کود

مقاله اول در مورد کود (fertilizer)

کود (fertilizer)

به هر ماده ای از مواد طبیعی یا مصنوعی (به غیر از مواد سنگزنی) که  به بافت های گیاهی برای تامین یک یا چند ماده غذایی گیاهی ضروری برای رشد گیاهان است که در مواد کود ها تهویه می شود . بسیاری از منابع کود وجود دارد، که به دوو صورت طبیعی و صنعتی تولید می شوند.

روش کار (Mechanism)

کود باعث افزایش رشد گیاهان می شود. تولید کود در جهان دو هدف کلی دارد : روش اول دارای مواد سنتی حاوی مواد مغذی هستند. روش دوم که بعضی از کود ها عمل می کند، افزایش اثربخشی خاک با اصلاح نگهداری آب و هوای آن است. این مقاله سعی شده به معرفی کامل کود ها و انواع آن ها می پردازد .

سه ماده مغذی اصلی:

نیتروژن (N): رشد برگ
فسفر (P): توسعه ریشه ها، گل ها، دانه ها، میوه ها؛
پتاسیم (K): رشد ساقه قوی، حرکت آب در گیاهان، ترویج گلدهی و باروری؛
سه ماده مغذی ثانویه: کلسیم (کلسیم)، منیزیم (Mg) و گوگرد (S)؛
مواد مغذی: مس (Cu)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، مولیبدن (Mo)، روی (Zn)، بور (B). اهمیت گاه به گاه عبارتند از سیلیکون (Si)، کبالت (Co) و وانادیوم (V).

"مواد مغذی مورد نیاز برای زندگی سالم گیاهان بر اساس عناصر طبقه بندی می شوند، اما عناصر به عنوان کود استفاده نمی شوند."

در عوض ترکیبات حاوی این عناصر پایه کودها هستند. مواد مغذی مواد مغذی در مقادیر بالاتری مصرف می شوند و در بافت گیاهی در مقادیر از ۰٫۱۵ تا ۶٫۰ درصد در ماده خشک (DM) (رطوبت ۰٪) وجود دارد. گیاهان از چهار عنصر اصلی تشکیل شده است: هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن. کربن، هیدروژن و اکسیژن به طور گسترده به عنوان آب و دی اکسید کربن در دسترس هستند. اگر چه نیتروژن بیشترین اتمسفر را تشکیل می دهد، اما در فرم است که برای گیاهان قابل دسترس نیست. نیتروژن مهمترین کود است زیرا نیتروژن موجود در پروتئین، DNA و سایر اجزای (مانند کلروفیل) است. نیتروژن باید برای گیاهان تغذیه شود و در فرم ثابت قرار بگیرد. فقط برخی از باکتریها و گیاهان میزبان آنها (به ویژه حبوبات) می توانند نیتروژن اتمی (N2) را با تبدیل آن به آمونیاک حل کنند. فسفات مورد نیاز برای تولید DNA و ATP، حامل انرژی اصلی در سلول ها، و همچنین برخی از چربی ها مورد نیاز است.

مواد مغذی میگرنی در مقادیر کمتری مصرف می شوند و در بافت گیاهی به ترتیب قطعات به ازای هر میلیون (ppm)، از ۱۵/۰ تا ۴۰۰ ppm DM یا کمتر از ۰٫۰۴٪ DM وجود دارد. این عناصر اغلب در سایت های فعال آنزیم هایی هستند که متابولیسم گیاه را انجام می دهند. از آنجا که این عناصر کاتالیزورها (آنزیم ها را فعال می کنند) تأثیرات آنها بیش از درصد وزن آنها است.

طبقه بندی

کود (fertilizer) به روش های مختلف طبقه بندی می شود. آنها براساس اینکه آیا آنها مواد مغذی منفرد (مثلا K، P، یا N) را ارائه می دهند، طبقه بندی می شوند، در این صورت آنها به عنوان "کودهای مستقیم" طبقه بندی می شوند.

"کودهای چندملیتی" (یا "کودهای پیچیده") دو یا چند ماده مغذی را به عنوان مثال N و P ارائه می دهند. کود نیز بعضی اوقات به عنوان معدنی در مقایسه با ارگانیک طبقه بندی می شود. کودهای معدنی مواد حاوی کربن را به جز اوره حذف می کند.

