Yavaş salınımlı zeolit bazlı gübre hazırlanması ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, bitkiler için oldukça faydalı olması dolayısıyla bitki beslemede sıklıkla kullanılan amonyum nitrat gübresi ile ülkemizde rezervi yüksek olan, ucuz, ulaşılması kolay, toksik olmayan, tarımda genellikle toprak düzenleyici olarak kullanılan zeolit minerali kullanılarak yavaş salınımlı zeolit bazlı gübre hazırlanmıştır. Doğal zeolit Manisa Gördes yöresinden temin edilmiş olup, kimyasal ve minerolojik yapısı TGA/DTA, FTIR, BET, XRD, SEM-EDS ve ICP-OES karakterizasyon teknikleriyle aydınlatılmıştır. ICP-OES sonuçlarına göre zeolitin içerdiği Si/Al oranı 4.78, SEM-EDS analiz sonuçlarına göre Si/Al oranı 4.50 ve XRD analiz sonucuna göre Si/Al oranı 4.90 olarak tespit edilmiş olup doğal zeolitin türünün klinoptilolit olduğu, içeriğinde sanidin ve kuvars safsızlıklarının bulunduğu belirlenmiştir. Doğal zeolit ve amonyum nitrat kullanılarak elde edilen zeolitli gübrede, hazırlama sonrası yıkanma sayısı, farklı zeolit:amonyum nitrat katı:katı oranları, uygulama sıcaklığı, reaksiyon süresi ve zeolitin farklı boyut parametreleri optimizasyon çalışmaları kapsamında incelenmiştir. Optimum zeolitli gübre 0-200 µm zeolit boyutu kullanılarak 1:4 zeolit:amonyum nitrat katı:katı oranında, 200 °C'de sekiz saat sentez süresinde elde edilmiştir. Optimum koşullarda elde edilen zeolitli gübrenin elementel azot analiz sonuçlarına göre %N içeriği %5.06 olarak tespit edilmiştir. Zeolitli gübrenin karakterizasyonu doğal zeolitte olduğu gibi TGA/DTA, FTIR, BET, XRD, SEM-EDS teknikleriyle yapılmış ve suda 15 günlük yavaş salınımı incelenmiştir. Doğal zeolite amonyum nitrat adsorpsiyonu zeolit yapısını önemli ölçüde değiştirmemiş, TGA analizinde yapı doğal zeolite göre daha fazla kütle kaybına uğramış, FTIR analizinde nitrat piklerinin varlığı tespit edilmiş, XRD analizi sonucuna göre zeolit kristal yapısı korunmuştur. BET analizine göre amonyum nitrat adsorpsiyonu zeolitli gübrenin yüzey alanını azaltmış ve SEM görüntülerinde yapının agregatlaştığı tespit edilmiştir. Zeolitli gübrenin 15 günlük yavaş salınımında yapısından suya salınan NO3⎺ ve NH4+ iyonları IC cihazıyla tayin edilmiştir. Yavaş salınım sonrası zeolitli gübrenin karakterizasyonu doğal zeolit ve zeolitli gübrede olduğu gibi TGA/DTA, FTIR, BET, XRD, SEM-EDS teknikleriyle yapılmış, böylece doğal zeolit ve zeolitli gübreye göre meydana gelen değişimler izlenebilmiştir. Zeolitli gübrenin yavaş salınımı sonrası %N içeriği %1.58 olarak tespit edilmiş, TGA analizinde kütle kaybı zeolitli gübreye göre azalmış, FTIR analizinde nitrat piklerinin kaybolduğu gözlemlenmiştir. BET yüzey alanı zeolitli gübreye göre yapısındaki iyonları saldığı için yeniden artmış, SEM görüntülerinde yapının yeniden doğal zeolit görüntülerine yakın bir görünüm aldığı gözlemlenmiştir. XRD analizi ile EDS kimyasal analizlerine göre yavaş salınım sonrası zeolitli gübrede N elementi dışındaki diğer elementlerin miktarları doğal zeolit ve zeolitli gübre ile benzerlik göstermektedir. Detaylı karakterizasyon analiz sonuçlarına göre elde edilen bilgiler birbirleri ile uyumlu olup elde edilen zeolitli gübre yavaş salınımlıdır ve yavaş salınım 15. güne kadar devam etmiştir. Bu metotla elde edilen zeolitli gübrenin yavaş salınımlı zeolitli gübre olarak kullanılabileceği, ticarileştirilebileceği ve entegre gübreleme programlarına dahil edilerek bitkisel verimin arttırılmasında etkili olabileceği düşünülmektedir.