Gnojivo

Makronutrijenti 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.

Gnojiva 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]

Vještačka 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]

Mnoga 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 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]

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] Porast cijene prirodnog plina u prošloj deceniji doprinio je porastu cijene gnojiva.^[17].

Anorganska 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 sadrže prirodne organske materijale (npr. đubre, kompost) i prirodno prisutne mineralne depozite (npr. šalitra – natrij-nitrat).

Organska 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.

 

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 gnojiva s visokim sadržajem dušika, koja se prodaju u SAD-u.^[27]

Da 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]