کودهای آلی معمولا ماده (ماده بازیافت شده) گیاهی یا حیوانی هستند. از آنجا که مواد شیمیایی مختلفی برای تولید آنها ضروری است، غیر معدنی بعضی اوقات کودهای مصنوعی نامیده می شود.

کودهای تک مواد مغذی ("مستقیم")

کود اصلی مستقر در نیتروژن آمونیاک یا راه حل های آن است. نیترات آمونیوم (NH4NO3) نیز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

اوره یکی دیگر از منابع محبوب نیتروژن است که مزیت آن این است که به تنهایی و به طور غیرمستقیم، بر خلاف آمونیاک و نیترات آمونیوم است. چند درصد از بازار کود نیتروژن (۴٪ در سال ۲۰۰۷)  توسط نیترات آمونیوم کلسیم (Ca (NO3) 2 · NH4NO3 · ۱۰H2O) برآورده شده است.

کود اصلی فسفات مستقیم سوپر فسفات است. "سوپر فسفات تک" (SSP) شامل ۱۴-۱۸٪ P2O5، دوباره در فرم Ca (H2PO4) 2، بلکه فسفات گوپسی (CaSO4 · ۲H2O). سه سوپر فسفات (TSP) معمولا شامل ۴۴-۴۸ درصد از P2O5 و بدون گچ است. ترکیبی از سوپرفسفات تک و سوپر فسفات سه گانه سوپر فسفات دوبار نامیده می شود. بیش از ۹۰٪ کود سوپر فسفات معمولی محلول در آب است.

کودهای چند ساله

این کودهای شایع هستند. آنها شامل دو یا چند عنصر مواد مغذی هستند.

کود بومی (NP، NK، PK) کود

عمده کودهای دو جزء نیتروژن و فسفر را به گیاهان می دهد. اینها کودهای NP نامیده می شوند. کود نپال اصلی شامل فسفات مونوآمونیوم (MAP) و دی آمونیوم فسفات (DAP) می باشد.

ماده فعال در MAP NH4H2PO4 است. ماده فعال در DAP (NH4) 2HPO4 است. حدود ۸۵ درصد کود MAP و DAP محلول در آب هستند.

کودهای NPK

کودهای NPK کودهای سه جزء هستند که نیتروژن، فسفر و پتاسیم را فراهم می کنند.

NPK رتبه یک سیستم رتبه بندی توصیف مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم در کود است. رأی NPK شامل سه عدد است که به وسیله خط تیره (از جمله ۱۰-۱۰-۱۰ یا ۱۶-۴-۸) جدا شده اند و مواد شیمیایی کود را توصیف می کنند.

شماره اول نشان دهنده درصد نیتروژن موجود در محصول است. شماره دوم، P2O5؛ سوم، K2O. کود معمولا P2O5 یا K2O را شامل نمی شود، اما سیستم یک مقیاس معمول برای مقدار فسفر (P) یا پتاسیم (K) در کود است.

یک کیسه ۵۰ پوند (۲۳ کیلوگرم) حاوی حاوی ۸ کیلوگرم (۳٫۶ کیلوگرم) نیتروژن (۱۶ درصد از ۵۰ کیلوگرم) حاوی حاوی ۱۶-۴-۸ کود است، مقدار فسفر معادل آن در ۲ کیلوگرم P2O5 (4٪ از ۵۰ پوند) و ۴ پوند K2O (8٪ از ۵۰ پوند).

اکثر کودها بر اساس این کنوانسیون N-P-K برچسب گذاری می شوند، اگر چه کنوانسیون استرالیا به دنبال سیستم N-P-K-S یک شماره چهارم برای گوگرد اضافه می کند و از مقادیر عنصر برای تمام مقادیر P و K استفاده می کند.

