Gnojivo
Đubrivo je smjesa tvari koja se koristi u poljoprivredi ili vrtlarstvu za poboljšanje rasta biljki. Obično se primjenjuje na poljoprivrednim zemljištima.
Đubriva se grubo mogu podijeliti na organska i anorganska (mineralna), gdje je osnovna razlika izvor iz kojeg je đubrivo nastalo, a ne nužno sastav nutrijenata.
Organska đubriva i neka anorganska đubriva dobivena iz ruda, su se koristila vijekovima, dok su hemijski sintetizirana anorganska đubriva počela da se razvijaju tokom industrijske revolucije. Poboljšano razumijevanje djelovanja i početak upotrebe đubriva su bili važni koraci u pred-industrijskoj i zelenoj revoluciji 20. vijeka.
Đubriva tipično sadrže sljedeće elemente (u varijabilnim proporcijama):
- tri primarna makronutrijenta: dušik, fosfor i kalijum
- tri sekundarna makronutrijenta: kalcijum, sumpor, magnezijum
- mikronutrijente ili mineralne elemente u tragovima: bor, hlor, mangan, željezo, cink, bakar, molibden i selen.
Makronutrijenti su elementi koji se troše u većim količinama i prisutni su u tkivu biljaka u količini 0,2% do 4,0% (izraženo na suhu materiju). Mikronutrijenti se troše u manjim količinama i prisutni su u biljnom tkivu u količinama koje su reda veličine 5 - 200 ppm ili manje od 0,02% suhe mase đubriva.[1]
Označavanje đubriva
Makronutrijenti u đubrivu se označavaju na osnovu “NPK” analize, a također i kao “N-P-K-S” u Australiji[2].
Primjer označavanja za đubrivo potaša, koje ima omjer 1:1 kalijuma prema karbonatu ili 47% kalijuma i 53% karbonata u masenim procentima (što se dobije uzimajući u obzir razlike u molekularnoj težini između kalijuma i karbonata). Tradicionalna analiza 100g soli bi dala 60g K2O. Procentualni prinos K2O iz originalnih 100g đubriva predstavlja broj prikazan na oznaci. Kalijumovo đubrivo bi u ovom slučaju imalo oznaku 0-0-60, a ne 0-0-52.
Anorganska đubriva (vještačka đubriva)
Đubriva se mogu grubo podijeliti u organska đubriva (sastavljena od obogaćene organske materije – biljnog ili životinjskog porijekla) i anorganska đubriva (sastavljena od vještačkih supstanci i/ili minerala). Anorganska đubriva se često sintetiziraju u toku Haber-Bosch-ovog procesa, koji se koristi za sintezu amonijaka. Amonijak se koristi kao sirovina za stočnu hranu i druga azotna đubriva, npr. amonijum nitrat i urea. Ovi koncentrovani proizvodi se mogu razblaživati vodom pri čemu se dobija koncentrovano tečno đubrivo. Amonijak se može kombinovati sa fosfatnim stijenama i fosfatnim đubrivom (Odda proces), pri čemu nastaje “kombinovano đubrivo”. Upotreba vještačkih azotnih đubriva se konstantno povećava u zadnjih 50 godina, i dostigla je skoro 20 puta veću količinu te iznosi oko 1 milijardu tona azota godišnje. [3] Upotreba fosfatnih đubriva se također povećala sa 9 miliona tona 1960. godine do 40 miliona tona u 2000. godini. Količina od 6-9 tona kukuruza u zrnu po hektaru zahtijeva upotrebu 30–50 kg fosfatnog đubriva, dok soja zahtijeva 20–25 kg po hektaru.[4] Yara International je najveći svjetski proizvođač azotnih đubriva.[5]
Država | Udio ukupne
potrošnje N(%) |
Količina
(1000 t/godina) |
---|---|---|
SAD | 51 | 4697 |
Kina | 16 | 2998 |
Francuska | 52 | 1317 |
Njemačka | 62 | 1247 |
Kanada | 55 | 897 |
Velika Britanija | 70 | 887 |
Brazil | 40 | 678 |
Španija | 42 | 491 |
Meksiko | 20 | 263 |
Turska | 17 | 262 |
Argentina | 29 | 126 |
Upotreba
Vještačka đubriva se najčešće upotrebljavaju kod uzgoja kukuruza, ječma, šećerne trske, soje i suncokreta. Jedna studija je pokazala da primjena azotnih đubriva na usjev preostao izvan sezone, povećava biomasu i ima povoljan uticaj na sadržaj azota u glavnom usjevu, koji se sije u ljetnom periodu. [7]
Problemi sa upotrebom vještačkih đubriva
Trošenje elemenata u tragovima
Mnoga anorganska đubriva ne zamjenjuju elemente u tragovima u zemljištu, te zemljište postaje postepeno osiromašeno pri uzgajanju usjeva. Ovo trošenje je u vezi sa studijama koje su pokazale opadanje sadžaja (do 75%) količine elemenata u tragovima u voću i povrću.[8] Ipak, iz nedavne analize 55 naučnih studija zaključeno je da "nema dokaza da postoji razlika u kvalitetu nutrijenata između hrane proizvedene organskim i konvencionalnim postupkom." [9] Nasuprot tome, jedna dukoročna studija koju je finansirala Evropska Unija[10][11][12] je pokazala da organski-proizvedeno mlijeko sadrži značajno veći sadržaj antioksidanata (npr. karotenoida i alfa-linolenske kiseline) nego konvencionalno proizveden proizvod.
