Fertilizante

Un fertilizante ou adobo sintético é calquera substancia orgánica ou inorgánica de orixe natural ou sintética (diferente dos materias calcarios) que é incorporada a un vexetal, xeralmente agregada a través dos solos (raíces) ou das follas (fertilización foliar) para fornecer un ou máis nutrientes esenciais para o crecemento do mesmo. . A Real Academia Galega defíneo coma o produto químico, ou ben de orixe vexetal ou animal, que se lle bota á terra para que as plantas cultivadas nela se desenvolvan mellor e dean máis e mellores froitos, se ben hoxe xa non se poden considerar soamente os fertilizantes de solo, senón tamén os foliares (nutrición foliar).
Unha avaliación recente atopou que hoxe en día entre o 30 e o 50% dos rendementos dos cultivos son atribuíbeis ao uso de fertilizantes comerciais. Hoxe a incorporación de adobos sintéticos é indispensábel para obtermos un alto rendemento das colleitas. Agárdase que o mercado europeo de fertilizantes creza uns 15, 3 billóns de euros alá polo 2018.
Os fertilizantes inorgánicos obtidos na minaría téñense empregado durante moitos séculos, porén a síntese química de fertilizantes inorgánicos foi só desenvolvida amplamente coa chegada da Revolución industrial. A pre revolución industrial británica e a chamada revolución verde no século XX trouxeron unha maior comprensión do uso dos fertilizantes.
O crecemento no uso de fertilizantes inorgánicos tamén é debido en gran parte ao crecemento da poboación mundial. Estimouse que preto da metade das persoas na Terra aliméntase na actualidade coma resultado so uso de fertilizantes sintéticos de nitróxeno.
Os fertilizantes poden comportar formulacións moi diferentes (dende un nutriente a varios nutrientes ou elementos). Tamén poden conter mesturas de hormonas, extractos de argazo, vitaminas, aminoácidos etc. Poden ser líquidos, sólidos, sólidos solúbeis, en xel etc. Normalmente fornecen, en proporcións variábeis: Seis macronutrientes: Nitróxeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) e xofre (S);
Sete micronutrientes: boro (B), cloro (Cl), cobre (Cu), ferro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo) e zinc (Zn).
Os macronutrientes son consumidos en grandes cantidades e están presentes no tecido vexetal en cantidades de 0, 15% a 6, 0% de materia seca (0% de humidade) base (DM). Os micronutrientes son consumidos en cantidades máis cativas e están presentes no tecido da planta na orde de partes por millón (ppm), que van dende 0, 15 a 400 ppm MS, ou menor que 0, 04% de MS. .
Só outros tres macronutrientes son requiridos por todas as plantas: carbono, hidróxeno e osíxeno. Estes nutrientes subminístranse pola auga e o dióxido de carbono.
O coñecido fertilizante rico en nitróxeno: nitrato de amonio tamén se emprega coma axente oxidante en dispositivos explosivos improvisados, ás veces chamados ‘’bombas fertilizantes’’, polo que requiren un regulamento na súa venda. Xeneralidades
Un fertilizante é unha substancia destinada a abastecer e fornecer os elementos químicos necesarios para unha planta. Trátase, polo tanto, dunha reposición ou achega artificial de nutrientes. Adoita darse a través das raíces, mais tamén existe a fertilización foliar, de acción máis rápida e normalmente para corrixir carencias que non cobre a fertilización polo solo.
Un fertilizante mineral é un produto de orixe inorgánica, que contén, polos menos, un elemento químico que a planta necesita para o seu ciclo de vida. A característica máis importante de calquera fertilizante sólido é que debe ter unha solubilidade máxima para que poida disolverse axeitadamente na auga de rega, xa que os nutrientes entran en forma pasiva e activa na planta, a través do fluxo da auga. Por este motivo é crecente a comercialización de fertilizantes líquidos concentrados. Xeitos de aplicación
Superficial. Por exemplo na fertilización de cobertora en cereais. Utilízanse máquinas fertilizadoras centrífugas ou ben se fai a man.
Localizada en profundidade coa aplicación de adobos sólidos que se deitan pretos da semente ou do tubérculo durante a sementeira. Deste xeito evítase a volatilización do nitróxeno e de elementos pouco móbiles coma o fósforo.