مواد مغذی

مواد مغذی اصلی مولیبدن، روی و مس است. این عناصر به عنوان نمک های محلول در آب تهیه می شوند. آهن مشکلات خاصی را ایجاد می کند، زیرا در غلظت pH و غلظت فسفات خاک، به ترکیبات نامحلول (bio-unavailable) تبدیل می شود. به همین دلیل، آهن اغلب به عنوان یک مجتمع کلات به عنوان مثال، مشتق EDTA مورد استفاده قرار می گیرد. نیازهای ریز مغذی به گیاه بستگی دارد. به عنوان مثال، چغندر قند نیاز به بور دارد، و حبوبات نیاز به کبالت دارند.

تولید

کود نیتروژن

کودهای نیتروژن از آمونیاک (NH3) ساخته شده است که گاهی مستقیم به زمین تزریق می شود. آمونیاک توسط فرایند هابر بوش تولید می شود. در این فرآیند فشرده انرژی، گاز طبیعی (CH4) معمولا هیدروژن را تامین می کند و نیتروژن (N2) از هوا استخراج می شود. این آمونیاک به عنوان یک ماده اولیه برای تمام کودهای دیگر نیتروژن مانند نیترات آمونیوم بی آب (NH4NO3) و اوره (CO (NH2) 2 استفاده می شود).

سپرده های نیترات سدیم (NaNO3) (نیترات شیلی) نیز در کویر آتاکاما در شیلی یافت می شود و یکی از کودهای حاوی غنی از نیتروژن اصلی (۱۸۳۰) بود.  هنوز هم برای کود تولید می شود.

کود فسفات

تمام کودهای فسفات با استخراج مواد معدنی حاوی آنیون PO43- به دست می آیند. در موارد نادر، رشته ها با مواد معدنی خرد شده تحت درمان قرار می گیرند، اما اغلب بیشتر نمک های محلول در اثر استفاده شیمیایی از مواد معدنی فسفات تولید می شوند. بیشترین مواد معدنی حاوی فسفات به طور کل به عنوان سنگ فسفات شناخته می شوند.

مواد معدنی اصلی عبارتند از فلوراپاتیت Ca5 (PO4) 3F (CFA) و هیدروکسی آپاتیت Ca5 (PO4) 3OH. این مواد معدنی به روش سولفوریک (H2SO4) یا اسید فسفریک (H3PO4) به نمک های فسفات محلول در آب تبدیل می شوند.

تولید بزرگ اسید سولفوریک به عنوان یک ماده شیمیایی صنعتی، عمدتا به دلیل استفاده از آن به عنوان اسید ارزان در پردازش سنگ فسفات به کود فسفات است. استفاده اولیه اولیه برای ترکیبات گوگرد و فسفر به این فرایند اساسی مرتبط است.

در فرآیند نیترو فسفات یا فرآیند Odda (اختراع شده در سال ۱۹۲۷)، فسفات سنگی تا حدود ۲۰ درصد فسفر (P) با اسید نیتریک (HNO3) به منظور تولید مخلوط اسید فسفریک (H3PO4) و نیترات کلسیم (Ca NO3) 2). این مخلوط را می توان با یک کود پتاسیم ترکیب کرد تا کودهای ترکیبی با سه نوع مکمل نیتروژن، پتاسیم و کروم در فرم به راحتی حل شود.

کود پتاسیم
پتاس ترکیبی از مواد معدنی پتاسیم است که برای تولید کودهای پتاسیم (شیمیایی: K) استفاده می شود. پتاس در محلول در آب است، بنابراین تلاش اصلی برای تولید این مواد مغذی از سنگ معدن شامل برخی از مراحل تصفیه شده است. برای مثال، برای حذف کلرید سدیم (NaCl) (نمک معمولی). گاهی اوقات پتاس به عنوان K2O به عنوان یک مورد برای راحتی به کسانی که محتوای پتاسیم را توصیف می کنند. در واقع کودهای پتاسیم معمولا پتاسیم کلرید، سولفات پتاسیم، کربنات پتاسیم یا نیترات پتاسیم هستند.