Prekomjerna upotreba đubriva
Prekomjerna upotreba đubriva može biti jednako štetna kao i premala količina.[13] “Sagorijevanje” može se dogoditi kada se primijeni previše đubriva, što rezultira sušenjem korijena i oštećenjem ili čak odumiranjem biljke.[14]
Prevelika potrošnja energije
Proizvodnja “vještačkog” amonijaka trenutno troši oko 5% globalne potrošnje prirodnog gasa, što je nešto ispod 2% svjetske energetske proizvodnje.[15] Troškovi korištenja prirodnog gasa u proizvodnji amonijaka predstavljaju 90% troškova proizvodnje amonijaka.[16] Povećanje cijene prirodnog gasa u prošloj deceniji je doprinijelo povećanju cijene đubriva.[17].
Dugoročna održivost
Anorganska đubriva se trenutno proizvode na način koji je nemoguće koristiti beskonačno. Kalijum i fosfor dolaze iz rudnika (ili slanih voda, kao što je Mrtvo more) i takvi izvori su ograničeni. Atmosferski nevezani azot je efektivno neograničen izvor (više od 70% sastava atnosfere čini azot), ali je u takvom obliku neupotrebljiv za biljke. Da bi taj azot postao upotrebljiv biljkama, potrebna je fiksacija (prevođenje atmosferskog azota u oblik koji biljke mogu koristiti). Vještačka azotna đubriva se tipično sintetiziraju koristeći fosilna goriva kao što je prirodni gas i ugalj, koji predstavljaju ograničene izvore.
Organska đubriva
Organska đubriva sadrže prirodne organske materijale (npr. đubre, kompost) i prirodno prisutne mineralne depozite (npr. šalitra – natrijum nitrat).
Poređenje sa anorganskim đubrivima
Organska đubriva tipično imaju manji sadržaj nutrijenata, rastvorljivost i brzinu oslobađanja nutrijenata u odnosu na anorganska đubriva.[18][19]. Jedna studija je pokazala da u periodu od 140 dana, nakon 7 ispiranja nutrijenata da:
- Organska đubriva oslobađaju između 25% i 60% sadržaja azota
- Đubriva sa kontrolisanim oslobađanjem su imala relativno konstantnu brzinu oslobađanja nutrijenata
- Rastvorljiva đubriva su oslobodila najveću količinu azota u prvom ispiranju
Generalno, nutrijenti u organskim đubrivima su više razblaženi i manje dostupni biljkama. Prema UC IPM, sva “organska đubriva” se klasifikuju kao đubriva sa sporim oslobađanjem i ne mogu prouzrokovati sagorijevanje nitrogenom.[20] Organska đubriva dobivena iz komposta i drugih izvora, mogu značajno varirati od jednog lota do drugog. [21] Bez ispitivanja lota nije moguće precizno znati sadržaj nutrijenata.
Izvori organskih đubriva
Životinjski izvori
Urea životinjskog porijekla je pogodna za upotrebu u organskoj poljoprivredi, dok vještačka urea nije pogodan izvor. [22][23]. Često se “organska” poljoprivreda definiše kao minimalna upotreba procesiranja, a također i upotreba prirodnih bioloških procesa (npr.stvaranje komposta). Otpadni mulj ima veoma ograničenu upotrebu u organskoj poljoprivrednoj proizvodnji u SAD, zbog zabrane njegove upotrebe (zbog akumulacije toksičnih metala, između ostalih faktora) [24][25][26]. USDA sada zahtijeva certificiranje od treće strane za đubriva sa visokim sadržajem azota, koja se prodaju u SAD.[27]
Biljni izvori
Da bi se zemljište obogatilo fiksacijom azota iz atmosfere, često se uzgajaju usjevi koji služe kao zeleno đubrivo. [28] Ovi usjevi mogu također povećati i sadržaj fosfora (mobilizacijom nutrijenata).[29]
Reference
- ^ http://aesl.ces.uga.edu/publications/plant/Nutrient.htm
- ^ "Draft Code of Practice for Fertilier Description and Labeling". Fertilizer Industry Federation Association (FIFA). 2008-09-15. Pristupljeno 3 Februar 2010. Provjerite vrijednost datuma u parametru:
|accessdate=
(pomoć)CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link) - ^ Glass, Anthony (September 2003). "Nitrogen Use Efficiency of Crop Plants: Physiological Constraints upon Nitrogen Absorption". Critical Reviews in Plant Sciences. 22 (5). doi:10.1080/713989757.