Inxectada no chan con máquinas especiais (no caso de aplicar gas amoni coma fonte de nitróxeno)
Fertirrega. Os adobos aplícanse disoltos na auga da rega, xa sexa por rega pinga a pinga (o máis habitual) coma con sistemas de aspersión, e até na rega por gravidade ( non tan común).
Fertilización foliar. Sistema que se emprega basicamente para corrixir carencias de microelementos (ou micronutrients), aínda que nalgúns casos é moi común a aplicación de calcio foliar (froitas e algunhas verduras, sobre todo). Cos anos faise máis frecuente este tipo de fertilización, sendo case esencial hoxe en día na agricultura profesional. Produción de fertilizantes
Todos os proxectos de produción de fertilizantes requiren a transformación de compostos que proporcionan os nutrientes para as plantas. Os básicos son os chamados NPK: os formados por nitróxeno (N), fósforo (P) e potasio (K), sexa individualmente (fertilizantes "simples"), ou en combinación.
O amoníaco constitúe a base para a produción dos fertilizantes nitroxenados, e a gran maioría das fábricas conteñen instalacións que o subministran, sen considerar a natureza do produto final. Así mesmo, moitas plantas tamén producen ácido nítrico in situ. Os fertilizantes nitroxenados máis comúns son: amoníaco anhidro, urea (producida con amoníaco), nitrato de amonio (producido con amoníaco e ácido nítrico), sulfato de amonio (fabricado a base de amoníaco e ácido sulfúrico) e nitrato de calcio e amonio, ou nitrato de amonio e calcaria o resultado de agregar calcaria CaMg(CO3)2 ao nitrato de amonio.
Os fertilizantes de fosfato inclúen os seguintes: pedra de fosfato moída, escoura básica (un subproduto da fabricación de ferro e aceiro), superfosfato (que se produce ao tratar a pedra de fosfato moída con ácido sulfúrico), triplo superfosfato (producido ao tratar a pedra de fosfato con ácido fosfórico), e fosfato mono e diamónico. As materias primas básicas son: pedra de fosfato, ácido sulfúrico (que se produce, usualmente in situ con xofre elemental), e auga.
Todos os fertilizantes de potasio fabrícanse con salmoiras ou depósitos subterráneos de potasa (hidróxido de potasio). As formulacións principais son cloruro de potasio, sulfato de potasio e nitrato de potasio.
Pódense producir fertilizantes mixtos, mesturándoos en seco, granulando varios fertilizantes intermedios mesturados en solución, ou tratando a pedra de fosfato con ácido nítrico (nitrofosfatos).
Tamén é posíbel producir fertilizantes de xeito natural. Historia
O manexo da fertilidade do solo foi a preocupación principal dos labregos durante milleiros de anos. En Galicia apañábanse xestas, toxos e outros matos para estrar as cortes e facer esterco. Moitas veces empregábase directamente a broza apañada no monte para fertilizar montes e leiras, recibindo o nome de esquilmo, semellante ao que hoxe denominamos compost. Na beiramar, apañábase nas praias argazo ou valume para estercar as leiras (hoxe son comúns os extractos de argazo en fertilizantes líquidos). As queimas controladas tamén eran un xeito de fertilizar o solo co emprego do lume.
O comezo da ciencia moderna da nutrición vexetal data do século XIX e do traballo de Justus von Liebig, entre outros.
O Proceso Birkeland–Eyde foi un dos pioneiros no comezo da produción de fertilizantes nitroxenados. Foi desenvolvido polo científico e industrial noruegués Kristian Birkeland coa axuda do seu compañeiro de negocios Sam Eyde en 1903, baseándose nun método usado por Henry Cavendish en 1784. Este proceso usábase para fixar nitróxeno da atmosfera (N2) en ácido nítrico (HNO3), sendo un dos diversos métodos químicos da fixación do nitróxeno. O ácido nítrico resultante usábase, logo, coma fonte de nitrato (NO3-) na reacción
HNO3 → H+ + NO3-
que pode ter lugar en presenza de auga ou doutro aceptante de protóns. O nitrato é un ión que as plantas poden absorber.
Unha factoría que desenvolvía esta tecnoloxía instalouse en Rjukan e mais en Notodden en Noruega, xunto coa construción dunhas grandes instalacións para produción de enerxía hidroeléctrica.
