีย์ ปุ๋ยเคมี และปุ๋ยชีวภาพกับ การผลิตข้าวโพดสายพันธุ์นครสวรรค์ 2 ในชุดดินวังสะพุง. วารสารวิชาการเกษตร, 1(1), 82-90.
จิตตรีรา บัวเทศ. (2554). การผลิตปุ๋ยละลายช้าจากแร่ลีโอนาร์ไดต์ ซีโอไลต์ และฟางข้าว. (วิทยานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม, คณะวิศวกรรมศาสตร์, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย).
นงลักษณ์ วิบูลสุข และ พวงเล็ก โมรากุล. (2539). การใช้ซีโอไลต์ปรับปรุงดิน เพื่อการเกษตร. กลุ่มงานวิจัยเคมีดิน กองปฐพีวิทยา กรมวิชาการเกษตร. 1-13.
นิพนธิ์ ใจสุทธิ์, คณิตา ตังคณานุรักษ์, วัชรพงษ์ วาระรัมย์ และ ดาวจรัส เกตุโรจน์. (2562). สมบัติของปุ๋ยทางเลือกที่ได้จากการดูดซับธาตุอาหารไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในน้ำเสียด้วยสเม็คไทต์และเถ้าลอยลิกไนต์. วารสารวิจัยมหาวิทยาลัยขอนแก่น, 19(2)2, 131-141.
ปธานิน แสงอรุณ, ธเรศ ศรีสถิตย์ และ พงษ์เสริฐ ศรีพรหม. (2560). สภาวะที่เหมาะสมในการเพิ่มค่าความสามารถในการ แลกเปลี่ยนประจุบวกของการปรับสภาพเถ้าลอยถ่านหิน โดยวิธีพื้นผิวตอบสนอง. วารสารวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมไทย, 31(3), 57-64.
วริษฐา แสงฤทธิ์. (2547). ปุ๋ยที่เคลือบด้วยน้ำมันซักแห้ง เพื่อการปลดปล่อยแบบควบคุม. (วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาปิโตรเคมีและวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์, คณะวิทยาศาสตร์, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย).
ศิรินุช ลอยหา. (2556). ซีโอไลต์และเทคโนโลยีซีโอไลต์. วารสารวิทยาศาสตร์ มข., 41(1), 56-66.
Barbarick, K .A., & Pirela, H. J. (1984). Agronomic and horticultural uses of zeolite. In: Pond, W.G., & Mumpton, F.A., editors. Zeo-agriculture: Use of Natural Zeolites in Agriculture and Aquaculture. Boulder, CO, USA: Westview Press, 93–104.
Breck, D. W. (1974). Zeolite MolecularSieves. John Wiley and Sons, New York.
Butorac, A., Filipan, T., Basic, F., Butorac, J., Mesic, M., & Kisic, I. (2002). Crop response to the application of special natural amendments based on zeolite tuff. Rostlinná Výroba, 48, 118-124.
Chapman, H. D. (1965). Cation exchange capacity. In Methods of Soil Analysis (Number 9 in the Series Agronomy), Part 2, A. Black, ed. Madison, Wisconsin: American Institute of Agronomy. 891-901.
Granados, G., Kitbamroong, C., Tavarasook, C., Chatasiri, M., Grudloyma, P., Chotichun, S., & Boonpradab, S. (1994). Winter maize in paddy fields research conducted in Thailand in 1992-1994. pp. 26.
Giulia, C., Valentina, C., Enrica, F., Ilaria, M., Roberta, G., Marco, G., & Giovanna, G. (2020). Characterization and use of absorbent materials as slow-release fertilizers for growing strawberry: Preliminary results. Sustainability, 12, Doi:10.3390/su12176854.
Hwang, C. L., & Tai, N. H. (2010). Removal of dimethylsulfide by adsorption on ionexchanged zeolites. Applied Catalysis B: Environmental, 93, 363-367.
Kavoosi, M. (2007). Effects of Zeolite Application on Rice Yield, Nitrogen Recovery, and Nitrogen Use Efficiency. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 38, 69-76.
Lin, L., Lei, Z., Wang, L., Liu, X., Zhang, Y., & Wan, C. (2013). Adsorption mechanisms of high-levels of ammonium onto natural and NaCl-modified zeolites. Separation and Purification Technology, 103(15–20).
Mihok, F., Macko, J., Orinak, A., Orinakov, R., Koval, K., Katarina Sisakov., K., Petrus, O., & Kosteck, Z. (2020). Controlled nitrogen release fertilizer based on zeolite clinoptilolite: Study of preparation process and release properties using molecular dynamics. Current Research in Green and Sustainable Chemistry, 3, Doi.org/10. 1016/j.desal.2011.03.030.
Milosevic, T., & Milosevic, N. (2009). The effect of zeolite, organic and inorganic fertilizers on soil chemical properties, growth and biomass yield of apple trees. Plant, Soil and Environment, 55(12), 528-535.
Murkani, M., Nasrollahi, M., Ravanbaskhsh, M., Bahrami, P., Jaafarzadeh, N., & Fard, H. (2015). Evaluation of natural zeolite clinoptilolite efficiency for the removal of ammonium and nitrate from aquatic solution. Environmental health engineering and management Journal, 2(1), 17-22.
Nguyen, M. L. (1997). Retention and subsequent nitrification of wastewater ammoniumin natural New Zealand zeolites. Proc., UNEP—For Life on Earth—Int. Regional Conf. Perth, Australia: Murdoch University.
Polat, E., Karaca, M., Demir, H., & Naci-Onus, A. (2004). Use of Natural Zeolite Clinoptilolite in Agriculture. Journal of Fruit Ornamental and Plant Research, 12, 183-189.
Torii, K. (1978). Utilization of natural zeolite in Japan, in “Natural Zeolites: Occurrence, Properties, Use” Sand, L.B., Mumpton, F.A., Editor. Pergamon Press, Elmsford, New York, pp. 441-450.
Wang, S., & Peng, Y. (2010). Review natural zeolites as effective adsorbents in wastewater treatment. Chemical Engineering Journal, 156, 11-24.
Witter, E., & Lopez-Real, J. (1988). Nitrogen losses during the composting of sewage sludge, and the effectiveness of clay soil, zeolite, and compost in adsorbing the volatilized ammonia. Biological Wastes, 23(4), 279-294.
