Engrais

Les engrais (engrais également écrits de ) sont des composés donnés aux usines pour favoriser la croissance ; ils sont habituellement appliqués par l'intermédiaire du sol, pour la prise par des racines d'usine, ou par le de alimentation foliaire, pour la prise par des feuilles. Les engrais peuvent être le organique (composé de matière organique), ou le inorganique (fait de produits chimiques ou minerais simples et inorganiques). Ils peuvent être les composés naturels tels que la tourbe ou des gisements du minerai , ou construit par des processus normaux (tels que le compostant ) ou des processus chimiques (tels que le Haber de processus).

Les engrais fournissent typiquement, dans les proportions variables , les trois aliments d'usine principaux (azote , phosphore , et potassium ), les aliments d'usine secondaires (calcium , soufre , magnésium ), et parfois les oligoéléments (ou les micronutrients) en rôle en nutrition d'usine : Bore , chlore , manganèse , fer , zinc , de cuivre, et molybdène .

Dans les engrais organiques et inorganiques de passé, se sont appelés le " ; manures" ; dérivé de l'expression française pour le labourage manuel , mais de cette limite est maintenant la plupart du temps limité à l'engrais organique .

Bien que l'azote soit abondant dans l'atmosphère terrestre, relativement peu d'usines s'engagent dans le fixation de l'azote (conversion de l'azote atmosphérique en forme biologiquement utile). La plupart des usines exigent ainsi des composés azotés d'être présents dans le sol dans lequel elles se développent.

Histoire

Tandis que l'engrais, la cendre et les scories de fabrication de fer ont été employés pour améliorer des récoltes pendant des siècles, les engrais étaient discutablement l'une des grandes innovations de la révolution agricole du 19ème siècle.

Personnes principales

Dans le vicomte du 1730s Charles Townshend a étudié la première fois les effets de amélioration du système de la rotation de quatre-récolte de qu'il avait observé en service dans le Flandre . Pour ceci il a gagné le surnom du navet Townshend de .

Le Justus von Liebig de chimiste a contribué considérablement à l'avancement dans l'arrangement de la nutrition d'usine. Ses travaux influents ont dénoncé la première fois la théorie de vitalist d'humus, discutant d'abord l'importance de l'ammoniaque , et plus tard l'importance des minerais inorganiques. Principalement son travail a réussi à viser des questions pour que la science agronomique adresse au cours des 50 années à venir. En Angleterre il a essayé de mettre en application ses théories commercialement par un engrais créé en préparant le phosphate de la chaux dans la poudre d'os avec de l'acide sulfurique. Bien qu'il ait été beaucoup moins cher que le guano qui a été employé alors, il a échoué parce qu'il ne pouvait pas être correctement absorbé par des récoltes.

À ce moment-là dans le de monsieur de l'Angleterre John Bennet Lawes expérimentait avec des récoltes et des engrais à sa ferme au Harpenden et pouvait produire un superphosphate pratique en 1842 à partir des phosphates dans la roche et les coprolites. Encouragé, il a utilisé le Joseph Henry Gilbert de monsieur, qui avait étudié sous Liebig à l'université de de Giessen , comme directeur de recherche. À ce jour, le centre de recherches de Rothamsted qu'ils fondaient toujours étudie l'impact des engrais inorganiques et organiques sur des rendements de récolte.

En France, le Jean Baptiste Boussingault a précisé que la quantité d'azote dans divers genres d'engrais est importante.

Le Percy Gilchrist des métallurgistes et le Sidney Gilchrist Thomas ont inventé le convertisseur de Thomas-Gilchrist de , qui a permis l'utilisation de hauts minerais continentaux acides du phosphore sur la sidérurgie . La doublure de chaux de dolomite du convertisseur s'est transformée à temps en phosphate de calcium , qui pourrait être employé comme engrais connu sous le nom de Thomas-phosphate.

Dans les décennies tôt du 20ème siècle le prix Nobel - le de gain Karl Bosch de chimistes du IG Farben et du Fritz Haber a développé le processus qui a permis à l'azote d'être à bon marché synthétisé dans l'ammoniaque , pour l'oxydation suivante dans les nitrates et les nitrites .

En Erling 1927 Johnson a développé une méthode industrielle pour le produisant le nitrophosphate , également connue sous le nom de Odda de processus après son Odda Smelteverk de Norvège . Le impliqué de processus acidifiant la roche du phosphate de (de Nauru et d'îles de Banaba de dans le South Pacific ) avec de l'acide nitrique pour produire l'acide phosphorique et le nitrate de calcium qui, une fois que le neutralisait , pourraient être employés comme engrais d'azote.