O proceso Birkeland-Eyde é porén un chisco ineficiente en termos de consumo enerxético. Polo que nos anos 1910 e 1920 foise substituíndo paseniño en Noruega pola combinación do proceso Haber e mais o proceso Ostwald. O proceso Haber produce amoníaco (NH3) a partir de gas metano (CH4) e nitróxeno molecular (N2). O amoníaco tirado do proceso Haber convértese, logo, en ácido nítrico (HNO3) co proceso Ostwald. Impactos ambientais potenciais
Os impactos socioeconómicos positivos desta industria son obvios: os fertilizantes son críticos para lograr o nivel de produción agrícola necesario para alimentar a poboación mundial, rapidamente crecente. Ademais, hai impactos positivos indirectos para o medio ambiente natural que proveñen do uso axeitado destas substancias; por exemplo, os fertilizantes minerais permiten intensificar a agricultura nos terreos existentes, reducindo a necesidade de expandila cara a outras terras que poidan ficar co seu uso natural ou social.
Porén, os impactos ambientais negativos da produción de fertilizantes poden ser severos. As augas servidas que rematan en acuíferos e regueiros ou ríos constitúen un problema fundamental. Poden ser moi acedas ou alcalinas e, dependendo do tipo de cultivo, poden conter algunhas substancias tóxicas para os organismos acuáticos, especialmente con algúns compostos: amoníaco ou compostos de amonio, urea, cadmio, arsénico, ou fósforo (fosfatos).
Ademais, é común atopar nos efluentes, sólidos totais suspendido, nitrato e nitróxeno orgánico, fósforo, potasio, e (coma resultado), moita demanda de osíxeno bioquímico (DOB5); e, coa excepción da demanda de osíxeno bioquímico, estes contaminantes ocorren tamén nas augas pluviais que escorregan das áreas de almacenamento de refugallos e residuos. É posíbel deseñar plantas de fosfato de tal xeito que non se produzan descargas de augas servidas, agás no caso de desbordamento dunha poza de evaporación durante as tempadas de excesiva choiva, mais isto non sempre é práctico.
Os produtos finais da fabricación de fertilizantes tamén son posíbeis contaminantes da auga; o seu uso excesivo e non axeitado pode contribuír á eutrofización das augas superficiais ou á polución con nitróxeno da auga freática. Ademais, a explotación de fosfato pode causar efectos negativos. Estes deben ser tomados en conta, cando se saben os impactos potenciais de proxectos que inclúan as operacións de extracción nova ou expandida, sexa que a planta está situada preto da mina ou non.
Os contaminantes atmosféricos conteñen partículas provenientes das caldeiras, esmagadores de pedra de fosfato, fósforo (o contaminante atmosférico principal que se orixina nas plantas de fosfato), neboeira aceda, amoníaco, e óxidos de xofre e nitróxeno. Os reboutallos sólidos prodúcense principalmente nas plantas de fosfato, e consisten usualmente en cinsa (se se emprega carbón para producir vapor no proceso), e xeso (que pode ser considerado perigoso por mor do seu contido en cadmio, uranio, gas de radon e outros elementos tóxicos da rocha de fosfato).
A fabricación e manexo de ácido sulfúrico e nítrico representa un risco de traballo d perigo para a saúde, moi grande. Os accidentes que producen perdas de amoníaco poden pór en perigo non soamente aos traballadores da planta, senón tamén á xente que mora ou traballa nos lugares achegados. Outros posíbeis accidentes son as explosións, e as lesións de ollos, nariz, gorxa e pulmóns.
Algúns dos impactos que se teñen mencionado poden ser evitados completamente, ou atenuados con máis éxito a menor custo, se se escolle o local ao xeito.
Cómpre porén entender o emprego de fertilizantes orgánicos, o mesmo que minerais, como un xeito importante de intervención do home no ciclo das substancias. Coa agricultura, por exemplo co uso de cuito e esterco, os excrementos dos animais son aproveitados, de xeito que nitróxeno, fósforo, potasio e outros nutrientes pasan do solo aos animais e viceversa. Etiquetaxe dos fertilizantes químicos
O etiquetado dos fertilizantes varía segundo o regulamento dos diferentes estados, por exemplo no caso dos macronutrientes abonda cunha análise das proporcións NPK (ás veces + S, coma en Australia) Os tres valores da etiqueta representan unha análise da composición por peso e corresponden ao nitróxeno, fósforo e potasio (N-P-K) aparecendo sempre nesta orde. Cando se inclúe un cuarto valor, este representa o contido en xofre (N-P-K-S).
