Engrais

Diffusion fumier, engrais organique

(Engrais aussi des engrais ??peautre) sont des compos??s chimiques donn??s aux plantes pour promouvoir la croissance; ils sont g??n??ralement appliqu??s soit ?? travers le sol, par absorption par les racines de la plante, ou par alimentation foliaire, pour l'absorption par les feuilles. Les engrais peuvent ??tre organique (compos?? de mati??re organique) ou inorganique (faites de produits chimiques inorganiques, simples ou min??raux). Ils peuvent ??tre compos??s d'origine naturelle tels que tourbe ou de min??raux d??p??ts ou fabriqu??s par des processus naturels (comme compostage) ou chimiques (tels que les proc??d??s de la Proc??d?? Haber). Ces compos??s chimiques laissent pelouses, jardins, et les sols ?? la recherche belle comme ils sont donn??s diff??rents nutriments essentiels qui favorisent la croissance des plantes.

Ils fournissent g??n??ralement, en faisant varier proportions, les trois nutriments v??g??taux majeur ( azote , phosphore , potassium : NPK), le nutriments v??g??taux secondaires ( calcium , soufre , magn??sium ) et parfois des oligo-??l??ments (ou oligo-??l??ments) avec un r??le dans la nutrition v??g??tale ou animale: le bore , le chlore , mangan??se , fer , zinc , cuivre , molybd??ne et (dans certains pays) le s??l??nium .

Les deux engrais organiques et inorganiques ont ??t?? appel??s "engrais" issus de l'expression fran??aise pour le manuel travail du sol, mais ce terme est maintenant essentiellement limit?? ?? l'agriculture biologique fumier.

Bien que l'azote est abondant dans l'atmosph??re de la terre, relativement peu de plantes se engager dans la fixation d'azote (conversion de l'azote atmosph??rique en une forme biologiquement utile). La plupart des plantes ont donc besoin de compos??s azot??s pr??sents dans le sol dans lequel elles poussent.

Histoire

Tandis que le fumier, cendres et sid??rurgique scories ont ??t?? utilis??es pour am??liorer les cultures pendant des si??cles, l'utilisation d'engrais est sans doute l'une des grandes innovations de la R??volution agricole du 19e si??cle.

Les gens cl??s

Dans les ann??es 1730, Vicomte Charles Townshend (1674-1738) a d'abord ??tudi?? les effets de l'am??lioration des quatre syst??me de rotation des cultures qu'il avait observ?? en usage dans Flandre. Pour cela, il a gagn?? le surnom de Navet Townshend.

Chimiste Justus von Liebig (1803-1883) a grandement contribu?? ?? l'avancement de la compr??hension de la nutrition des plantes. Ses ??uvres influentes abord d??nonc?? la th??orie vitaliste d'humus, arguant d'abord l'importance de l'ammoniac , et plus tard l'importance des min??raux inorganiques. Principalement son travail r??ussi ?? mettre de c??t?? les questions de la science agricole pour r??pondre au cours des 50 prochaines ann??es. En Angleterre, il a tent?? de mettre en ??uvre ses th??ories commercialement par un engrais cr????e par le traitement de phosphate de chaux dans la farine d'os avec de l'acide sulfurique. Bien qu'il soit beaucoup moins cher que le guano qui a ??t?? utilis?? ?? l'??poque, il a ??chou?? parce qu'elle ne ??tait pas en mesure d'??tre correctement absorb?? par les cultures.

A cette ??poque, en Angleterre, Sir John Bennet Lawes (1814-1900) a ??t?? des exp??riences avec les cultures et les engrais ?? sa ferme ?? Harpenden et ??tait capable de produire une pratique superphosphate en 1842 ?? partir des phosphates dans la roche et coprolithes. Encourag??, il employait Sir Joseph Henry Gilbert, qui avait ??tudi?? sous Liebig au Universit?? de Giessen, en tant que directeur de la recherche. ?? ce jour, le Station de recherche de Rothamsted qu'ils fond??rent ??tudie encore l'impact des engrais inorganiques et organiques sur les rendements agricoles.

En France, Jean Baptiste Boussingault (1802-1887) a fait remarquer que la quantit?? d'azote dans divers types d'engrais est important.

