MODELLING AND SIMULATION OF NUTRIENT DISPERSION FROM COATED FERTILIZER GRANULES

The usage of Controlled-Release Fertilizer (CRF) is essential in plants and crops to fulfil the need and requirement for the huge population in this modern world. Therefore modelling and simulation of nutrient release from coated fertilizer has become the best method in way to study the behaviour of some parameters toward water saturation in and nutrient release from the coated-fertilizer granule. This project is the further development of modelling and computer simulation by Basu [1] which include some of the factors affecting the water saturation time and nutrient release time from a coated-fertilizer. The effect of granule radius, the diffusivity of water and nutrient, the temperature of surrounding, the contact areas and the characteristic of the coating are studied and the simulation was developed in this project. The studies and understanding of this project is very important and useful especially to determine the correct parameter in the manufacturing process of the coated-fertilizer granule and also will be useful for the farmers/users in the selection of the best fertilizers for their crops

Morphological Characteristics, Phenolic and Terpenoid Profiles in Garden Chrysanthemum Grown in Different Nutritional Conditions

Chrysanthemum indicum L. (Dendranthema indicum (L.) Des Moul) became useful as herbs and curatives in different parts of the world. In the current study, the chemical profile of outdoor cultivated Chrysanthemum indicum ‘Avalone Red’ was investigated for polyphenolic acid derivatives, flavonoids, alantolactone and ursolic acid using thin layer chromatography (TLC). Total phenolic content was determined through a classical method and semiquantitative analyses of alantolactone were performed through the HPLC method. Morphological and yield parameters and the chemical profile of plants were registered in two different nutritional statuses (local and enriched soil conditions). The results indicate that the studied cultivar is a potent source of phenolics and that the fertilisation increases the plant biosynthetic capacity for polyphenols (159.74 mg/100 g in leaves and 79.82 mg/100 g in flowers, in unfertilised plants, and 388.54 mg/100 g and 144.86 mg/100 g in leaves and flowers of fertilised plants, respectively, expressed as gallic acid equivalent value). The studied cultivar contains hyperoside (and other derivatives) and four main polyphenol carboxylic acids (including chlorogenic acid). Ursolic acid was not detected. The high pressure liquid chromatography (HPLC) analyses confirmed the presence of alantolactone identified in TLC chromatogram. Moreover, the fertilised plant samples contain only traces of alantolactone compared to the unfertilised plants. Alantolactone is present in a small amount (less than 0.1 mg %) but its presence alerts to the potential allergenic effect of the plant. Besides their ornamental value, chrysanthemums can have a wide array of uses due to their high amounts of bioactive compounds

MODELLING AND SIMULATION OF NUTRIENT DISPERSION FROM COATED FERTILIZER GRANULES

The usage of Controlled-Release Fertilizer (CRF) is essential in plants and crops to fulfil the need and requirement for the huge population in this modern world. Therefore modelling and simulation of nutrient release from coated fertilizer has become the best method in way to study the behaviour of some parameters toward water saturation in and nutrient release from the coated-fertilizer granule. This project is the further development of modelling and computer simulation by Basu [1] which include some of the factors affecting the water saturation time and nutrient release time from a coated-fertilizer. The effect of granule radius, the diffusivity of water and nutrient, the temperature of surrounding, the contact areas and the characteristic of the coating are studied and the simulation was developed in this project. The studies and understanding of this project is very important and useful especially to determine the correct parameter in the manufacturing process of the coated-fertilizer granule and also will be useful for the farmers/users in the selection of the best fertilizers for their crops

Évaluation d'une nouvelle génération d'engrais enrobés pour diminuer le lessivage des éléments minéraux et réduire les émissions de gaz à effet de serre (N2O)