Mentres que o valor para o "N" representa a porcentaxe en peso do nitróxeno, nalgúns estados europeos, os outros dous valores non representan a análise en si mesma do elemento, senón a cantidade da forma "dispoñíbel" ou "solúbel" do mesmo.
Nas análises químicas tradicionais, tratábase a mostra co fin de medir o equivalente P2O5 e K2O. Por exemplo, algunhas rochas ricas en potasio non contaban con potasio dispoñíbel.
Do mesmo xeito o número para o "P" nalgúns estados é realmente o peso coma equivalente da cantidade de P2O5 mentres que noutros refírese ao fósforo elemental. Para calcular o peso de P na formulación, o peso do P2O5 pode multiplicarse por 0, 44 para compensar o peso do osíxeno na molécula. Por exemplo, un fertilizante 10-10-10 ten10 quilos (ou litros) de nitróxeno, 10 quilos de P2O5, mais só 4, 4 quilos de P.
Da mesma maneira, o número para o "K" en Europa pode referir ao peso da cantidade equivalente de K2O, mentres que en Australia, por exemplo, refírese simplemente ao K. Para calcular a cantidade de K na formulación, cómpre multiplicar o peso do K2O por 0, 83 to para compensar novamente o peso do osíxeno na molécula. Por exemplo, no mesmo fertilizante 10-10-10 teríamos 10 quilos de K2O, mais só 8, 3 quilos de verdadeiro K.
Coma exemplo, o fertilizante coñecido coma potasa (hidróxido de potasio, hoxe en día refírese máis ben ao cloruro de potasio), componse dun 52% de potasio e un 48% de cloro en peso; a análise química de 100 g de cloruro de potasio (KCl), amosaría 63 g de óxido de potasio equivalente (K2O) cando se analiza o fertilizante de xeito convencional. A porcentaxe de rendemento do K2O dos 100g de fertilizante orixinais é o número que se mostra na etiqueta. Un fertilizante tipo potasa debería logo etiquetarse coma 0-0-63, e non coma 0-0-52. Clases de fertilizantes
Hai dous xeitos de facer adobos ou fertilizantes minerais. O xeito máis doado de conseguilos é directamente das minas (exemplo, nitrato potásico, cloruro potásico). O outro xeito é a través de procesos de síntese química en plantas químicas.
Até 1850 aproximadamente, o único fertilizante usado era adobo orgánico, é dicir, unha mestura de esterco, cuito, guano ou compost con auga. Este foi o primeiro adobo líquido empregado. Deica mediados do século XX tamén usábase tamén peixe como fertilizante. Nalgunhas zonas costeiras tamén era frecuente a fertilización con argazo, coma na costa galega. Nitróxeno. O primeiro fertilizante mineral “de síntese química” foi o sulfato amónico (NH4)2SO4.
NH4OH + H2SO4 → (NH4)2SO4 + H2O
Neste composto o SO2 provén do xofre (S). Se queimamos xofre e introducimos o fume que sae en auga obtemos H2SO4. O amonio (NH4) proviña das minas de carbón. Estas minas enchéronse de auga para obter amonio, é dicir:
NH1313(g) + H2O →NH4OH.
Máis tarde comezaron a aspirar o amoníaco gasoso fóra da mina e unha vez fóra mesturárono coa auga.
Hai uns 200 anos atopáronse minas de nitrato sódico (NaNO3) en Chile. Deste xeito, o nitrato sódico foi o segundo fertilizante mineral usado. En España, en 1880 unha empresa comezou a exportar nitrato sódico. Fósforo. O seguinte fertilizante mineral foi o fósforo, en forma de fosfatos, provenientes das rochas fosfatadas. O P é un elemento moi reactivo que non existe na natureza na súa forma natural. Nas minas acostuma estar unido ao calcio, coma fosfato cálcico Ca3(PO4)2. A meirande parte do calcio procede das rochas carbónicas, a xeito de carbonato cálcico (CaCO3), mentres que nas minas de fósforo está a xeito de fosfato cálcico. O fósforo unido ao calcio e osíxeno é demasiado estábel para ser asimilado polas plantas, polo que permanece moito fósforo no solo que a planta non pode usar.
