Developing alternative net-zero Nitrogen fertilisers with no losses to groundwater and lower cost of N nutrient reaching the crop
开发替代性净零氮肥,不会损失地下水,且氮养分到达作物的成本更低
基本信息
- 批准号:10086648
- 负责人:
- 金额:$ 5.3万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Grant for R&D
- 财政年份:2023
- 资助国家:英国
- 起止时间:2023 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Food production depends on crops grown in fields, glasshouses and gardens and all growers use some form of fertilisers or "plant foods". Fertilisers containing Nitrogen can be manufactured by passing air through a large, continuous electric arc (the high temperature forces the Nitrogen in the air to react with the Oxygen so that the Nitrogen can then be used as a fertiliser) - it takes enormous amounts of electricity which, currently at least, is made by burning fossilised fuels. There is another problem with these manufactured fertilisers such as ammonium nitrate and urea (the mostly widely used in the UK) and that is that they are water soluble and 30 to 50 % are likely to be lost to groundwater. That is a financial loss and a pollution risk.Many plastics contain Nitrogen, originally sourced from air the same way. Up-cycling these plastics at end-of-life of original use can re-use that Nitrogen without incurring the original energy consumption. Initial investigations have shown that one such source contains 22% Nitrogen and that it is, when incorporated into the soil, released to the crop without loss to groundwater. This is an organic, bio-release by the soil fungi.Initial field trials have shown that the material must be ground up and then could be pelleted in order to handle it but that the pellet must break down rapidly as soon as it gets into the soil. So, the first step is to investigate pelleting the material and to do so within the context of application to the soil . That application method, for many other reasons including energy use and the increasingly narrow weather windows to planting a crop (because of climate change), will be by direct drilling.The summary plan, then, is to develop a pellet that will stand handling and passage through a selection of common direct drills, to be applied in a measured quantity in a strip just below seed planting depth, and that the pellet breaks down so as to release the Nitrogen content to support crop growth. That growth will be monitored though to harvest . Alongside will be control plots using a conventional mineral fertiliser such as ammonium nitrate.
粮食生产依赖于在田地、温室和花园中种植的作物,所有种植者都使用某种形式的肥料或“植物食品”。含氮肥料可以通过使空气通过一个大的连续电弧来制造(高温迫使空气中的氮与氧气反应,这样氮就可以用作肥料)-它需要大量的电力,至少目前是通过燃烧液化燃料来制造的。还有另一个问题,这些制造的肥料,如硝酸铵和尿素(在英国最广泛使用),那就是它们是水溶性的,30至50%可能会流失到地下水中。这是一种经济损失和污染风险。许多塑料含有氮,最初以同样的方式从空气中获得。在这些塑料的原始使用寿命结束时进行升级循环可以重新使用氮气,而不会产生原始能源消耗。初步调查表明,其中一种来源含有22%的氮,当它被纳入土壤时,它被释放到作物中,而不会损失到地下水中。这是由土壤真菌进行的有机生物释放。最初的田间试验表明,必须将材料磨碎,然后制成颗粒才能处理它,但颗粒必须在进入土壤后迅速分解。因此,第一步是研究造粒材料,并在应用于土壤的背景下这样做。这种应用方法,由于许多其他原因,包括能源使用和越来越窄的天气窗口种植作物(由于气候变化),将通过直接钻孔。因此,总结计划是开发一种颗粒,该颗粒将经得起处理并通过一系列常见的直接钻孔,以测量的数量在种子种植深度以下的条带中应用,并且颗粒分解以释放氮含量来支持作物生长。这种增长将受到监测,但收获。旁边将是使用硝酸铵等常规矿物肥料的对照地块。
项目成果
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