سیلیکات پتاسیم مایع

1. حوزهٔ فنی / Technical Field
2. پیش‌زمینهٔ فنی و فنون پیشین / Background & Prior Art
3. هدف و خلاصهٔ ابداع / Purpose & Summary
4. توصیف دقیق ابداع / Specific Description
5. نمونه‌ها / Examples
6. نمونه‌های آزمایشی و نتایج / Test Examples & Results
7. اثرات و نتایج کاربردی / Effects
8. پیشنهادات عملی / Practical Recommendations

حوزهٔ فنی / Technical Field

این ابداع مربوط به کودهای مایع حاوی پتاسیم (به صورت سیلیکات پتاسیم) و ترکیبات سیلیکات است. تمرکز اصلی بر طراحی و روش تولید کود مایع سریع‌العملی است که حتی پس از رقیق‌سازی یا نگهداری بلندمدت دچار رسوب نشود و بتوان آن را به سمت pH نزدیک به خنثی تنظیم کرد.

پیش‌زمینهٔ فنی و فنون پیشین / Background & Prior Art

عنصر سیلیس برای بسیاری از گیاهان از جمله برنج اهمیت دارد؛ زیرا به افزایش مقاومت در برابر بیماری‌ها و تقویت بافت ساقه و برگ کمک می‌کند. با این حال، گونه‌های محلول سیلیکات معمولاً تنها در قالب سیلیکات‌های قلیایی مانند شیشهٔ آب‌نمود (water glass) یا سیلیکات پتاسیم پایدار می‌مانند که در pH≥10 قرار دارند. قلیائیت بالا مشکلاتی در ایمنی، کاربرد مزرعه‌ای و تأثیرات منفی بر گیاه ایجاد می‌کند؛ بنابراین تقاضا برای فناوری‌هایی که بتوانند pH را کاهش دهند بدون اینکه رسوب سیلیکات رخ دهد، افزایش یافته است.

هدف و خلاصهٔ ابداع / Purpose & Summary

هدف ارائهٔ یک کود مایع سیلیکات پتاسیم است که در pH‌های پایین‌تر نیز بدون ایجاد رسوب پایدار بماند و راندمان جذب توسط گیاه را افزایش دهد. روش پیشنهادی شامل افزودن اسیدهای آلی مانند تارتاریک یا مالئیک به محلول سیلیکات پتاسیم برای کاهش pH همراه با جلوگیری از رسوب است. علاوه بر این، هم‌افزایی استفاده از EDTA یا نمک‌های کمپلکس آن جهت بهبود پایداری محلول و تأمین عناصر ریزمغذی (مانند Fe، Mn، Zn) مورد توجه قرار گرفته است.

توصیف دقیق ابداع / Specific Description

مواد اولیه و اصول کلی

موارد کلیدی عبارت‌اند از: استفاده از سیلیکات پتاسیم قابل حل در آب (نمونه: نسبت K2O / SiO2 مشخص)، و در صورت نیاز استفاده اقتصادی از آب‌گلاس صنعتی که با KOH یا K2CO3 به صورت پتاسیمی تنظیم شده است. افزودن اسیدهای آلی (تارتاریک، مالئیک و نظایر آن) باعث کاهش pH همراه با مهار تجمع و رسوب سیلیکات می‌شود و احتمال تشکیل کمپلکس‌ها یا نمک‌های دوگانه مورد انتظار است.

نقش EDTA و نمک‌های ریزمغذی

EDTA و نمک‌های کمپلکس-فلزی آن (مانند EDTA-Fe, EDTA-Mn, EDTA-Zn) در نگهداری پایدار یون‌های سیلیکات و فلزات ریزمغذی در فاز آبی مؤثرند. حضور این کمپلکس‌ها موجب کاهش احتمال رسوب ناشی از کاهش pH شده و تأمین هم‌زمان عناصر ریزمغذی را تسهیل می‌کند.

تنظیم قبلی نسبت‌های شیمیایی

پیش‌تنظیم نسبت (SiO2)/(K2O) با استفاده از KOH یا K2CO3 می‌تواند شبکهٔ سیلیکاتی را شکسته و ریزتر سازد که این امر تثبیت پس از افزودن اسید را تسهیل می‌کند. این گام به ویژه در مقیاس تولید جهت دستیابی به پراکنش یکنواخت مولکولی و کاهش ریسک رسوب اهمیت دارد.

نمونه‌ها / Examples

یک روش متداول تهیه به‌صورت خلاصه به شرح زیر است: از محلول پایهٔ سیلیکات پتاسیم با pH حدود 11 شروع می‌شود. سپس مقادیر اندک و تدریجی از محلول 10% K2CO3، تارتاریک یا مالئیک اسید و EDTA یا نمک‌های کمپلکس فلزی افزوده می‌شود تا pH هدف حدوداً بین 8.0 تا 9.5 حاصل گردد؛ در پایان محلول فیلتر و محصول نهایی به‌دست می‌آید. در نمونه‌های گزارش‌شده، رقیق‌سازی 3–5 برابر و نگهداری 3 هفته‌ای بدون مشاهدهٔ رسوب بوده است.

نمونه‌های آزمایشی و نتایج / Test Examples & Results

در آزمایشات گلدانی با برنج از نوع کوشی هیکاری (25 روزه)، بخش‌هایی که با کود مایع سیلیکات پتاسیم پیشنهادی تیمار شدند، در مقایسه با ترکیب سنتی سیلیکات-کلسیم + سولفات پتاسیم، افزایش جذب سیلیکات و پتاسیم و بهبود کارایی جذب را نشان دادند. این عملکرد بالاتر جذب در مرحلهٔ رشد اولیه می‌تواند به احیای زمین‌های شالیکاری فرسوده و کاهش پدیدهٔ افت ناشی از تحلیل خاک کمک نماید.

اثرات و نتایج کاربردی / Effects

مزایای کلیدی این ابداع عبارت‌اند از: تولید کود با راندمان جذب بالا توسط گیاه، پایداری در برابر نگهداری و رقیق‌سازی بدون ایجاد رسوب، و بهبود جذب سیلیکات که می‌تواند از مشکلاتی مانند پوسیدگی ریشه و افت در زمین‌های شالیکاری فرسوده جلوگیری کند. همچنین، هم‌زمانی تأمین عناصر ریزمغذی از طریق نمک‌های EDTA موجب ارتقای توازن تغذیه‌ای می‌شود.

پیشنهادات عملی / Practical Recommendations

• افزودن تدریجی با اختلاط قوی — اسیدهای آلی و EDTA را به‌یک‌باره اضافه نکنید؛ از افزودن گام‌به‌گام برای جلوگیری از شوک موضعی pH استفاده کنید.
• قبل از تولید نهایی، آزمایش رقیق‌سازی و نگهداری را انجام دهید تا مطمئن شوید در نسبت‌های رقیق‌سازی مدنظر رسوب تشکیل نمی‌شود.
• در کاربرد میدانی می‌توان از مقادیر مرجع استفاده کرد (نمونه: برای شالیکاری حدود 8–16 کیلوگرم در هر 10 اَره، با مقدار پیشنهادی تقریباً 12 کیلوگرم)؛ اما دوزها را بر اساس شرایط خاک و نیاز محصول بهینه کنید.

جمع‌بندی: موارد فوق نکات اصلی این فناوری را ارائه می‌کنند. شرایط طراحی، تولید و کاربرد میدانی باید متناسب با ترکیب مواد اولیه و هدف مصرف بهینه‌سازی شوند تا نتایج پایدار و اقتصادی حاصل گردد.