Por iso, se tomamos o fosfato cálcico con ácido sulfúrico obtemos ‘’’ácido fosfórico’’’ (H3PO4), que é a forma máis asimilábel pola planta.
Ca3(PO4)2 + H2SO4 → H3PO4 + CaSO4 (xeso)
Mentres o sulfato amónico ((NH4)2SO4) está en forma de cristais, o H3PO4 é líquido. O fósforo, porén, adoita aparecer nos fertilizantes coma Ca(H2PO4)2 por ser asimilábel polas plantas. Véndense tamén fertilizantes fosfatados en forma de (NH4)2HPO4, coñecido coma DAP e a xeito de (NH4)H2PO4, coñecido coma MAP. Tanto o DAP coma o MAP son fertilizantes granulados a mesturar co solo. Potasio. O potasio (K) apareceu en Austria, nunhas minas de cloruro potásico KCl hai uns 150 anos.
O gran salto dos fertilizantes minerais foi nos anos 1920-1930, trala 1ª Guerra Mundial. En 1905, o químico alemán Fritz Haber atopou o xeito de fabricar amoníaco, o que se usa na actualidade:
N2 + H2 → NH3
500 Kg de presión
800 °C
O ácido nítrico obtense queimando NH3, para pasalo a NO2, que mesturamos con auga, segundo o proceso de Ostwald:
NH3 → NO2 + H2O → HNO3
Podemos obter o nitrato amónico a partir do ácido nítrico, usando o proceso de Ostwald:
NH3 → NO2 + H2O → HNO3 + NH3 → (NH4)NO3
Outro fertilizante é o nitrato cálcico Ca(NO3)2, que apareceu en 1920, do xeito:
CaO + HNO3 Ca(NO3)2
O maior produtor deste fertilizante é Noruega, a partir del NO2 procedente dos raios:
NO2 + H2O
HNO3 + CaO
Ca(NO3)2
Outro é o nitrato sódico NaNO3, que non é un bo fertilizante, mais que se segue a empregar por tradición:
En 1930 aparece a urea, que é actualmente o fertilizante nitroxenado máis producido no mundo:
NH3 + CO2 (NH2)2CO
O nitróxeno (N) pode aparecer como nitrato, amoníaco e urea (ureico). Por mor a que na primeira guerra mundial foron creadas moitas fábricas de nitrato amónico para explosivos NH4(NO3), ao rematar a guerra moitas delas foron empregadas para a fabricación deste nitrato como adobo. Por iso, o primeiro fertilizante líquido foi a auga amonia, que cómpre incorporar ao solo porque na superficie se evapora:
NH3 + H2O NH4OH
Outro fertilizante líquido moi usado antes da primeira guerra mundial consistía en tomar amoníaco gasoso e inxectalo dentro do solo. Un fertilizante tamén desenvolvido antes da primeira guerra mundial, pero empregado tras esta, foi o N32, que procede do nitrato amónico e da urea.
Tamén temos como adobo líquido o N20, procedente do nitrato amónico e a auga, que tamén comezou a se usar arredor de 1950.
Os fertilizantes complexos caracterízanse pola súa consistencia, xa que os elementos compoñentes son fusionados quimicamente a altas temperaturas usando complexos procesos e aditamentos como xofre, ácido sulfúrico e outros minerais. Se ben teñen un custo máis elevado, a calidade por consistencia es considerábel. Clasificación de fertilizantes minerais
Pódense clasificar en sólidos e líquidos.
Dentro dos fertilizantes minerais sólidos encontramos os fertilizantes simples (un só nutriente), compostos (máis dun nutriente) e blending (mestura dos anteriores)
Dentro dos fertilizantes minerais líquidos encontramos fertilizantes simples e compostos.
Exemplos: KNO3
(NH2)2CO
(NH4)2H2PO4
A maioría dos fertilizantes compostos que se atopan no mercado son en realidade blending. A diferenza entre blending e fertilizante composto é que o primeiro se pode separar fisicamente. (ex, mentres que a urea é branca, o DAP son cristais que poden verse con lupa, polo tanto sería un blending).