Industrie

Le James Fison d'Anglais, Edouard Packard , Thomas Hadfield et les frères d'apprenti chaque compagnies fondées au 19ème siècle tôt pour créer des engrais d'engrais d'os. Les sciences se développantes de la chimie et de la paléontologie , combinées avec la découverte des coprolites en quantité commerciale dans le East Anglia , Fisons mené et Packard pour développer l'acide sulfurique et les usines d'engrais au Bramford , et au Snape , Suffolk dans les 1850s pour créer les superphosphates qui ont été embarqués autour du monde du port au Ipswich . D'ici 1870 il y avait environ 80 usines préparant le superphosphate. Après la Première Guerre Mondiale ces entreprises ont relevé des embarras financiers par la nouvelle concurrence du guano , principalement trouvé sur les îles Pacifiques du , car leur extraction et distribution étaient devenues économiquement attrayantes.

La période d'entre-deux guerres a vu la concurrence innovatrice des industries chimiques impériales qui ont développé le sulfate synthétique d'ammonium de en 1923, la Nitro-craie en 1927, et un engrais plus concentré et plus économique appelé le CCF basé sur le phosphate d'ammonium de en 1931. La concurrence a été limitée en tant qu'ICI s'est assurée qu'elle a commandé la plupart des approvisionnements du sulfate d'ammonium du du monde. D'autres compagnies européennes et nord-américaines d'engrais ont développé leur part de marché, forçant les compagnies pionnières anglaises pour fusionner, Fisons, Packard, et Prentice Ltd. Ensemble elles produisaient 80.000 tonnes de superphosphate par an d'ici 1934 à partir de leur nouvelle usine et docks d'eau profonde dans le Ipswich . Par la deuxième guerre mondiale elles avaient acquis environ 40 compagnies, y compris Hadfields en 1935, et deux ans après les grands travaux Anglo-Continentaux de guano, fondés en 1917.

L'environnement d'après-guerre a été caractérisé par des niveaux beaucoup plus élevés de production en raison du " ; " de la révolution verte ; et nouveaux types de graine avec le potentiel de azote-absorption accru, notamment les variétés de haut-réponse de de maïs, blé, et riz. Ceci a accompagné le développement de la forte concurrence nationale, des accusations des cartels et des monopoles d'approvisionnement, et d'une vague finalement différente des fusions et des acquisitions. Les noms originaux n'existent plus autre que comme des sociétés de holding ou des noms de marque : Fisons et ICI des agrochemicals font partie de d'aujourd'hui Yara les compagnies internationales d'AstraZeneca de et de .

Engrais inorganiques (engrais minéral)

Les engrais inorganiques naturels incluent l'azotate de soude chilien , " extrait ; phosphate , " de de roche ; et pierre à chaux (une source de de calcium).

Macronutrients et micronutrients

Des engrais peuvent être divisés en macronutrients ou micronutrients basés sur leurs concentrations dans la matière sèche d'usine. Il y a six macronutrients : l'azote, le phosphore, et le potassium, ont souvent nommé le " ; macronutrients" primaire ; parce que leur disponibilité est habituellement contrôlée avec des engrais de NPK, et le " ; macronutrients" secondaire ; &mdash ; calcium, magnésium, et &mdash de soufre ; ce qui sont exigés en quantité rudement semblable mais dont la disponibilité est souvent contrôlée en tant qu'élément des pratiques de chaulage et manuring plutôt que des engrais. Les macronutrients sont consommés en plus grande quantité et dans son ensemble le nombre ou les dixièmes normalement actuels de pourcentages dans les tissus végétaux (sur une base de poids de matière sèche). Il y a beaucoup de micronutrients, exigés dans les concentrations s'échelonnant de 5 à 100 parts par million (ppm) par des micronutrients d'usine de Massachusetts incluent le fer (Fe) de , le manganèse (manganèse) de , le bore (b), le de cuivre (Cu), le molybdène (MOIS) de , le nickel (Ni) de , le chlore (Cl) de , et le zinc (Zn) de .

