아연이 풍부한 암모니아 인산염 비료의 전체 과립(왼쪽)과 단면(오른쪽)의 현미경 이미지. SOP 또는 KMag를 함유한 차단 코팅이 된 NP 비료에 아연을 1% 비율로 첨가했습니다. 출처: 미국 토양과학회 저널(2024). DOI: 10.1002/saj2.20744
전 세계적으로 많은 농업 토양에는 농부들이 아연이 풍부한 비료를 사용하고 있음에도 불구하고 아연 영양소가 부족합니다. 이는 작물 수확량을 제한하고 식품 품질을 저하시킵니다. 전 세계 인구의 약 3분의 1이 아연 함량이 낮은 식품을 섭취하는 것으로 추산되는데, 이는 유아기에 질병과 사망을 증가시킬 뿐만 아니라 성장과 인지 장애를 일으킬 수 있습니다.
호주 애들레이드 대학의 연구자들은 University of Saskatchewan(USask)의 캐나다 광원(CLS)을 사용하여 보다 효율적인 아연 강화 비료를 제조하는 방법을 조사했습니다. CLS의 HXMA 빔라인을 통해 연구자들은 인산암모늄 비료에 아연을 첨가할 때 아연의 수용성(물에 용해되는 능력)에 어떤 일이 일어나는지 분자 수준에서 조사할 수 있었습니다.
연구 결과는미국토양과학회지.
"프로젝트에 참여하면서 우리 그룹은 아연 화합물의 유형이 비료의 용해도를 예측하는 좋은 지표가 될 것이라고 생각했습니다"라고 애들레이드 대학의 Rodrigo da Silva는 말했습니다.
"그러나 CLS 빔라인을 통해 우리는 비료 과립에 존재하는 아연의 형태에 따라 농업적 성능을 예측할 수 없다는 것을 이해할 수 있었습니다. 대신 pH는 비료 아연 용해도와 작물의 가용성을 결정합니다."
da Silva 박사와 동료들은 인산염 비료에 아연을 첨가하면 다양한 범위의 인산아연 화합물이 형성된다는 사실을 발견했습니다. 그러나 용해도는 이들 화합물의 상대적 풍부함과 관련이 있는 것이 아니라 비료 pH와 관련이 있습니다. 이는 인산이암모늄과 같은 알칼리성 인산염 비료에 아연을 첨가하면 용해도가 매우 낮아서 작물 섭취에 대한 농업적 효율성이 낮다는 것을 의미합니다.
애들레이드 대학 팀은 과립에 산성 용액을 뿌려 비료 pH를 낮추면 현재 상용 제품에 비해 아연의 용해도와 가용성이 더욱 증가한다는 사실을 발견했습니다.
연구진은 또한 인산염에서 아연을 분리하기 위해 비료 과립에 장벽 코팅을 씌워 아연 수용성을 높이는 추가 방법도 보여주었습니다. 그들은 장벽 코팅 비료로 처리된 식물이 아연을 더 많이 흡수한다는 것을 보여주었습니다.
모자이크 회사는 이미 애들레이드 대학의 비료 기술 연구 센터와 협력하여 이 두 가지 신기술에 대한 특허를 취득했습니다. 모자이크는 세계 최고의 농축 인산염과 칼륨 생산업체입니다.
da Silva는 “수율을 최대화하고 더 많은 영양 식품을 생산하려면 아연 비료 관행을 개선하는 것이 중요합니다.”라고 말합니다. "이 연구는 업계가 보다 효율적인 비료를 생산하는 데 도움이 될 수 있습니다."
추가 정보:Rodrigo C. da Silva 외, 암모니아 인산염 비료의 아연: 아연 가용성을 높이기 위한 고체상 종분화, 용해도 및 차단 코팅 사용,미국토양과학회지(2024). DOI: 10.1002/saj2.20744
Canadian Light Source 제공
이 이야기는 원래 Phys.org에 게시되었습니다. 최신 과학 기술 뉴스 업데이트를 보려면 뉴스레터를 구독하세요.