Afin d’améliorer l’efficacité d’utilisation des engrais et réduire les répercussions négatives sur l’environnement, l’enrobage des engrais conventionnels à l’aide de nouveaux polymères biodégradables constitue une solution prometteuse. À cet effet, l’objectif de cette étude était d’évaluer cette nouvelle génération d’engrais enrobés à l’aide de nouveaux polymères biodégradables. L’homogénéité entre les particules des engrais enrobés était légèrement inférieure à celle des engrais conventionnels. Les polymères biodégradables étaient relativement solubles dans l’eau et ils ne freinaient pas la libération des éléments minéraux. La cinétique de libération des éléments minéraux dans un substrat tourbeux fut toutefois similaire chez les deux types d’engrais. Deux heures après application, Biodrix Na libéré 34% moins d’urée et N-urée que Ureia, mais la différence s’est estompée après un jour. L’effet des engrais enrobés sur la réduction du lessivage des nitrates et des pertes de N₂O a été évalué en conditions contrôlées. Aminaex et Biodrix N ont réduit le lessivage des nitrates de 41% et 54% par rapport à Ureia et ont retardé le flux maximal de N₂O de 10 jours par rapport à Ureia. Par contre, l’enrobage du phosphore n’a pas réduit son lessivage. Aminaex et Biodrix N ont eu une plus longue période d’émission de N₂O par rapport à Ureia, ce qui a augmenté le niveau du flux cumulé en N₂O après 20 jours pour les deux engrais enrobés par rapport à Ureia. Pour les engrais phosphatés, l’enrobage n’a pas assuré une libération lente, ni n’a réduit le lessivage des éléments minéraux. En conclusion, dans un milieu à température et à teneur en eau contrôlées, l’enrobage des engrais azotés enpolymères biodégradables a ralenti la solubilisation instantanée de l’urée et a permisde réduire le lessivage et les pics d’émissions de N₂OIn order to improve the efficiency of fertilizer use and reduce the negative impact they have on the environment, the coating of conventional fertilizers with new biodegradable polymers is a promising solution.The objective of this study was to evaluate a new generation of fertilizers coated with novel biodegradable polymers. The homogeneity of coated fertilizer particles was slightly lower than that of conventional fertilizers. Biodegradable polymers are relatively soluble in water and do not inhibit the release of mineral elements. The kinetics of nutrient release in a peat substrate was however similar for both types of fertilizer. Two hours after application, Biodrix N released 34% less urea and N-urea than Ureia, but the difference disappeared after one day. The effect of coated fertilizers on the reduction of nitrate leaching and N₂O losses was evaluated under controlled conditions. Aminaex and Biodrix N reduced nitrate leaching by 41% and 54% compared to Ureia and delayed the peak of N₂O efflux by 10 days. On the other hand, the coating of the phosphorus did not reduce its leaching. Aminaex and Biodrix N had a longer N₂O emission period than Ureia, which increased the cumulative N₂O efflux emissions after 20 days for both coated fertilizers compared to Ureia. In conclusion, undercontrolled conditions, coating nitrogen fertilizers with biodegradable polymers hindered the instantaneous solubilization of urea, decreased nitrate leaching and reduced the peak of N₂O efflux

Hydrogels made of biopolymers for agricultural and environmental applications

Tato diplomová práce je zaměřena na vývoj a charakterizaci aplikačních hydrogelových materiálů určených k zemědělskému využití. V experimentální části byly na základě literární rešerše navrženy a optimalizovány různé způsoby přípravy těchto materiálů. Při jejich charakterizaci byla hlavní pozornost věnována kinetikám botnání, rozpustnosti, uvolňování dusičnanů a huminových sloučenin. Dalším z důležitých měření byla termogravimetrická analýza připravených materiálů, jež poskytla informace o obsahu a formě poutání vody v materiálu. Vývoj materiálu byl směřován zejména k zemědělskému využití pro dodávání živin do půdy a regulaci vody v půdě.This diploma thesis is focused on development and characterization of hydrogel materials for agricultural use. In the experimental section, different methods of preparing these materials were designed and optimized according to previous literature review. In the characterization of resulting materials, the main attention was paid to the kinetics of swelling, to the solubility, the leaching of nitrate and of humic compounds. Thermogravimetric analysis represented another important characterization technique, which provided information about the content and form of water bound in the material. The development of the material aimed mainly at an agricultural application providing the delivery of nutrients to soil and regulation of water content in soil.

