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.
Demonstracija djelovanja gnojiva (Tennessee, 1942)
Gnojiva tipično sadrže sljedeće elemente (u varijabilnim proporcijama):
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
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.
Anorganska (vještačka) gnojiva
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 fosfatnimstijenama 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]
Problemi s upotrebom
Trošenje elemenata u tragovima
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
Efekti prekomjerne upotrebe gnojiva
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]
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]
Porast cijene prirodnog plina u prošloj deceniji doprinio je porastu cijene gnojiva.[17].
Dugoročna održivost
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
Proizvodnja organskog gnojiva manjeg obimaVelika komercijalna proizvodnja komposta
Organska gnojiva sadrže prirodne organske materijale (npr. đubre, kompost) i prirodno prisutne mineralne depozite (npr. šalitra – natrij-nitrat).
Poređenje s anorganskim gnojivima
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.
Izvori organskih gnojiva
Životinjski izvori
Raspadajući životinjski izmet, izvor organskog gnojiva
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]
Biljni izvori
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]
Reference
^"Arhivirana kopija". Arhivirano s originala, 19. 2. 2010. Pristupljeno 29. 4. 2010.CS1 održavanje: arhivirana kopija u naslovu (link)