M??tallurgistes Percy Gilchrist (1851-1935) et Sidney Gilchrist Thomas (1850-1885) a invent?? le Convertisseur Thomas-Gilchrist, qui a permis l'utilisation de haute phosphore minerais Continental acides pour fabrication de l'acier. La doublure de la dolomie en chaux de la Convertisseur tourn?? dans le temps en le phosphate de calcium, qui peut ??tre utilis?? comme engrais connu sous le nom de Thomas-phosphate.

Dans les premi??res d??cennies du 20??me si??cle, le Nobel chimistes prim??s Carl Bosch IG Farben et Fritz Haber a d??velopp?? le processus qui a permis ?? l'azote ?? moindre co??t synth??tis?? dans l'ammoniac , par oxydation ult??rieure en nitrates et nitrites.

En 1927 Erling Johnson a d??velopp?? un proc??d?? industriel de produire nitrophosphate, ??galement connu sous le nom Processus Odda apr??s sa Odda Smelteverk de la Norv??ge . Le processus impliqu?? acidifiant phosphate (de Nauru et ??les Banaba dans le sud de l'oc??an Pacifique ) avec de l'acide nitrique pour produire de l'acide phosphorique et le nitrate de calcium qui, une fois neutralis??e, peut ??tre utilis??e comme engrais azot??.

Industrie

Les Anglais James Fison, Edward Packard, Thomas Hadfield et l'Prentice fr??res chacune des entreprises fond??e au d??but du 19??me si??cle pour cr??er des engrais farine d'os. Les sciences en d??veloppement de la chimie et de Pal??ontologie , combin??s avec la d??couverte de coprolithes en quantit??s commerciales dans East Anglia, a men?? Fisons et Packard pour d??velopper acide sulfurique et d'engrais plantes ?? Bramford, et Rogue, Suffolk dans les ann??es 1850 pour cr??er superphosphates, qui ont ??t?? exp??di??s dans le monde entier ?? partir du port ?? Ipswich . En 1870 il y avait environ 80 usines de fabrication de superphosphate. Apr??s la Premi??re Guerre mondiale ces entreprises ont ??t?? sous pression financi??re gr??ce ?? la nouvelle concurrence des guano, trouve principalement sur les Pacifique ??les, que leur extraction et la distribution ??taient devenus ??conomiquement attractive.

L'entre-deux guerres a vu la concurrence innovante de Imperial Chemical Industries qui ont d??velopp?? synth??tique sulfate d'ammonium en 1923, Nitro-craie en 1927, et d'un engrais appel?? CCF plus concentr??e et ??conomique bas?? sur phosphate d'ammonium en 1931. La concurrence a ??t?? limit??e comme ICI assur?? qu'il contr??lait la plupart du monde de fournitures de sulfate d'ammonium. Autres entreprises europ??ennes et nord-am??ricaines engrais d??velopp?? leur part de march??, for??ant les entreprises pionni??res Anglais de fusionner, devenant Fisons, Packard, et Prentice Ltd en 1929. Ensemble, ils produisaient 85 000 tonnes de superphosphate par an d'ici 1934 de leur nouvelle usine et profonde docks -Eau dans Ipswich . Par la Seconde Guerre mondiale qu'ils avaient acquis environ 40 entreprises, y compris Hadfields en 1935, et deux ans plus tard les grandes Anglo-Continental Guano Travaux, fond?? en 1917.

L'environnement d'apr??s-guerre a ??t?? caract??ris??e par des niveaux de production beaucoup plus ??lev??s en raison de la " R??volution verte "et de nouveaux types de semences avec un potentiel accru d'absorption de l'azote, notamment le vari??t??s ?? haut intervention de ma??s, le bl?? et le riz. Cela a accompagn?? le d??veloppement de la forte concurrence nationale, les accusations de cartels et les monopoles d'approvisionnement, et, finalement, une autre vague de fusions et acquisitions. Les noms originaux ne existent plus autrement que comme holdings ou des noms de marque: Fisons et ICI produits agrochimiques font partie aujourd'hui des Yara International et Soci??t??s AstraZeneca.

Les engrais inorganiques (engrais min??raux)

Naturellement engrais inorganiques comprennent chilienne nitrate de sodium, extrait phosphate de roche, et calcaire (une source de calcium).