Xeralmente os fertilizantes líquidos son fertilizantes compostos porque as compoñentes non poden separarse facilmente. Fertilizantes inorgánicos comerciais
Os fertilizantes divídense principalmente en fertilizantes orgánicos (compostos de materia orgánica vexetal ou animal), ou fertilizantes inorgánicos, ou sexa fertilizantes normalmente comerciais. As plantas só poden zugar nutrientes se estes se achan en compoñentes químicas axeitadamente disolvidas. Tanto fertilizantes orgánicos coma inorgánicos fornecen os mesmos compoñentes químicos necesarios. Os fertilizantes orgánicos fornecen outros macro e micro nutrientes que son ceibados coa descomposición da materia orgánica- isto pode durar meses ou anos. Os fertilizantes orgánicos case sempre teñen concentracións moito máis baixas de nutrientes ademais dos problemas para conseguilos, tratalos, transportalos e distribuílos.
Os fertilizantes inorgánicos disólvense polo xeral facilmente e poucas veces levan outro macro ou micro nutrientes vexetais. Case todo o nitróxeno (N) que as plantas usan é en forma de compostos de NH3 ou NO3. As formas útiles do fósforo (P) adoitan ser coma ácido fosfórico (H3PO4) e do potasio (K) normalmente coma cloruro potásico (KCl). Nos fertilizantes orgánicos, o nitróxeno, fósforo e potasio céibanse dos compoñentes orgánicos do complexo a medida que a materia animal e vexetal se descompón.
Nos fertilizantes comerciais os compostos requiridos están dispoñíbeis de xeito doado e ben disolvidos sen ter que seren descompostos—podendo ser usados case de súpeto despois da rega. Os fertilizantes inorgánicos son moito máis concentrados acadando até o 64% (18-46-0) de peso, en comparación cos orgánicos que só fornecen un 0, 4% ou menos do peso.
O uso de fertilizantes inorgánicos comerciais creceu a eito nos últimos 50 anos chegando case a aumentar case vinte veces até chegarmos á taxa actual de 100 millóns de toneladas de nitróxeno por ano. Sen fertilizantes comerciais estímase que arredor dun terzo dos alimentos hoxe producidos non se poderían obter. O uso de fertilizantes fosfatados tamén medrou dos 9 millóns de toneladas por ano en 1960 até 40 millóns de toneladas no ano 2000. Un rendemento en millo de 6-9 toneladas de gran por hectárea require unha aplicación de 31–50 kg de fertilizante fosfatado, a soia require 20–25 kg por hectárea. Yara International é a maior produtora mundial de fertilizantes nitroxenados do mundo.
Fertilizantes de liberación controlada
A reacción conxunta de urea e formaldehido para producir polímeros frouxamente solúbeis de distintos pesos moleculares, é unha das tecnoloxías máis vellas de liberación controlada de nitróxeno, producíndose por vez primeira en 1936 e comercializada en 1955. O primeiro produto tiña un 60% de nitróxeno insolúbel en auga fría, e o que non reaccionou (liberación rápida) menos do 15%. As ureas de metileno comercialízanse nos anos 1960 e 1970, cun 25 e 60% de nit´roxeno total insolúbel en auga fría, e nitróxeno ureico que non reacciona no intervalo de 15 a 30%.
Isobutilidendiurea, a diferenza dos polímeros de metilurea, é un sólido cristalino único de propiedades relativamente uniformes, con preto do 90% do nitróxeno insolúbel en auga.
Nos anos 1960, o Centro de Desenvolvemento Nacional de Fertilizantes dos EUA comezou a desenvolver a urea recuberta de xofre; o xofre usábase coma material principal de recubrimento xa que era barato ademais de ser un importante nutriente secundario. Normalmente nos fertilizantes de liberación lenta hai outros compoñentes coma ceras ou polímeros para selaren o xofre, a liberación será amodo dependendo da degradación do selante. Adoita haber un segundo selante do xofre a base de ceras ou polímeros. As propiedades de liberación dependen da degradación do selante secundario polos microbios do solo ademais das imperfeccións mecánicas do xofre. Por exemplo nas aplicacións en céspede liberan durante 6 ou 16 semanas. Outros fertilizantes empregan para o selado termoplásticos (e ás veces etileno acetato de vinilo, axentes tensioactivos etc. ) para producir unha liberación difusión-controlada da urea ou de fertilizantes inorgánicos. Os fertilizantes con "Recubrimentos de capa reactiva" poden ter recubrimentos de membrana máis delgados, e polo tanto, máis baratos, mediante a aplicación de monómeros reactivos simultaneamente coas partículas solúbeis. "Multicote" é un proceso de aplicación de camadas de sales de ácidos graxos de baixo custo recubertos cunha tona de parafina.