Engrais de Macronutrient

Des matériaux synthétisés s'appellent également le le artificiel, et peuvent être décrits comme droit, où le produit contient principalement les trois ingrédients primaires de l'azote (n), du phosphore (p), et du potassium (k), qui sont connus comme engrais du N-P-K ou engrais composés quand des éléments sont mélangés intentionnellement. Ils sont appelés ou marqués selon le contenu de ces trois éléments, qui sont des macronutrients. L'azote de masse de fraction (pour cent) est rapporté directement. Cependant, du phosphore est rapporté en tant que pentoxyde (P₂O₅), l'anhydride de phosphore de de de l'acide phosphorique , et le potassium est rapporté en tant qu'oxyde de potassium (K₂O), qui est l'anhydride de l'hydroxyde de potassium . La composition en engrais est exprimée de cette fa4con pour des raisons historiques de la manière qu'elle a été analysée (conversion en cendre pour P et K) ; cette pratique remonte au Justus von Liebig (voir plus ci-dessous). En conséquence, un engrais 18-51-20 aurait l'azote de 18% comme N, phosphore de 51% comme P₂O₅, et potassium de 20% comme K₂O, l'autre 11% est connu comme ballast et les mai ou mai pour ne pas être valeur aux usines, selon ce qui est employé comme ballast. Bien que des analyses ne soient plus effectuées en incinérant d'abord, la convention de nomination demeure. Si l'azote est l'élément principal, elles sont souvent décrites en tant qu'engrais d'azote de .

Généralement la fraction de masse (pourcentage) du phosphore élémentaire, = 0.436 x

et la fraction de masse (pourcentage) du potassium élémentaire, = 0.83 x

(Ces facteurs de conversion sont obligatoires aux termes des règlements de engrais-étiquetage BRITANNIQUES si élémentaire des valeurs sont déclarés en plus de la déclaration de N-P-K.)

Un engrais 18−51−20 contient donc, en poids, l'azote élémentaire de 18% (n), le phosphore élémentaire de 22% (p) et le potassium élémentaire de 16% (k).

Agricole contre horticole

Généralement les engrais agricoles contiennent seulement un ou deux macronutrients. Des engrais agricoles sont prévus pour être appliqués rarement et normalement avant ou le long du seeding latéral. Les exemples des engrais agricoles sont le superphosphate granulaire de triple de , le chlorure de potassium de , l'urée , et l'ammoniaque anhydre . La nature des produits de l'engrais, combinée avec le coût élevé d'expédition, mène à l'utilisation des matériaux localement disponibles ou de ceux à partir de source la plus étroite/la meilleur marché, qui peut varier avec des facteurs affectant le transport par le rail, le bateau, ou camion. En d'autres termes, une source particulière de l'azote peut être très populaire dans une part du pays tandis qu'une autre est très populaire dans une autre région géographique seulement due aux facteurs indépendants des soucis agronomiques.

Des engrais horticoles ou de spécialité, d'une part, sont formulés de beaucoup des mêmes composés et de quelques autres pour produire les engrais bien équilibrés qui contiennent également des micronutrients. Quelques matériaux, tels que le nitrate d'ammonium , sont employés d'une façon minimum dans l'agriculture de production de large échelle. L'exemple 18-51-20 ci-dessus est un engrais horticole formulé avec à haute teneur en phosphore pour favoriser le développement de fleur en fleurs ornementales. Les engrais horticoles peuvent être hydrosolubles (dégagement instantané) ou relativement insolubles (dégagement commandé). Des engrais de dégagement commandé sont également mentionnés comme dégagement soutenu ou dégagement chronométré. Beaucoup d'engrais de dégagement commandé sont prévus pour être appliqués approximativement tous les 3-6 mois, selon l'arrosage, des taux de croissance, et d'autres conditions, tandis que des engrais hydrosolubles doivent être appliqués au moins toutes les 1-2 semaines et peuvent être appliqués aussi souvent que chaque arrosage si suffisamment dilués. À la différence des engrais agricoles, des engrais horticoles sont lancés directement aux consommateurs et deviennent sur le marché une partie de lignes au détail de distribution de produit.

Engrais d'azote

Issues de santé et de durabilité

Les engrais inorganiques parfois ne remplacent pas les éléments minéraux de trace dans le sol qui deviennent graduellement épuisés par des récoltes cultivées là. Ceci a été lié aux études qui ont montré une chute marquée (jusqu'à 75%) dans les quantités de tels minerais actuels en fruits et légumes. Une exception à ceci est dans l'Australie occidentale où des insuffisances du zinc , du de cuivre, du manganèse , du fer et du molybdène ont été identifiées en tant que limitation de la croissance des récoltes et des pâturages dans les années 40 et les années 50. Les sols dans l'Australie occidentale sont très vieux, fortement superficiel par les agents et déficient en plusieurs des aliments et des oligoéléments principaux. Puisque cette fois ces oligoéléments sont par habitude ajoutés aux engrais inorganiques utilisés dans l'agriculture dans cet état.