Macronutriments et les micronutriments

Les engrais peuvent ??tre divis??s en macronutriments ou micronutriments en fonction de leurs concentrations en mati??re s??che des plantes. Il ya six macronutriments: azote, le phosphore et le potassium, souvent appel??s ??macronutriments primaires?? parce que leur disponibilit?? est habituellement g??r??e avec des engrais NPK et les macronutriments "secondaires" - calcium, le magn??sium et le soufre - qui sont n??cessaires quantit??s ?? peu pr??s similaires, mais dont la disponibilit?? est souvent g??r?? dans le cadre de chaulage et ??pandage pratiques plut??t que les engrais. Les macro-??l??ments sont consomm??s en grandes quantit??s et, normalement pr??sent en tant que nombre ou dixi??mes de pourcentage dans les tissus v??g??taux (sur la base du poids de mati??re s??che) ensemble. Il existe de nombreux micronutriments, n??cessaires dans des concentrations allant de 5 ?? 100 parties par million (ppm) en masse. micronutriments v??g??tales comprennent le fer (Fe), le mangan??se (Mn), le bore (B), le cuivre (Cu), le molybd??ne (Mo), le nickel (Ni), le chlore (Cl), et zinc (Zn).

Tennessee Valley Authority: "R??sultats d'engrais" d??monstration 1942.

Engrais macronutriments

Mat??riaux synth??tis??s sont aussi appel??s artificielle, et peuvent ??tre d??crits comme droite, si le produit contient essentiellement les trois composants principaux de l'azote (N), le phosphore (P) et potassium (K), qui sont connus comme engrais NPK ou engrais compos??s lorsque ??l??ments sont m??lang??s intentionnellement. Ils sont nomm??s ou ??tiquet??s en fonction du contenu de ces trois ??l??ments, qui sont macronutriments. L'azote fraction de masse (pour cent) est directement signal??. Cependant, le phosphore est pr??sent?? comme le pentoxyde de phosphore (P ₂ O _5), la l'anhydride de l'acide phosphorique et le potassium est rapport?? que oxyde de potassium (K ₂ O), qui est l'anhydride de l'hydroxyde de potassium. Composition d'engrais est exprim?? de cette fa??on pour des raisons historiques dans la fa??on dont il a ??t?? analys?? (conversion en cendres pour P et K); cette pratique remonte ?? Justus von Liebig (voir plus bas). Par cons??quent, un engrais 18-51-20 aurait 18% d'azote que le N, 51% de phosphore en tant que P ₂ O _5, et 20% de potassium sous forme de K ₂ O, les autres 11% est connu comme ballast et peut ou peut ne pas ??tre utile pour les plantes, en fonction de ce qui est utilis?? en tant que ballast. Bien que les analyses ne sont plus effectu??s par incin??ration premier, la convention de nommage reste. Si l'azote est l'??l??ment principal, ils sont souvent d??crits comme engrais azot??s.

En g??n??ral, la fraction de masse (pourcentage) de phosphore ??l??mentaire [P] = 0,436 x [P ₂ O _5]

et la fraction de masse (pourcentage) de potassium ??l??mentaire, [K] = 0,83 x [K ₂ O]

(Ces facteurs de conversion sont obligatoires en vertu des r??glementations britanniques engrais ??tiquetage si les valeurs ??l??mentaires sont d??clar??es dans plus de la d??claration de NPK.)

Un engrais 18-51-20 contient donc, en poids, 18% d'azote ??l??mentaire (N), 22% de phosphore ??l??mentaire (P) et 16% de potassium ??l??mentaire (K).

B5A engrais est un engrais macronutritient.

Agricole par rapport horticole

En g??n??ral, les engrais agricoles contiennent seulement 1 ou 2 macronutriments. Les engrais agricoles sont destin??s ?? ??tre appliqu??s rare et normalement avant ou ?? c??t?? de l'ensemencement. Exemples d'engrais agricoles sont granulaires superphosphate triple, chlorure de potassium, l'ur??e et l'ammoniac anhydre . La nature des produits de base d'engrais, combin?? avec le co??t ??lev?? de l'exp??dition, conduit ?? utiliser des mat??riaux disponibles localement ou ceux de la moins ch??re source la plus proche /, qui peut varier en fonction de facteurs qui influent sur le transport par chemin de fer, bateau ou camion. En d'autres termes, un particulier l'azote source peut ??tre tr??s populaire dans une partie du pays tandis qu'un autre est tr??s populaire dans une autre r??gion g??ographique seulement en raison de facteurs non li??s aux pr??occupations agronomiques.