کودهای ترکیبی
کودهای ترکیبی که حاوی N، P و K می باشند اغلب می توانند با مخلوط کردن کودهای مستقیم تولید شوند. در برخی موارد، واکنش های شیمیایی بین دو یا چند مولکول رخ می دهد. به عنوان مثال، فسفاتهای monoammonium و diammonium، که گیاهان را با N و P تولید می کنند، با خنثی سازی اسید فسفریک (از سنگ فسفات) و آمونیاک تولید می شوند:

NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)H₂PO₄

۲ NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₂HPO₄

کودهای آلی

"کودهای آلی" می تواند این کودها را با یک منبع آلی - بیولوژیکی - یعنی کودهای مشتق شده از مواد زندگی می کنند یا قبلا زندگی - توصیف کند. کودهای ارگانیک همچنین می توانند محصولات قابل فروش و غالبا بسته بندی شده را توصیف کنند که تلاش دارند به دنبال انتظارات و محدودیت های پذیرفته شده توسط "کشاورزی ارگانیک" و "سیستم های سازگار با محیط زیست" مرتبط با سیستم های تولید مواد غذایی و گیاهی باشند که به طور قابل توجهی مانع از استفاده از کودهای مصنوعی محصولات کود آلی معمولا شامل برخی از مواد آلی و همچنین افزودنی های قابل قبول مانند پودرهای سنگین مواد مغذی، پوسته های دریایی زمینی (خرچنگ، صدف و غیره)، سایر محصولات تهیه شده از قبیل غذای دانه ای و یا زالزالک، و کشت میکروارگانیسم ها و مشتقات.

کود از یک منبع ارگانیک (تعریف اول) شامل موارد زیر است: زباله های حیوانی، زباله های گیاهی از کشاورزی، کمپوست و لجن فاضلاب تصفیه شده (biosolids). فراتر از کود، منابع حیوانی می توانند شامل محصولاتی از کشتار حیوانات باشند - غذای خون، غذای استخوان، غذای پر، پنهان، گوسفند و شاخ همه اجزای معمول هستند. مواد ارگانیک در دسترس برای صنعت مانند لجن فاضلاب ممکن است از اجزای سازنده ارگانیک و باغبانی قابل قبول نباشند زیرا از عوامل آلاینده های آلاینده تا ادراک عمومی هستند. از سوی دیگر، "کودهای آلی" که در بازار عرضه می شود، ممکن است شامل ارگان های پردازش شده و ترویج شوند، زیرا مواد مورد تجدید نظر مصرف کننده هستند. بدون توجه به تعریف و ترکیب، اکثر این محصولات دارای مواد مغذی کمتری هستند و مواد مغذی به راحتی قابل اندازه گیری نیستند. آنها می توانند مزایای ساختمان سازی را ارائه دهند و همچنین به افرادی که سعی می کنند "طبیعتا" بیشتر به مزرعه / باغ می پردازند، جذاب باشد.

از لحاظ حجم، تورب ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد بسته بندی آلی زمین اصلاح شده است. از آنجایی که این شکل نابالغ زغال سنگ، که باعث بهبود خاک بوسیله هوادهی و جذب آب می شود، هیچ گونه ارزش غذایی برای گیاهان به ارمغان نمی آورد، بنابراین کود نیست که در آغاز مقاله تعریف شده باشد، بلکه اصلاحیه است. کوکر (از پوسته نارگیل)، پوسته و خاک اره بعد از اضافه شدن به خاک، به طور مشابه (اما نه یکسان) به ذغال سنگ نارس و همچنین اصلاح خاک ارگانیک - و یا متخصصین - به دلیل مواد غذایی محدود خود را تغذیه در نظر گرفته. برخی از افزودنی های آلی می توانند اثر معکوس بر روی مواد مغذی داشته باشند - خاک اره تازه می تواند مواد مغذی خاک را از بین ببرد و باعث کاهش pH خاک شود اما این متفورمین های آلی (و همچنین کمپوست و غیره) ممکن است در دسترس بودن مواد مغذی از طریق بهبود تبادل کاتیونی یا از طریق افزایش رشد میکروارگانیسم ها که به نوبه خود باعث افزایش در دسترس بودن برخی مواد مغذی گیاهی می شود. کودهای آلی مانند کامپوزیت ها و کود ممکن است بدون وارد شدن به تولید صنعتی به صورت محلی توزیع شوند و مصرف واقعی برای اندازه گیری ها مشکل تر باشد.