Lannoite
Lannoite eli apulanta on ravinneseos, jota lisätään viljelysmaahan isomman sadon vuoksi ja viljelykasvien kasvun kiihdyttämiseksi. Lannoittamisen ajatus on palauttaa maaperän orgaaniseen osaan ne ravinteet, jotka poistuivat sadonkorjuun, lehtien haravoinnin tai nurmikonleikkuun mukana.
Vaikka lantaa, tuhkaa ja raudanvalmistuksen sivutuotetta tuomaskuonaa on käytetty lannoitteena vuosisatojen ajan, nykyään lannoitteet valmistetaan teollisesti epäorgaanisista materiaaleista. Aikoinaan maanviljelyssä käytettiin vain maaperässä jo olevia ravinteita, puutuhkaa ja sadon syömisestä syntyviä virtsaa ja ulosteita levittiin takaisin pelloille. Myöhemmin lannoitteena käytettiin myös orgaanista guanoa. Hyödynnettiin myös teollisuuden sivutuotteita kuten tuomaskuonaa, jota 1800-luvun loppupuolelta alkaen alettiin korvata epäorgaanisella superfosfaatilla. 1900-luvun alussa lannoitteita kehitettiin kasvavan kemiantietämyksen avulla edelleen, mutta niitä päästiin hyödyntämään toden teolla vasta toisen maailmansodan jälkeen.
Lannoitteet sisältävät yleensä ennen kaikkea typpeä, fosforia ja kaliumia. Nämä kolme ovat kasvien pääravinteita. Nykyään myös rikki tekee paluuta pääravinteeksi lannoitteissa teollisten päästöjen rikkilaskeuman vähennyttyä merkittävästi. Niistä muodostuu NPK-arvo, eli ensimmäisenä typpi (N), toisena fosfori (P) ja kolmantena kalium (K). Jos lannoitetta on sata kiloa ja lannoitteen NPK-arvo on 27-4-16, sisältää se noin 27 kg typpeä, 4 kg fosforia ja 16 kg kaliumia. Tyypilliset lisä- tai sivuravinteet ovat kalsium, rikki ja magnesium. Hivenaineina mukana on myös booria, rautaa, sinkkiä, kuparia, molybdeenia ja seleeniä.
Typellä on kaikkein vahvin vaikutus kasvin kasvuun, sillä sen avulla kasvaa vahva ja elinvoimainen kasvi. Typen saantia ei pitäisi koskaan estää täysin tai kasvin kasvaminen tyrehtyy. Kaikki kasvit eivät kuitenkaan tarvitse typpeä lannoitteesta, vaan sitovat sitä ilmakehästä symbioottisten juuristobakteerien avulla. Sellaisia ovat muun muassa apilat, herne ja leppä. Tällaisten kasvien yletön typpilannoitus voi olla niille jopa vahingollista.
Fosfori on kasville tärkeä aine muodostettaessa uutta solukkoa sekä yhteyttämisen kannalta. Fosforia tarvitaan erityisesti heti itämisen jälkeen ja kukkimisvaiheessa. Lannoituksessa fosfori on pakko antaa kylvön yhteydessä. Typen ja kaliumin voi levittää ennen kylvöä tai oraalletulon jälkeen, kun kasvi on 5-6-lehtiasteella.
Suomen pelloissa on kaliumia luonnostaan niukasti. Pitäisi pyrkiä siihen, että koko vuoden lannoituksessa annettaisiin kaliumia 80% typen määrästä. Vastustuskyky taudeille ja tukeva varsi ovat kaliumin ansiota. Kalium vaikuttaa myös muiden ravinteiden imeytymiseen. Kaliumintarve on suurimmillaan nuorilla kasveilla, mutta sitä tarvitaan myös terveiden kukintojen muodostamiseen.