Engrais horticoles ou de sp??cialit??, d'autre part, sont formul??s ?? partir bon nombre des m??mes compos??s et quelques autres pour produire des engrais bien ??quilibr??s qui contiennent ??galement des micronutriments. Certains mat??riaux, tels que nitrate d'ammonium, sont utilis??s au minimum dans l'agriculture de production ?? grande ??chelle. L'exemple ci-dessus 18-51-20 est un engrais horticole formul?? avec haute teneur en phosphore de promouvoir le d??veloppement de la floraison des fleurs ornementales. Engrais horticoles peuvent ??tre (lib??ration instantan??e) relativement insoluble (lib??ration contr??l??e) soluble dans l'eau ou. Engrais ?? lib??ration contr??l??e sont ??galement appel??s ?? lib??ration prolong??e ou lib??ration dans le temps. Beaucoup d'engrais ?? lib??ration contr??l??e sont destin??s ?? ??tre appliqu??s environ tous les 3-6 mois, en fonction de l'arrosage, les taux de croissance, et d'autres conditions, alors que les engrais solubles dans l'eau doit ??tre appliqu?? au moins tous les 1-2 semaines et peuvent ??tre appliqu??es aussi souvent que tous les arrosage si suffisamment dilu??. Contrairement aux engrais agricoles, engrais horticoles sont vendus directement aux consommateurs et de faire partie de lignes de distribution des produits de d??tail.

Les engrais azot??s

L'engrais azot?? est souvent synth??tis?? en utilisant la Proc??d?? Haber-Bosch, qui produit de l'ammoniac . Cet ammoniac est appliqu?? directement sur le sol ou utilis??e pour produire d'autres compos??s, notamment nitrate d'ammonium et l'ur??e , ?? la fois, les produits secs concentr??s qui peuvent ??tre utilis??s comme mati??res fertilisantes ou en m??lange avec l'eau pour former un engrais azot?? liquide concentr??, UAN. L'ammoniac peut ??galement ??tre utilis?? dans le Processus Odda en combinaison avec du phosphate et des engrais de potassium pour produire des engrais compos??s comme 10-10-10 ou 15-15-15.

La production d'ammoniac consomme actuellement environ 5% de la consommation mondiale de gaz naturel, qui est un peu moins de 2% de la production mondiale d'??nergie. Le gaz naturel est tr??s largement utilis?? pour la production d'ammoniac, mais d'autres sources d'??nergie, avec une source d'hydrog??ne, peut ??tre utilis?? pour la production de compos??s azot??s appropri??s pour les engrais. Le co??t du gaz naturel repr??sente environ 90% du co??t de production de l'ammoniac. Les hausses de prix du gaz naturel dans la derni??re d??cennie, entre autres facteurs tels que la demande croissante, ont contribu?? ?? une augmentation du prix des engrais.

Les engrais azot??s sont les plus couramment utilis??s pour traiter les champs utilis??s pour la culture du ma??s , suivi par l'orge , le sorgho , colza, de soja et de tournesol .

Les questions de sant?? et de durabilit??

Les engrais inorganiques parfois ne remplacent pas les ??l??ments en oligo-??l??ments dans le sol qui deviennent progressivement ??puis??s par les cultures qui y sont cultiv??s. Cela a ??t?? li?? ?? des ??tudes qui ont montr?? une baisse marqu??e (jusqu'?? 75%) dans les quantit??s de ces min??raux pr??sents dans les fruits et l??gumes. Une exception ?? cela est en Australie occidentale, o?? les carences de zinc , le cuivre , le mangan??se , le fer et le molybd??ne ont ??t?? identifi??s comme limitant la croissance des cultures et des p??turages dans les ann??es 1940 et 1950. Les sols de l'Australie occidentale sont tr??s vieux, tr??s alt??r??e et d??ficiente dans beaucoup des principaux nutriments et oligo-??l??ments. Depuis ce temps ces oligo-??l??ments sont r??guli??rement ajout??s aux engrais min??raux utilis??s dans l'agriculture dans cet ??tat.