Ademais de ser unha técnica máis eficiente en canto á aplicación dos nutrientes, as tecnoloxías de liberación lenta tamén reducen os impactos no medio ambiente e mais a polución das augas subterráneas.
Aplicación
Os fertilizantes sintéticos empréganse normalmente en todo tipo de cultivos, a cantidade dependerá das necesidades do cultivo e da fertilidade do solo, polo que se adoitan facer análises do mesmo. Os legumes, por exemplo, fixan o nitróxeno da atmosfera polo que non acostuman requirir de fertilización nitroxenada.
Diversos estudos amosaron que a aplicación de fertilizantes nitroxenados en cultivos de cobertura fóra de tempada podían incrementar a biomasa (e consecuentemente a cantidade de adobo verde) deses cultivos, o que favorece os niveis de nitróxeno no solo que serán útiles para o cultivo que se plantará no verán a seguir.
O balance de nutrientes no solo pode descompensarse con altas concentracións de fertilizantes. A relación e complexidade desta 'rede edáfica alimentaria' depende necesariamente da interacción coas comunidades de organismos que viven no solo. A estabilidade deste sistema redúcese co uso dos fertilizantes nitroxenados, xa que causan acidificación edáfica.
A aplicación de cantidades excesivas de fertilizantes ten impactos negativos no medio ambiente implicando así mesmo perdas económicas e de tempo para os agricultores. Para evitar estas sobredoses, cómpre sempre avaliar previamente as necesidades nutricionais de cada cultivo. As deficiencias de nutrientes poden detectarse visualmente grazas aos síntomas físicos que o vexetal pode presentar. Por exemplo a deficiencia de nitróxeno detéctase claramente nalgunhas especias grazas ao amarelamento das follas. Porén, as probas cuantitativas son máis fiábeis para detectar as deficiencias de nutrientes; no mundo agrícola úsanse tanto tests de solo coma foliares para detectar as necesidades nutricionais dos cultivos.
Problemática dos fertilizantes inorgánicos
Polución da auga
Os nutrientes, especialmente os nitratos, poden causar problemas nos hábitats naturais e na saúde pública se se filtrar no solo até acadar a camada freática e as augas subterráneas. En Europa esta problemática estaa a xestionar a Directiva de Nitratos da Unión Europea (European Union's Nitrates Directive).
Contaminación con impurezas
Normalmente os fertilizantes fosfatados comúns conteñen impurezas tales coma fluoruros, cadmio, e uranio, aínda que as concentracións dos dous últimos metais pesados dependen da fonte de fosfato e do proceso produtivo. Estas impurezas potencialmente perigosas pódense tirar; porén, isto incrementa o custo de produción de xeito significante. Con todo no mercado pódense atopar fertilizantes completamente puros non moi caros, especialmente para uso doméstico e de xardinaxe, como o coñecido fertilizante solúbel a xeito de bólas azuis para céspedes.
Dependencia nos fertilizantes
Moitos agricultores, sen sabelo, viráronse 100% dependentes dos fertilizantes inorgánicos solúbeis pola esterilización da microflora edáfica, incluíndo as micorrizas, e reducindo polo tanto a dispoñibilidade doutros minerais e elementos naturais que contiña o solo.
Isto dalgún xeito explica o rexurdimento do interese na agricultura ecolóxica, e particularmente na biodinámica, xa que estes sistemas respectan os organismos esenciais do solo e transforman as compoñentes orgánicas necesarias en elementos inorgánicos dispoñíbeis para as plantas. Isto conséguese grazas a diferentes procesos incluída a quelación.
