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.

mini|desno|200px|Demonstracija djelovanja gnojiva (Tennessee, 1942)

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.

 Označavanje gnojiva 
Makronutrijenti u gnojivu označavaju se na osnovu “NPK” analize, a također i kao “N-P-K-S” u Australiji.

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 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.

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. Yara International najveći je svjetski proizvođač dušičnih gnojiva.

+ Najveći svjetski potrošači dušičnih gnojivaUnited Nations Food and Agriculture Organization, Livestock's Long Shadow: Environmental Issues and Options, Table 3.3 retrieved 29 Jun 2009  Država Udio ukupne 
potrošnje N(%) Količina 
(1000 t/godina) SAD51 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 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.Nitrogen Applied Newswise, Retrieved on October 1, 2008.

 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. 
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." Dangour et al. 2009. Nutritional quality of organic foods: a systematic approach. Am. J. Clin. Nutr. 
Nasuprot tome, jedna dukoročna studija koju je finansirala Evropska Unija 
je pokazala da organski-proizvedeno mlijeko sadrži značajno veći sadržaj antioksidanata (npr. karotenoida i alfa-linolenske kiseline) nego konvencionalno proizveden proizvod.

 Prekomjerna upotreba 
 lijevo|mini|100px|Efekti prekomjerne upotrebe gnojiva

Prekomjerna upotreba gnojiva može biti jednako štetna kao i premala količina. 
“Sagorijevanje” može se dogoditi kada se primijeni previše gnojiva, što rezultira sušenjem korijena i oštećenjem ili čak odumiranjem biljke.Avoiding Fertilizer Burn

 Prevelika potrošnja energije 

Proizvodnja “vještačkog” amonijaka trenutno troši oko 5% globalne potrošnje prirodnog gasa, što je nešto ispod 2% svjetske energetske proizvodnje.IFA - Statistics - Fertilizer Indicators - Details - Raw material reserves  (2002-10; accessed 2007-04-21) 
Troškovi korištenja prirodnog gasa u proizvodnji amonijaka predstavljaju 90% troškova proizvodnje amonijaka. 
Porast cijene prirodnog plina u prošloj deceniji doprinio je porastu cijene gnojiva..

 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 

 mini|Proizvodnja organskog gnojiva manjeg obima
mini|Velika 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..
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.http://www.ipm.ucdavis.edu/TOOLS/TURF/SITEPREP/amenfert.html
Organska gnojiva dobijena iz komposta i drugih izvora, mogu znatno varirati od jednog lota do drugog.http://www.msuorganicfarm.com/Compost.pdf
Bez ispitivanja lota nije moguće precizno znati sadržaj nutrijenata.

 Izvori organskih gnojiva 
 Životinjski izvori 
mini|Raspadajući životinjski izmet, izvor organskog gnojiva
Urea životinjskog porijekla je pogodna za upotrebu u organskoj poljoprivredi, dok vještačka urea nije pogodan izvor.http://www.ecochem.com/t_natfert.html. 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) http://www.epa.gov/oecaagct/torg.htmlhttp://www.ewg.org/reports/sludgememo.
USDA sada zahtijeva certificiranje od treće strane za gnojiva s visokim sadržajem dušika, koja se prodaju u SAD-u.

 Biljni izvori 
Da bi se zemljište obogatilo fiksacijom dušika iz atmosfere, često se uzgajaju usjevi koji služe kao zeleno gnojivo. Ovi usjevi mogu također povećati i sadržaj fosfora (mobilizacijom nutrijenata).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

 Reference 

Kategorija:Gnojiva