Gnojivo
Gnojivo ili đubrivo jest smjesa tvari koja se koristi u poljoprivredi ili vrtlarstvu za poboljšanje rasta biljki. Obično se primjenjuje na poljoprivrednim zemljištima. Gnojiva se grubo mogu podijeliti na organska i anorganska (mineralna), gdje je osnovna razlika izvor iz kojeg je gnojivo nastalo, a ne nužno sastav nutrijenata.
Organska gnojiva i neka neorganska gnojiva dobivena iz ruda, su se koristila stoljećima, dok su se hemijski sintetizirana neorganska gnojiva počela razvijati tokom industrijske revolucije. Poboljšano razumijevanje djelovanja i početak upotrebe gnojiva bili su važni koraci u pred-industrijskoj i zelenoj revoluciji 20. stoljeća.
Gnojiva tipično sadrže sljedeće elemente (u varijabilnim proporcijama):
- tri primarna makronutrijenta: dušik, fosfor i kalij
- tri sekundarna makronutrijenta: kalcij, sumpor, magnezij
- 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% (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 gnojiva.[1]
Označavanje gnojiva
urediMakronutrijenti u gnojivu označavaju se na osnovu “NPK” analize, a također i kao “N-P-K-S” u Australiji[2].
Primjer označavanja za gnojivo potaša, koje ima omjer 1:1 kalija prema karbonatu ili 47% kalija i 53% karbonata u masenim postocima (što se dobije uzimajući u obzir razlike u molekularnoj težini između kalija i karbonata). Tradicionalna analiza 100g soli bi dala 60g K2O. Procentualni prinos K2O iz originalnih 100 g gnojiva predstavlja broj prikazan na oznaci. Kalijevo gnojivo u ovom slučaju imalo bi oznaku 0-0-60, a ne 0-0-52.
Anorganska (vještačka) gnojiva
urediGnojiva se mogu grubo podijeliti u organska gnojiva (sastavljena od obogaćene organske materije – biljnog ili životinjskog porijekla) i anorganska gnojiva (sastavljena od vještačkih supstanci i/ili minerala). Anorganska gnojiva često se sintetiziraju tokom Haber–Boschovog procesa, koji se koristi za sintezu amonijaka. Amonijak se koristi kao sirovina za stočnu hranu i druga dušična gnojiva, npr. amonij-nitrat i urea. Ovi koncentrovani proizvodi mogu se razblaživati vodom, pri čemu se dobija koncentrovano tečno gnojivo. Amonijak se može kombinovati s fosfatnim stijenama i fosfatnim gnojivom (Odda proces), pri čemu nastaje “kombinovano gnojivo”. Upotreba vještačkih dušičnih gnojiva se konstantno povećava u posljednjih 50 godina, i dostigla je gotovo 20 puta veću količinu te iznosi otprilike milijardu tona dušika godišnje. [3] Upotreba fosfatnih gnojiva također se povećala s devet miliona tona 1960. na 40 miliona tona u 2000. godini. Količina od šest do devet tona kukuruza u zrnu po hektaru zahtijeva upotrebu 30–50 kg fosfatnog gnojiva, dok soja zahtijeva 20–25 kg po hektaru.[4] Yara International najveći je svjetski proizvođač dušičnih gnojiva.[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
urediVještačka gnojiva najčešće se upotrebljavaju kod uzgoja kukuruza, ječma, šećerne trske, soje i suncokreta. Jedna studija pokazala je da primjena dušičnih gnojiva na usjev preostao izvan sezone, povećava biomasu i povoljno utječe na sadržaj dušika u glavnom usjevu, koji se sije u ljetnom periodu.[7]
Problemi s upotrebom
urediTrošenje elemenata u tragovima
urediMnoga anorganska gnojiva 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
urediPrekomjerna upotreba gnojiva može biti jednako štetna kao i premala količina.[13] “Sagorijevanje” može se dogoditi kada se primijeni previše gnojiva, što rezultira sušenjem korijena i oštećenjem ili čak odumiranjem biljke.[14]
Prevelika potrošnja energije
urediProizvodnja “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] Porast cijene prirodnog plina u prošloj deceniji doprinio je porastu cijene gnojiva.[17].