Acidificación do solo
Ademais o uso de fertilizantes acidulados xeralmente contribúen á acidificar o solo, onde progresivamente se incrementa a dispoñibilidade de aluminio, e polo tanto a toxicidade para os cultivos. O uso deste tipo de fertilizantes especialmente en climas tropicais e subtropicais de Indonesia e Malaisia contribuíu á degradación do solo en grande escala pola toxicidade do aluminio, que só pode contrarrestarse coa aplicación de pedra calcaria ou preferibelmente dolomita de magnesio, que neutraliza o pH acedo do solo e fornece ademais o esencial magnesio.
Esgotamento de microelementos
Moitos fertilizantes inorgánicos, especialmente os baseados en superfosfatos, non substitúen os microelementos do solo, que van diminuíndo en cantidade gradualmente ano tras ano de cultivo. Este esgotamento demostrouse en varios estudos que amosaron unha marcada caída (de até o 75%) nas cantidades destes minerais en froitos e verduras.
As explicacións disto inclúen o cedo estímulo do chamado "consumo de luxo" de microelementos coma resultado da acidulación e subseguinte disolución na auga do solo, polo ácido sulfúrico libre procedente do superfosfato. Este mecanismo tamén foi identificado coma un posíbel axente causal da asimilación do metal pesado cadmio dos fertilizantes a base de superfosfato.
Coma exemplo, en Australia occidental identificáronse deficiencias de zinc, cobre, manganeso, ferro e molibdeno que limitaban no anos 1940 e 1950 moitos cultivos e pasteiros do país. Estes nutrientes definíronse coma nutrientes limitantes.
Os solos en Austrialia occidental son moi vellos, altamente degradados e pobres na maioría dos nutrientes e micronutirentes. [Cómpre referencia]. Desde aquela estes oligoelementos son rutineiramente engadidos cos fertilizantes inorgánicos utilizados na agricultura.
Moitos solos de todo o mundo teñen deficiencia de zinc, e como consecuencia esta deficiencia pásase a planta e animais.
Fertilización excesiva
A fertilización excesiva dun elemento vital pode ser tan negativa como a falla do mesmo elemento. A "queima por fertilización" pode ocorrer cando se aplica unha dose excesiva de fertilizante, producindo que as follas sequen, e danos que incluso poden chegar á morte da planta.
Hai fertilizantes que teñen unha maior tendencia para queimar normalmente segundo a cantidade de sales que conteñan.
Gran consumo enerxético
Nos EUA en 2004, consumíronse na industria de produción de amoníaco case 9 mil millóns de metros cúbicos de gas, algo menos do 1, 5% do total de consumo anual de gas natural nos EUA.
Un informe de 2002 dicía que a produción de amoníaco consome arredor do 5% do gas natural total consumido mundialmente ao ano, que supón o 2% da produción enerxética mundial.
O amoníaco prodúcese maioritariamente a partir do gas natural, aínda que existen outras fontes. O custo de gas natural supón arredor do 90% do custo de produción do amoníaco. O aumento do prezo do gas natural na pasada década, ademais doutros factores, contribuíron a un aumento do prezo dos fertilizantes.
Contribución ao cambio climático
Os fertilizantes nitroxenados poden ser convertidos pola bacterias do solo en óxido nitroso, un gas de efecto invernadoiro.
Impacto nas micorrizas
Altos niveis de fertilización poden causar o colapso simbiótico entre as raíces das plantas e as micorrizas.
Falla de viabilidade a longo prazo
Os fertilizantes inorgánicos prodúcense agora de xeito que, teoricamente, non poden ser mantidos indefinidamente, por definición, xa que os recursos utilizados na súa produción non son renovábeis.
O potasio e o fósforo tíranse das minas (ou dos lagos saliños coma o Mar Morto) e estas fontes son limitadas. Porén, as prácticas de emprego de fertilizantes máis efectivas poden diminuír o uso de P e K sen diminuír as colleitas. A mellora do coñecemento en nutrición diminúe o uso de fertilizantes a base de P e K.
O nitróxeno atmosférico que pode ser fixado é unha fonte ilimitada de nitróxeno (constitúe o 70% do gas atmosférico), mais non é directamente asimilado polas plantas. Para facelo accesíbel cómpre ser fixado.
Os fertilizantes nitroxenados artificiais normalmente sintetízanse usando combustíbeis fósiles coma gas natural ou carbón, que son recursos limitados.