Dans beaucoup de pays il y a la perception publique ce " inorganique d'engrais ; empoisonner le soil" ; et résultat dans le " ; bas quality" ; produit. Cependant, il y a très peu (le cas échéant) preuve scientifique de soutenir ces vues. Une fois utilisés convenablement, les engrais inorganiques augmentent la croissance de plantes, l'accumulation de la matière organique et de l'activité biologique du sol, tout en réduisant le risque d'écoulement de l'eau, le surpâturage et l'érosion du sol. La valeur nutritive des usines pour la consommation humaine et animale est typiquement améliorée quand des engrais inorganiques sont employés convenablement.

Il y a des soucis cependant concernant l'arsenic , le cadmium et l'uranium s'accumulant dans les domaines traités avec des engrais de phosphate de les minerais de phosphate contiennent des traces de ces éléments et si aucune étape de nettoyage n'est appliquée après l'extraction de l'utilisation continue des engrais de phosphate mène vers une accumulation de ces éléments dans le sol. Par la suite ceux-ci peuvent augmenter jusqu'à les niveaux inacceptables et entrer dans le produit. (Voir l'empoisonnement de cadmium de .)

Un autre problème avec les engrais inorganiques est qu'ils sont actuellement produits des manières qui ne peuvent pas être continuées indéfiniment. Le potassium et le phosphore viennent des mines (ou des lacs salins tels que la mer morte dans le cas des engrais de potassium de et des ressources sont limités. L'azote est illimité, mais des engrais d'azote sont actuellement faits using les combustibles fossiles tel que le gaz naturel . Théoriquement des engrais pourraient être faits à partir de l'eau de mer ou de l'azote atmosphérique using l'énergie renouvelable , mais faire ainsi exigerait l'investissement énorme et n'est pas concurrentiel avec des méthodes insoutenables d'aujourd'hui. Les arrangements thermiques de combustible organique de la dépolymérisation innovateur trialling la production des sous-produits avec de l'engrais d'azote de 9% originaire de la perte organique

Engrais organiques

Les engrais organiques naturels incluent l'engrais , la boue , les bâtis de ver de , la tourbe , l'algue , les eaux d'égout , et le guano . Des récoltes de l'engrais vert sont également devenues ajoutent des aliments au sol . Des minerais naturels tels que le phosphate naturel de mine, le sulfate de la potasse et la pierre à chaux sont également considérés les engrais organiques.

Les engrais organiques manufacturés incluent le compost , le Bloodmeal , la poudre d'os et les extraits de l'algue . D'autres exemples sont les protéines, la farine de poisson , et la farine de plumes digérées par enzyme normale.

Le résidu de décomposition de récolte de des années antérieures est une autre source de fertilité. Cependant " pas strictement considéré ; fertilizer" ; , la distinction semble plus une question des mots que la réalité.

Une certaine ambiguïté dans l'utilisation du terme « organique » existe parce que certains d'engrais synthétiques, tels que l'urée et le formaldéhyde d'urée de , sont entièrement organiques dans le sens de la chimie organique . En fait, il serait difficile de distinguer chimiquement l'urée d'origine biologique et cela a produit synthétiquement. D'une part, quelques matériaux d'engrais ont généralement approuvé pour l'agriculture organique, telle que la pierre à chaux en poudre , " extrait ; " du phosphate de roche ; et le salpêtre chilien , sont inorganique dans l'utilisation de la limite par chimie.

Bien que la densité des aliments en matériel organique soit comparativement modeste, ils ont quelques avantages. Certains ou tout l'engrais organique peuvent être produits sur place, des frais de transport d'abaissement. La majorité d'azote fournissant les engrais organiques contiennent l'azote insoluble et agissent en tant qu'engrais à émission lente.

Les théories modernes d'agriculture organique admettent le succès évident le théorie de s de Leibig de ', mais soumettent à une contrainte qu'il y a des limitations sérieuses aux méthodes courantes de la mettre en application par l'intermédiaire de la fertilisation chimique. Ils resoulignent le rôle de l'humus et d'autres composants organiques de sol, qui sont censés pour jouer plusieurs rôles importants :
Aliments existants de mobilisation de sol, de sorte que la bonne croissance soit réalisée avec des densités nutritives inférieures tout en gaspillant moins
Libération des aliments à un taux plus lent et plus cohérent, aidant à éviter un modèle de boom-and-bust
Aidant à maintenir l'humidité de sol, réduisant l'effort dû à l'effort provisoire d'humidité
Amélioration de la structure de sol de

