การพัฒนาปุ๋ยยูเรียสลายตัวช้าจากพลาสติกชีวภาพแป้งเท้ายายม่อม

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเตรียมปุ๋ยสลายตัวช้าจากพลาสติกชีวภาพแป้งเท้ายายม่อม โดยใช้พลาสติกชีวภาพจากแป้งเท้ายายม่อมเป็นวัสดุเนื้อ และปุ๋ยยูเรียเป็นปุ๋ยต้นแบบสำหรับการศึกษา พร้อมทั้งศึกษาพฤติกรรมการปลดปล่อยและจลศาสตร์การแพร่ของยูเรียจากปุ๋ยสลายตัวช้าจากพลาสติกชีวภาพแป้งเท้ายายม่อม เพื่อทำการศึกษาผลของปริมาณปุ๋ยต่อพฤติกรรมการปลดปล่อยปุ๋ยจึงทำการเตรียมปุ๋ยสลายตัวช้าที่ความเข้มข้นปุ๋ยยูเรียต่างๆ (5 - 40 ร้อยละโดยน้ำหนัก) ศึกษาการปลดปล่อยยูเรียในน้ำปราศจากไอออน ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และทำการวัดปริมาณยูเรียที่ปลดปล่อยออกมาได้ด้วยเครื่อง UV-visible spectrophotometer ผลการศึกษาพบว่า การบวมตัวของพลาสติกชีวภาพจากแป้งเท้ายายม่อมเพิ่มขึ้นตามเวลาและมีค่าสูงสุดถึง 200 เปอร์เซ็นต์ หลังจากผ่านการแช่ในสาวะน้ำปราศจากไอออน 24 ชั่วโมง เมื่อเพิ่มปริมาณยูเรียในปุ๋ยสลายตัวช้าพบว่าค่า %Transmittance ของกลุ่ม N-H stretching ที่ค่าการดูดกลืน 3350-3310 cm-1 มากขึ้นตามปริมาณยูเรียที่เพิ่มขึ้น จากสัณฐานวิทยาของปุ๋ยยูเรียสลายตัวช้า พบการกระจายตัวของยูเรียอย่างสม่ำเสมอ และมีลักษณะเป็นกลุ่มก้อนเมื่อปริมาณยูเรียเพิ่มขึ้น เนื่องจากเกิดอันตรกิริยาระหว่างยูเรียด้วยพันธะไฮโดรเจนมากขึ้น จากการศึกษาผลการปลดปล่อยยูเรียพบว่า การปลดปล่อยเพิ่มขึ้นตามเวลา และเริ่มคงที่หลังจากเวลาผ่านไป 1000 นาที เมื่อความเข้มข้นของยูเรียเพิ่มขึ้น การปลดปล่อยของยูเรียจะช้าลง อาจเป็นผลจากการเกาะกลุ่มกันอย่างอัดแน่นของยูเรียตามปริมาณที่เพิ่มขึ้น กลไกการแพร่ของปุ๋ยยูเรียเป็นแบบ Fickian diffusion ซึ่งจากผลการวิจัยนี้ แป้งเท้ายายม่อมนี้สามารถใช้เป็นวัสดุพื้นสำหรับปุ๋ยสลายตัวช้าที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้

This research aimed to study the preparation of slow-release urea fertilizer from arrowroot-based bioplastic (SRAUF) by using bioplastic from arrowroot starch (ARBP) and urea fertilizer as model matrix and model fertilizer, respectively, in the study. In addition, release characteristics and kinetics of urea released from SRAUF were also investigated. To study the effect of the amounts of urea on release characteristics, SRAUF was prepared at various urea concentrations (5 to 40% w/w). The release characteristics were studied in deionized water at the temperature of 30 °C for 24 hours. The amounts of urea released were measured with a UV-visible spectrophotometer. The study results showed that the swelling of ARBP increased with time and reached a maximum of 200% after ARBP was submerged in deionized water for 24 hours. When the amount of urea increased, the %Transmittance of the N-H stretching group at 3350-3310 cm-1 increased. The morphology of SRAUF showed a uniform distribution. The agglomeration of urea was observed when the amount of urea increased, due to stronger hydrogen bonds. The amount of urea released gradually increased and reached the equilibrium value after 1000 minutes. When the urea concentration increased, the release of urea was slow. This might be the result of urea agglutination as the amount increased. The diffusion mechanism was Fickian diffusion. Thus, according to the study results, ARBP can be used as an environmentally friendly slow-release fertilizer matrix.