Abstrakt

Nachhaltige Erzeugung phosphatbasierter Düngemittel durch Extraktion aus biogenem Apatit

Maxmilla M

Aus endlichem Rohphosphat gewonnener Phosphor ist eines der wichtigsten Elemente für die Nahrungsmittelproduktion und die moderne Landwirtschaft. Daher ist das Phosphormanagement für die Nachhaltigkeit der Nahrungsmittelversorgung und die Entwicklung in der Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung. Tierknochen enthalten einen hohen Phosphatgehalt, der geerntet und zur Düngemittelproduktion verwendet werden kann. Es dauert jedoch viele Jahre, bis sie sich zersetzen und das Phosphat freisetzen. Ziel dieser Studie war es, aus ansonsten weggeworfenen Tierknochen mit Knochenphosphat angereicherte Phosphorsäure herzustellen. Tierknochen (vorwiegend Rinderknochen) wurden gesammelt, gewaschen, getrocknet und mit einem Hammer in kleinere Partikel zerkleinert und anschließend in einer Mühle gemahlen. Die gemahlenen Knochen wurden mit 0,275 M H3PO4 extrahiert, um eine 4,58 M mit Knochenphosphat angereicherte Phosphorsäurelösung zu erhalten. Stickstoff wurde aus der Luft extrahiert, indem die Luft über erhitzte Kupferspäne geleitet wurde, und reagierte mit Lithium zu Lithiumnitrid. Das Lithiumnitrid wurde später zu Ammoniak hydrolysiert, das mit der mit Knochenphosphat angereicherten Phosphorsäure reagierte, um den Dünger Diammoniumphosphat (NH4)2HPO4) zu erzeugen. Der Stickstoffanteil (Kjeldahl) des Diammoniumphosphats betrug 17,14 % N, während der des Phosphats 44,58 % P2O5 betrug. Die Wirksamkeit von Diammoniumphosphat beim Tomatenanbau im Treibhaus wurde mit dem handelsüblichen Diammoniumphosphat als positiver Kontrolle und ohne Dünger als negativer Kontrolle ermittelt. Die Wachstumsparameter der Tomaten, einschließlich Pflanzenhöhe, Blattlänge, Blattbreite und Wurzellänge, wurden über einen Zeitraum von zwölf Wochen ermittelt. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Wachstumsparameter der mit synthetischem Dünger angebauten Tomatenpflanzen nicht signifikant von denen der mit handelsüblichem Dünger angebauten Tomatenpflanzen unterschieden (p-Werte = 0,000 < 0,05). Basierend auf den erzielten Ergebnissen kann der Schluss gezogen werden, dass der in dieser Studie hergestellte Knochenphosphatdünger genauso wirksam war wie der handelsübliche Dünger. Dies ist ein bedeutender Befund, da er zeigt, dass Tierknochen in leicht verfügbaren Phosphatdünger umgewandelt werden können.