Les produits organiques ont également l'avantage d'éviter certains problèmes liés à l'utilisation lourde régulière des engrais artificiels :
la possibilité de " ; burning" ; usines avec les produits chimiques concentrés (c. un approvisionnement fini de quelques aliments)
la diminution progressive du vrai ou perçu " ; health" de sol ; , évident dans la perte de structure, de capacité réduite d'absorber la précipitation, d'éclairage de couleur de sol, etc.
la nécessité de réappliquer les engrais artificiels régulièrement (et peut-être dans des quantités croissantes) pour maintenir la fertilité
écoulement étendu de l'azote et du phosphore solubles, menant à l'eutrophisation
le manque de coût (substantiel et se levant ces dernières années) et de résulter de l'indépendance

Les engrais organiques peuvent avoir des inconvénients :
L'as, typiquement, une source diluée des aliments une fois comparé aux engrais inorganiques, appliquant des quantités significatives d'aliments dans un endroit éloigné à partir de la source engagerait des coûts accrus pour le transport
La composition des engrais organiques tend à être plus complexe et variable qu'un produit inorganique normalisé.
les engrais organiques Inexact-traités peuvent contenir les microbes pathogènes de la matière de plante ou d'animal qui sont nocifs aux humains ou aux usines. Cependant, le approprié compostant devrait les enlever.

Dans l'agriculture biologique non- un compromis entre l'utilisation des engrais artificiels et organiques est commun, souvent using les engrais inorganiques complétés avec l'application des produits organiques qui sont facilement disponibles comme le retour des résidus de récolte ou l'application de l'engrais.

Risques d'utilisation d'engrais

Le problème de l'au-dessus-fertilisation est principalement associé à l'utilisation des engrais artificiels, en raison des quantités massives appliquées et de la nature destructive des engrais chimiques sur les structures nutritives de possession de sol. Les solubilités élevées des engrais chimiques aggravent également leur tendance de dégrader les écosystèmes en particulier par l'eutrophisation .

Le stockage et l'application de quelques engrais d'azote en quelques états de temps ou de sol peuvent causer des émissions du protoxyde d'azote de du gaz à effet de serre (N₂O). Le gaz de l'ammoniaque (NH₃) peut être émis après l'application des engrais inorganiques, ou engrais ou boue. Sans compter que l'azote fournisseur, l'ammoniaque peut également augmenter l'acidité ( inférieur pH de sol, ou le " ; souring" ;). Les applications d'engrais excessives d'azote peuvent également mener aux problèmes de parasite en augmentant le taux de natalité, la longévité et la forme physique globale de certains parasites.

La concentration de jusqu'à 100 mg/kg de cadmium en minerais de phosphate de (par exemple, des minerais de Nauru et des Îles Christmas ref>) augmente la contamination du sol avec du cadmium, par exemple en Nouvelle Zélande. L'uranium est un autre exemple d'un contaminant souvent trouvé en engrais de phosphate.

Pour ces raisons, on lui recommande que la connaissance du contenu nutritif des conditions de sol et d'éléments nutritifs de la récolte soient soigneusement équilibrées avec l'application des aliments en engrais inorganique particulièrement. Ce processus s'appelle l'aliment de économisant . Par la surveillance soigneuse des états de sol, les fermiers peuvent éviter de gaspiller les engrais chers, et évitent également les coûts potentiels de nettoyer n'importe quelle pollution créée comme sous-produit de leur agriculture.

Il est également possible au-dessus-d'appliquer les engrais organiques ; cependant, leur contenu nutritif, leur solubilité, et leurs taux de rejets est en général beaucoup inférieur aux engrais chimiques. Par leur nature, la plupart des engrais organiques fournissent également les mécanismes physiques et biologiques accrus de stockage aux sols, qui tendent à atténuer leurs risques.

Issues globales

La croissance de la population du monde à sa figure courante a seulement été possible par l'intensification de l'agriculture liée à l'utilisation des engrais. Il y a un impact de sur la consommation soutenable d'autres ressources globales par conséquent.

L'utilisation des engrais sur un global de balance émet les quantités significatives de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Les émissions surviennent par l'utilisation de :
engrais animaux et urée , qui libèrent le méthane , le protoxyde d'azote , l'ammoniaque , et l'anhydride carbonique dans des quantités variables selon leur forme (pleine ou liquide) et gestion (collection, stockage, écartant)
engrais qui emploient l'acide nitrique ou le bicarbonate d'ammonium de , la production et l'application dont des résultats dans les émissions des oxydes d'azote , le protoxyde d'azote , l'ammoniaque et l'anhydride carbonique dans l'atmosphère. En changeant des processus et des procédures il est possible d'atténuer certains, mais pas tous, ces effets sur le changement climatique anthropogène .

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