Yavaş salınımlı azot gübresinin toz formda hazırlanması

Bu tezin amacı, üreaz inhibitörleri, nitrifikasyon inhibitörleri ve polimer bazlı azot kaynaklarının bir arada kullanımıyla katı formda yavaş salınımlı yeni nesil azot gübre (YSAG) formülasyonlarının geliştirilmesidir. Araştırma, geleneksel gübrelerin verimsizliklerini ve çevresel etkilerini ele alarak, azot kayıplarını en aza indirirken besin maddelerinin uzun süreli kullanılabilirliğini sağlayan alternatif formülasyonlar sunmayı amaçlamaktadır. Formülasyonlarda üç ana bileşen kullanılmıştır: üreaz inhibitörü olarak N-(n-bütil) tiyofosforik triamid (NBPT), nitrifikasyon inhibitörü olarak disiyandiamid (DCD) ve yavaş salınımlı azot matrisi olarak üre-formaldehit (UF) reçinesi. Ayrıca, besin profillerini zenginleştirmek ve fiziksel stabiliteyi artırmak amacıyla amonyum nitrat, monoamonyum fosfat (MAP) ve maltodekstrin gibi çeşitli bağlayıcılar da formülasyonlara dahil edilmiştir. Çalışma kapsamında, DCD veya MAP içeren kompozit granüller, maltodekstrin ve diğer katkı maddeleriyle kaplanmış üre dahil olmak üzere çeşitli gübre tipleri sistematik olarak formüle edilmiş ve değerlendirilmiştir. UF reçineleri ise polimerizasyon reaksiyonları yoluyla sentezlenmiştir. Her bir formülasyon, kimyasal bileşimi (toplam azot, CWIN, HWIN), fiziksel özellikleri (kaplama homojenliği, doku) ve azot salınım davranışı açısından analiz edilmiştir. Özellikle F9 ve F10 numaralı formülasyonlar, yaklaşık %38,5–38,6 toplam azot içeriği, kontrollü çözünürlük gösteren üre-formaldehit reçinesi ve %73,0 ile %79.7,0 arasında değişen etki indeksleriyle güçlü yavaş salınım performansı sergilemiştir. Çalışma, inhibitörlerin polimer taşıyıcılarla entegrasyonunun gelişmiş YSAG üretimi için uygulanabilir bir strateji olduğunu doğrulamaktadır. Bu formülasyonlar, besin salınımını bitki alımıyla senkronize ederek azot kullanım verimliliğini (NUE) artırmakta ve sürdürülebilir tarım uygulamalarını desteklemektedir. Sonuç olarak, polimerik ürenin nitrifikasyon ve üreaz inhibitörleriyle birlikte kullanılması, ileri düzey yavaş salınımlı azot gübrelerinin üretimi için etkili bir yaklaşımdır. Bu yöntem, yalnızca besin verimliliğini artırmakla kalmayıp aynı zamanda azotun aşırı kullanımına bağlı çevresel sorunlara da çözüm sunmaktadır. Araştırmanın, iklim dirençli ve kaynak etkin tarım için tasarlanmış yeni nesil gübrelerin geliştirilmesine önemli katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

This thesis focuses on the development of solid slow-release nitrogen fertilizers (SRNFs) using a combination of urease inhibitors, nitrification inhibitors, and polymer-based nitrogen sources. The research addresses the inefficiencies and environmental impacts of conventional fertilizers by formulating improved alternatives that provide prolonged nutrient availability while minimizing nitrogen losses. Three major components were utilized in the formulations: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) as a urease inhibitor, disiyandiamid (DCD) as a nitrification inhibitor, and urea-formaldehyde (UF) resin as a slow-release nitrogen matrix. Additional materials such as ammonium nitrate, monoammonium phosphate, and various binders (e.g., maltodextrin) were also included to enhance nutrient profiles and improve physical stability. The study systematically formulated and evaluated multiple fertilizer types, including coated urea, composite granules with DCD or MAP, maltodextrin, and other additives to enhance effectiveness. UF resins were also produced through polymerization reactions. Each formulation was analyzed for its chemical composition (total nitrogen, CWIN, HWIN), physical properties (coating uniformity, texture), and nitrogen release behavior. Several formulations (notably F9 and F10) demonstrated desirable attributes such as high total nitrogen content (~38.5–38.6%), the urea formaldehyde resin shows controlled solubility, and activity indices ranging from 74.2% to 78.7%, indicating strong slow-release performance. The study confirms that integrating inhibitors with polymeric carriers is a viable strategy for developing advanced SRNFs. These formulations effectively synchronize nutrient release with plant uptake, which is essential for improving nitrogen use efficiency (NUE) and supporting sustainable agricultural practices. The study concludes that combining polymeric urea with nitrification and urease inhibitors is a viable strategy for producing advanced slowrelease nitrogen fertilizers. The approach not only enhances nutrient efficiency but also addresses environmental concerns associated with nitrogen overuse. This research contributes to the development of next-generation fertilizers tailored for climate-resilient and resource-efficient farming.