Lannoitteita valmistetaan pääsääntöisesti kaivettavista mineraaleista ja ilman kaasuista. Teollisesti valmistettu apulanta on yleensä raemaista ja nopeasti veteen liukenevaa. Lannoiteteollisuus on hyvin energiaintensiivistä, ja lannoitetehtaat on perinteisesti perustettu vesivoimalaitosten yhteyteen, koska näin tuotettu sähkö on edullista.
Typpilannoitteet valmistetaan Haber–Bosch-menetelmällä. Siinä maakaasun sisältämästä vedystä ja ilmakehän typestä valmistetaan katalyyttisesti noin 700 °C:n lämpötilassa ammoniakkia. Sitä voidaan käyttää sellaisenaan tai siitä voidaan valmistaa edelleen esim. ureaa, ammoniumnitraattia tai rikkihapon kanssa ammoniumsulfaattia.
Typpilannoitteita valmistetaan lähes yksinomaan maakaasusta, mutta käytännössä biokaasun metaania voitaisiin myös käyttää Haber–Bosch-menetelmässä. Lisäksi veden elektrolyysillä saatavasta vedystä voidaan valmistaa typpilannoitteita, lähinnä vesivoimaloiden yhteydessä, mutta elektrolyysissä käytettävä sähkö on kalliimpaa kuin maakaasun käyttäminen.
Fosforilannoitteet valmistetaan kaivettavista fosforimineraaleista kahdella tavalla. Ensimmäisessä valmistustavassa käytetään rikkihappoa ja kivihiilestä kuivatislaamalla saatavaa koksia. Rikkihappo valmistetaan öljynjalostuksen ja kivihiilen polttamisen sivutuotteena saatavasta rikistä. Toisessa tavassa fosforista valmistetaan fosforihappoa.
Tunnetuista fosforivarannoista noin 40 prosenttia sijaitsee Marokossa. Suurimmat fosforilannoitteiden tuottajat ovat Kiina ja Yhdysvallat.
Kaliumlannoitteet (kaliumin suoloja) valmistetaan kaliumpitoisista mineraaleista.
Kotona lannoitteita käytetään sisäkasvien kukoistamisen parantamiseen. Pienessä ruukussa ravinteet loppuvat nopeasti, joten lannoitteen saanti on turvattava. Tavallisia kotikäyttöön suunnattuja lannoitteita voidaan sumuttaa lehdille, jolloin puhutaan lehtiruokinnasta, mutta lannoitepitoisuus täytyy muistaa pitää pienenä.
Lannoitteita on epäorgaanisia ja orgaanisia. Suurin osa lannoitteista ovat epäorgaanisia, eli esimerkiksi ilman typestä laboratorioissa rakennettuja. Lannoittamiselle nimensä antanut lanta on menettänyt merkitystään viime vuosikymmeninä, kun laboratorioissa rakennetut ja maaperästä kaivettuihin mineraaleihin perustuvat keinolannoitteet ovat yleistyneet. Luomuviljelyssä suositaan eläimen lantaa, kompostia ja kesannointia lannoitusmenetelminä. Karjataloudessa helpompi lietelanta on erityisesti hajuhaittojen vuoksi tarkemmin valvottava kuin kompostoitava karjanlanta.
Liiallinen ja suunnittelematon lannoittaminen johtaa vesistöjen rehevöitymiseen ja taloudelliseen haaskaukseen. Siksi maatalouden tukiehdot edellyttävät lannoituksen perustumista maa-analyysiin ja sallitut lannoitusajat on erikseen määritelty. Kotona liiallinen lannoittaminen on myös tuhoisaa, koska liian suuret lannoitepitoisuudet vioittavat tai jopa tappavat kasvin. Maltillinen lannoittaminen säännöllisin väliajoin saattaa luoda kotiin rehevän puutarhan.
Keväällä voidaan antaa kaikkia lannoitteita, mutta jos syksyllä annetaan liikaa typpeä, kasvin talvehtiminen häiriintyy, minkä takia syyskäyttöön suositellaan PK–, eli typetöntä lannoitetta.