Empleo de subproductos de la industria yerbatera en el desarrollo de sistemas de encapsulación para la liberación controlada de fertilizantes

La actividad yerbatera es la base de la economía de los agricultores del Nordeste correntino. Actualmente se están buscando alternativas de diversificación, para paliar sus recurrentes crisis. Esa diversificación no debe significar el abandono de los yerbales, sino más bien un fuerte compromiso con este noble cultivo, que tiene buenas características como para seguir siendo el principal pilar de la economía regional. En el proceso de producción de la yerba mate, el 5% de lo que se genera es desecho industrial y no es apto para el consumo humano. Esto genera una gran cantidad de residuo orgánico en polvo con potencial de ser tratado y utilizado como abono orgánico y que actualmente no es aprovechado. La aplicación directa del polvo en los cultivos no es viable debido al reducido tamaño de partícula (más del 95% tiene un diámetro por debajo de los 500 micrómetros determinado por tamizado) lo cual dificulta su dispersión. Teniendo en cuenta este escenario el empleo de subproductos de la industria yerbatera en el desarrollo de sistemas de encapsulación para la liberación controlada de fertilizantes se presenta como una alternativa de reciclaje de bajo costo. En el presente trabajo se generaron distintos sistemas de encapsulación de fertilizantes biodegradables (urea, fósforo y potasio), en base al polvo de yerba mate el cual aportó una importante cantidad de materia orgánica y minerales además de actuar como relleno de la matriz de encapsulación..Facultad de Ciencias Exacta

Shoot and root responses of hybrid poplars to interspecific competition and soil fertility

Un zonage forestier incluant une sylviculture intensive d'arbres à croissance rapide sur une portion restreinte du territoire permettrait de répondre à la demande pour les produits du bois, réduire la pression sur les forêts naturelles, et augmenter la superficie d'aires protégées. Le peuplier hybride constitue un excellent candidat à la sylviculture intensive puisque sa croissance permet une récolte après 20 ans. Cette étude avait pour objectif d'évaluer les conditions environnementales qui optimisent la croissance du peuplier hybride en sol forestier boréal. Trois techniques d'aménagement sylvicole (la préparation mécanique du sol, le contrôle de la compétition végétale, et la fertilisation) ont été testées sur 40 hectares de plantations dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean. Des excavations de systèmes racinaires de peupliers, accompagnées d'incubations de sol à différentes profondeurs, ont été effectuées pour expliquer la réponse aux techniques d'aménagement. La compréhension du comportement des racines du peuplier a été approfondie par une expérience en pots, où des peupliers ont été plantés en présence de graminées et avec une distribution spatiale des nutriments homogène ou hétérogène. Les résultats suggèrent de favoriser la préparation mécanique du sol avant les autres techniques d'aménagement sylvicole puisqu'elle offre les meilleurs gains en croissance. La préparation par monticules s'avère être la meilleure méthode pour assurer la survie et la croissance des peupliers. Le développement du système racinaire est en effet grandement favorisé dans les monticules grâce au sol plus chaud et plus meuble, à une minéralisation accrue de l'azote, et à une faible compétition racinaire, ce qui donne accès à un large volume de sol et à un important réservoir de nutriments. Les racines de peupliers évitent effectivement la compétition, et ce, même à leur détriment, quand les zones les plus fertiles du sol sont occupées par la compétition. Pourtant, les résultats de l'expérience en pots démontrent que le peuplier peut malgré tout pénétrer dans la zone d'un compétiteur, si cette dernière est au moins aussi fertile que la sienne. Les racines de peuplier ont exploré davantage le sol et accédé ainsi à plus de ressources, malgré la présence de compétition, quand la distribution des nutriments était homogène. La croissance de la tige est dans ce cas semblable aux traitements sans compétition. Le peuplier réagit à la compétition et à la distribution spatiale des nutriments en modifiant son architecture racinaire, ce qui témoigne de sa grande plasticité. Cette étude favorisera le succès des plantations de peupliers hybrides, une condition gagnante du zonage forestier, en plus de générer des connaissances nouvelles pour mieux comprendre le comportement des plantes. \ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : aménagement sylvicole, azote, compétition végétale, distribution spatiale des nutriments, fertilisation, peuplier hybride, plantation d'arbres à croissance rapide, préparation mécanique du sol, racines, sols forestiers