Dans de nombreux pays, il ya la perception du public que les engrais inorganiques ??poison le sol" et aboutir ?? des produits "de faible qualit??". Cependant, il ya tr??s peu (le cas ??ch??ant) des preuves scientifiques ?? l'appui de ces vues. Lorsqu'elles sont utilis??es convenablement, les engrais inorganiques am??liorer la croissance des plantes, l'accumulation de la mati??re organique et l'activit?? biologique du sol, emp??chant le surp??turage et l'??rosion des sols. La valeur nutritionnelle des plantes pour la consommation humaine et animale est g??n??ralement am??lior??e lorsque les engrais inorganiques sont utilis??s de fa??on appropri??e.

Il ya des pr??occupations au sujet si l'arsenic , le cadmium et l'uranium se accumulant dans les champs trait??s avec engrais phosphat??s. Les min??raux de phosphate contiennent des traces de ces ??l??ments et en l'absence d'??tape de nettoyage est appliqu?? apr??s l'extraction de l'utilisation continue d'engrais phosphat??s conduit vers une accumulation de ces ??l??ments dans le sol. Finalement, ceux-ci peuvent se accumuler ?? des niveaux inacceptables et entrer dans le produit. (Voir intoxication au cadmium.)

Un autre probl??me avec les engrais inorganiques, ce est qu'ils sont actuellement produites par des moyens qui ne peuvent pas ??tre maintenues ind??finiment. Potassium et de phosphore proviennent de mines (ou de lacs sal??s comme la Mer Morte dans le cas de engrais de potassium) et les ressources sont limit??es. L'azote est illimit??e, mais les engrais azot??s sont actuellement faite en utilisant des combustibles fossiles tels que le gaz naturel . Engrais pourrait th??oriquement ??tre fabriqu??s ?? partir de l'eau de mer ou de l'azote atmosph??rique en utilisant les ??nergies renouvelables , mais cela exigerait un investissement ??norme et ne est pas concurrentiel avec des m??thodes non durables d'aujourd'hui. Novateur r??gimes de biocarburants de d??polym??risation thermique testent la production de sous-produits avec 9% des engrais azot??s provenant de d??chets organiques

Les engrais organiques

Un bac ?? compost

D'origine naturelle comprennent les engrais organiques le fumier, suspension, moulages de ver, la tourbe, algues, les eaux us??es, et guano. Les engrais verts sont ??galement cultiv??s pour ajouter des nutriments au sol . Min??raux naturels tels que mine de phosphate de roche, le sulfate de potasse et de calcaire sont ??galement consid??r??s comme des engrais organiques.

Engrais organiques fabriqu??s comprennent compost, farines de sang, la farine d'os et extraits d'algues. D'autres exemples sont des prot??ines dig??r??es d'enzymes naturelles, farine de poisson et la farine de plumes.

La d??composition r??sidus de culture des ann??es pr??c??dentes est une autre source de la fertilit??. Bien que pas strictement consid??r?? comme ??engrais??, la distinction semble plus une question de mots que de la r??alit??.

La gestion des sols biomin??ral, un min??ral totale et concept biologique ??volu?? par la soci??t?? Geomite Australie du Sud, utilise l'interaction d'une base de min??raux ??insolubles?? avec des micro-organismes sp??cifiques pour fournir la nutrition, la structure et la biologie am??lior?? dans les sols. Il propose que les plantes se nourrissent en lib??rant exsudats racinaires de la composition chimique pr??cise pour activer ces champignons du sol et les bact??ries qui solubiliser ??l??ments requis par l'usine ?? ce moment. La composition de l'exsudat varie tout au long de la vie de l'usine, et toutes les sollicitations qui lui sont impos??es entra??ner d'autres changements compensatoires - en substance, l'usine pratique l'auto-m??dication. ??Le paradis des nature?? Le terme a ??t?? invent?? pour expliquer ce processus. Il fournit une explication possible de la pr??valence des organismes nuisibles et l'attaque de la maladie dans les cultures f??cond??es par des moyens chimiques - appliqu?? masques d'engrais solubles du processus de ??assortiment??, ??liminant nutrition correcte.