- ^ Vance (2003). "Phosphorous acquisition and use: critical adaptations by plants for securing a non renewable resource". New Phythologist. 157: 423–447. Nepoznati parametar
|coauthors=
zanemaren (prijedlog zamjene:|author=
) (pomoć) - ^ "Mergers in the fertiliser industry". The Economist. 18 Februar 2010. Pristupljeno 21 Februar 2010. Provjerite vrijednost datuma u parametru:
|accessdate=
i|date=
(pomoć)CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link) - ^ United Nations Food and Agriculture Organization, Livestock's Long Shadow: Environmental Issues and Options, Table 3.3 retrieved 29 Jun 2009
- ^ Nitrogen Applied Newswise, Retrieved on October 1, 2008.
- ^ Lawrence, Felicity (2004). "214". u Kate Barker (ured.). Not on the Label. Penguin. str. 213. ISBN 0-14-101566-7.
- ^ Dangour et al. 2009. Nutritional quality of organic foods: a systematic approach. Am. J. Clin. Nutr.
- ^ "Organic produce 'better for you'". BBC News. Monday, 29 October 2007. Pristupljeno 2 February 2010. Provjerite vrijednost datuma u parametru:
|date=
(pomoć)CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link) - ^ Butler, Gillian (June 2008). "Fatty acid and fat-soluble antioxidant concentrations in milk from high- and low-input conventional and organic systems: seasonal variation". Journal of the Science of Food and Agriculture. John Wiley & Sons, Ltd. 88 (8): pp. 1431–1441(11). Pristupljeno Feb 1, 2010. Nepoznati parametar
|coauthors=
zanemaren (prijedlog zamjene:|author=
) (pomoć);|pages=
sadrži dodatni tekst (pomoć)CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link) - ^ Lehesranta1, Satu (2007). "Effects of agricultural production systems and their components on protein profiles of potato tubers". Proteomics. 7: 597–604. Pristupljeno Feb 1, 2010. CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link)
- ^ Nitrogen Fertilization: General Information
- ^ Avoiding Fertilizer Burn
- ^ IFA - Statistics - Fertilizer Indicators - Details - Raw material reserves (2002-10; accessed 2007-04-21)
- ^ Sawyer JE (2001). "Natural gas prices affect nitrogen fertilizer costs". IC-486. 1: 8. Vanjski link u parametru
|title=
(pomoć) - ^ http://www.ers.usda.gov/Data/FertilizerUse/
- ^ http://www.actahort.org/members/showpdf?booknrarnr=644_20
- ^ http://ag.arizona.edu/pubs/garden/mg/soils/organic.html
- ^ http://www.ipm.ucdavis.edu/TOOLS/TURF/SITEPREP/amenfert.html
- ^ http://www.msuorganicfarm.com/Compost.pdf
- ^ http://www.ecochem.com/t_natfert.html
- ^ http://www.cababstractsplus.org/abstracts/Abstract.aspx?AcNo=20023145231
- ^ http://www.epa.gov/oecaagct/torg.html
- ^ http://www.ewg.org/reports/sludgememo
- ^ http://www.calorganicfarms.com/news/full.php?id=22
- ^ Schrack, Don (2009-02-23). "USDA Toughens Oversight of Organic Fertilizer: Organic fertilizers must undergo testing". The Packer. Pristupljeno 19 November 2009. CS1 održavanje: nepreporučeni parametar (link)
- ^ http://www.pubmedcentral.nih.gov/pagerender.fcgi?artid=373994&pageindex=6#page
- ^ http://books.google.com/books?id=XO3pio5Opy8C&pg=PA564&lpg=PA564&dq=phosphorus+addition+fava+bean&source=bl&ots=Rjkls81sXS&sig=KpWCnyWUNvcB9eKX4tNLsrB98o4&hl=en&ei=_LzZSfyvKJKatAPx4oiwCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1