Dugoročna održivost
urediAnorganska gnojiva trenutno se proizvode na način koji je nemoguće koristiti beskonačno. Kalij i fosfor dolaze iz rudnika (ili slanih voda, kao što je Mrtvo more) i takvi izvori su ograničeni. Atmosferski nevezani dušik je efektivno neograničen izvor (više od 70% sastava atnosfere čini dušik), ali je u takvom obliku neupotrebljiv za biljke. Da bi taj dušik postao upotrebljiv biljkama, potrebna je fiksacija (prevođenje atmosferskog dušika u oblik koji biljke mogu koristiti). Vještačka dušična gnojiva tipično se sintetiziraju koristeći fosilna goriva, kao što su prirodni plin i ugalj, koji predstavljaju ograničene izvore.
Organska gnojiva
urediOrganska gnojiva sadrže prirodne organske materijale (npr. đubre, kompost) i prirodno prisutne mineralne depozite (npr. šalitra – natrij-nitrat).
Poređenje s anorganskim gnojivima
urediOrganska gnojiva tipično imaju manji sadržaj nutrijenata, rastvorljivost i brzinu oslobađanja nutrijenata u odnosu na anorganska gnojiva.[18][19]. Jedna studija je pokazala da u periodu od 140 dana, nakon sedam ispiranja nutrijenata da:
- Organska gnojiva oslobađaju između 25% i 60% sadržaja dušika
- gnojiva s kontrolisanim oslobađanjem imala su relativno konstantnu brzinu oslobađanja nutrijenata
- Rastvorljiva gnojiva oslobodila su najveću količinu dušika u prvom ispiranju.
Generalno, nutrijenti u organskim gnojivima više su razblaženi i manje dostupni biljkama. Prema UC IPM, sva “organska gnojiva” klasifikuju se kao gnojiva sa sporim oslobađanjem i ne mogu prouzrokovati sagorijevanje dušikom.[20] Organska gnojiva dobijena iz komposta i drugih izvora, mogu znatno varirati od jednog lota do drugog.[21] Bez ispitivanja lota nije moguće precizno znati sadržaj nutrijenata.
Izvori organskih gnojiva
urediŽivotinjski izvori
urediUrea 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 gnojiva s visokim sadržajem dušika, koja se prodaju u SAD-u.[27]
Biljni izvori
urediDa bi se zemljište obogatilo fiksacijom dušika iz atmosfere, često se uzgajaju usjevi koji služe kao zeleno gnojivo.[28] Ovi usjevi mogu također povećati i sadržaj fosfora (mobilizacijom nutrijenata).[29]
Reference
uredi- ^ "Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 19. 2. 2010. Pristupljeno 29. 4. 2010.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
- ^ "Draft Code of Practice for Fertilier Description and Labeling". Fertilizer Industry Federation Association (FIFA). 15. 9. 2008. Pristupljeno 3. 2. 2010.[mrtav link]
- ^ Glass, Anthony (septembar 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. 2. 2010. Pristupljeno 21. 2. 2010.
- ^ 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. 29. 10. 2007. Pristupljeno 2. 2. 2010.
- ^ Butler, Gillian (juni 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): 1431–1441(11). Arhivirano s originala, 23. 11. 2008. Pristupljeno 1. 2. 2010. Nepoznati parametar
|coauthors=
zanemaren (prijedlog zamjene:|author=
) (pomoć) - ^ Lehesranta1, Satu (2007). "Effects of agricultural production systems and their components on protein profiles of potato tubers". Proteomics. 7: 597–604. Pristupljeno 1. 2. 2010.[mrtav link]
- ^ "Nitrogen Fertilization: General Information". Arhivirano s originala, 29. 6. 2012. Pristupljeno 4. 5. 2010.
- ^ Avoiding Fertilizer Burn
- ^ IFA - Statistics - Fertilizer Indicators - Details - Raw material reserves Arhivirano 24. 4. 2008. na Wayback Machine (2002-10; accessed 2007-04-21)
- ^ Sawyer JE (2001). "Natural gas prices affect nitrogen fertilizer costs". IC-486. 1: 8.
- ^ "Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 6. 3. 2010. Pristupljeno 4. 5. 2010.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
- ^ "Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 24. 10. 2013. Pristupljeno 5. 5. 2010.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
- ^ 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
- ^ "Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 11. 6. 2010. Pristupljeno 5. 5. 2010.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
- ^ http://www.epa.gov/oecaagct/torg.html
- ^ http://www.ewg.org/reports/sludgememo
- ^ "Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 4. 5. 2011. Pristupljeno 5. 5. 2010.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
- ^ Schrack, Don (23. 2. 2009). "USDA Toughens Oversight of Organic Fertilizer: Organic fertilizers must undergo testing". The Packer. Pristupljeno 19. 11. 2009.
- ^ 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