Une certaine ambigu??t?? dans l'utilisation du terme ??biologique?? existe parce que certains d'engrais synth??tiques, tels que l'ur??e et ur??e-formald??hyde, sont enti??rement organique dans le sens de la chimie organique . En fait, il serait difficile de faire la distinction chimique entre l'ur??e d'origine biologique et celle produite par synth??se. D'autre part, certaines mati??res fertilisantes couramment approuv??s pour l'agriculture biologique, tels que poudre calcaire, extrait phosphate de roche et Le salp??tre du Chili, sont inorganique dans l'utilisation du terme par la chimie.

Risques de l'utilisation d'engrais

Le probl??me de la sur-fertilisation est principalement associ??e ?? l'utilisation d'engrais artificiels, en raison des quantit??s massives appliqu??es et la nature destructrice des engrais chimiques sur les structures de maintien de nutriments du sol. Les solubilit??s ??lev??s des engrais chimiques exacerbent aussi leur tendance ?? se d??grader ??cosyst??mes, notamment par eutrophisation.

Entreposage et ??pandage de certains engrais azot??s dans certaines conditions m??t??orologiques ou le sol peuvent provoquer des ??missions du gaz ?? effet de serre l'oxyde nitreux (N ₂ O). ammoniac gazeux (NH ₃₎ peut ??tre ??mis suite ?? l'application d'engrais inorganiques, ou fumier ou de lisier. Outre la fourniture d'azote, l'ammoniac peut ??galement augmenter le sol acidit?? (inf??rieure pH, ou ??acidification??). Excessifs applications d'engrais d'azote peuvent ??galement conduire ?? des probl??mes de ravageurs en augmentant le taux de natalit??, la long??vit?? et la condition physique de certains ravageurs.

La concentration allant jusqu'?? 100 mg / kg de cadmium dans min??raux phosphat??s (par exemple, les min??raux de Nauru et les ??les de No??l ) augmente la contamination du sol avec du cadmium, par exemple dans la Nouvelle-Z??lande . Uranium est un autre exemple d'un contaminant on retrouve souvent dans les engrais phosphat??s.

Pour ces raisons, il est recommand?? que la connaissance de la teneur en nutriments des besoins de la culture des sols et ??l??ments nutritifs sont soigneusement ??quilibr?? avec l'application d'??l??ments nutritifs dans les engrais inorganiques en particulier. Ce processus est appel?? budg??tisation des ??l??ments nutritifs. Par une surveillance attentive des conditions du sol, les agriculteurs peuvent ??viter de gaspiller engrais co??teux, et aussi ??viter les co??ts potentiels de nettoyage de toute la pollution cr????e comme un sous-produit de leur ??levage.

Il est ??galement possible de sur-appliquer engrais organiques; cependant, leur teneur en ??l??ments nutritifs, leur solubilit??, et leur taux d'??mission sont g??n??ralement beaucoup plus faible que les engrais chimiques. De par leur nature, la plupart des engrais organiques fournissent ??galement augment?? m??canismes de stockage physique et biologique dans les sols, qui tendent ?? att??nuer les risques.

Les enjeux mondiaux

La croissance de la population mondiale ?? son chiffre actuel n'a ??t?? possible que gr??ce ?? l'intensification de l'agriculture associ??e ?? l'utilisation d'engrais. Il y a un impact sur la consommation durable d'autres ressources mondiales en cons??quence.

L'utilisation d'engrais ?? l'??chelle mondiale ??met des quantit??s importantes de gaz ?? effet de serre dans l'atmosph??re. ??missions proviennent sujet par le biais de:

• animal engrais et l'ur??e , qui lib??rent du m??thane , l'oxyde nitreux, l'ammoniac et le dioxyde de carbone en quantit??s variables en fonction de leur forme (solide ou liquide) et de gestion (collecte, le stockage, la diffusion)
• engrais qui utilisent de l'acide nitrique ou le bicarbonate d'ammonium, la production et l'application de ce qui entra??ne des ??missions de oxydes d'azote, l'oxyde nitreux, l'ammoniac et le dioxyde de carbone dans l'atmosph??re.

En modifiant les m??thodes et les proc??dures, il est possible d'att??nuer certains, mais pas tous, de ces effets sur le changement climatique anthropique .