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Agricoltura moderna
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Questa settimana John Marble scrive sull'economia dell'aggiunta di fertilizzanti ai pascoli, quindi abbiamo pensato che fosse un buon momento per dare un'occhiata più da vicino all'azoto e ai fertilizzanti. Questo articolo è stato ispirato da alcune informazioni fornite da John sull'azoto e sui suoi potenziali impatti.
Nel suo discorso inaugurale del 1898 come presidente della British Association for the Advancement of Science, il famoso chimico Sir William Crookes fece una terribile previsione:i popoli del mondo che mangiavano grano avrebbero iniziato a rimanere senza cibo negli anni '30. Il motivo:una carenza di fertilizzante azotato.
L'azoto è un nutriente fondamentale per le piante e gli agricoltori del giorno usavano l'azoto sotto forma di ammoniaca dal guano spedito dal Sud America per migliorare i raccolti. Ma il guano era una risorsa limitata, quindi Crookes ha esortato gli scienziati a trovare un'altra soluzione.
Poiché l'azoto costituisce circa il 78% dell'atmosfera terrestre, lo scienziato tedesco Fritz Haber si è concentrato su un metodo per estrarre l'azoto dall'aria. Lui e il suo assistente, Robert le Rossignol, hanno sviluppato un modo per catalizzare l'ammoniaca dall'idrogeno e dall'azoto atmosferico. Carl Bosch, uno scienziato della BASF, ha portato la macchina da tavolo di Haber alla produzione a livello industriale, ed è nato il processo Haber-Bosch. Nel 1913 uno stabilimento tedesco produceva 20 tonnellate di fertilizzante al giorno utilizzando questo processo.
Il processo Haber-Bosch ha fatto esattamente ciò che William Crookes sperava e anche di più. Si stima infatti che circa la metà della popolazione mondiale si nutra di fertilizzanti sintetici. Sono da 3 a 3,5 miliardi di persone nutrite grazie al processo Haber-Bosch.
Oggi utilizziamo l'azoto dall'atmosfera e l'idrogeno dal metano nel gas naturale per produrre fertilizzanti chimici. Ciò significa che il prezzo del fertilizzante aumenta e diminuisce con il prezzo del gas naturale. Spesso combiniamo anche l'azoto con altri nutrienti come fosforo, potassio o zolfo, nutrienti che possono mancare nel suolo.
Con una corretta fertilizzazione, i raccolti generalmente aumentano dal 30 al 50 percento rispetto a quello che gli agricoltori avrebbero ottenuto altrimenti. Anche le rese dei pascoli possono aumentare. La ricerca in Iowa ha dimostrato che la resa dell'erba, misurata in termini di foraggio secco, giorni di pascolo per vacca o aumento di peso vivo dei manzi di un anno, può essere aumentata da due a tre volte o più con un'adeguata fertilizzazione con azoto.
La scelta o meno di fertilizzare dipenderà dalla necessità di foraggio aggiuntivo, dal contenuto di legumi, dalla gestione e dal rapporto costo/profitto. Per ulteriori informazioni su come pensare a costi vs profitti, dai un'occhiata al pezzo di John questa settimana. Per ulteriori dettagli su come, quando e perché applicare il fertilizzante, dai un'occhiata a questa serie in due parti:
Quando spargiamo fertilizzante di qualsiasi tipo su un pascolo o un campo di fieno, una parte dell'azoto può volatilizzarsi (evaporare). In buone condizioni, la maggior parte dell'azoto viene assorbito dal suolo, dove i microrganismi del suolo lo convertono in una forma utilizzabile dalle piante. Ma l'azoto può anche essere perso a causa del ruscellamento e dell'erosione, aumentando la minaccia che le molecole di N trovino la loro strada nelle acque superficiali, dove causano problemi ai sistemi biologici. L'azoto può anche filtrare nelle falde acquifere, creando in alcuni luoghi una grave minaccia per la salute pubblica.
L'aggiunta di azoto ai tuoi terreni può anche scoraggiare i legumi nei tuoi pascoli dal fissare naturalmente l'azoto. Dopotutto, perché tutto ciò funziona se c'è già molto azoto libero disponibile nel terreno? La concimazione con azoto aumenta anche la possibilità di un eccesso di nitrati nel foraggio. Infine, a seconda del tipo di terreno, l'aggiunta di fertilizzante chimico a base di azoto può ridurre il pH del terreno, rendendolo più acido con il passare del tempo. Infatti, nelle zone dove i suoli non sono abbastanza acidi, una delle prescrizioni può essere quella di concimare.
Il mito secondo cui i fertilizzanti sintetici uccidono i microbi ha avuto molto successo ultimamente. La realtà è esattamente l'opposto, quindi diamo un'occhiata a ciò che sappiamo su come funzionano le cose.
In primo luogo, non vi è alcuna differenza chimica tra una molecola di nitrato proveniente da una fonte organica di azoto e una molecola di nitrato proveniente da un sacchetto di fertilizzante sintetico. I laboratori non possono dire la differenza, e nemmeno le piante. Ciò che rende diverso il fertilizzante organico è il suo lento tasso di rilascio rispetto al fertilizzante sintetico che diventa disponibile non appena il fertilizzante si dissolve in acqua.
Questo rapido rilascio di nutrienti potrebbe essere pericoloso? Quando i ricercatori hanno eseguito prove hanno scoperto che l'aggiunta di fertilizzanti sintetici non ha comportato alcun cambiamento nel numero di batteri o funghi, mentre il fertilizzante organico ha mostrato un leggero aumento di entrambi. Inoltre,uno studio decennale osservando la differenza è emerso che, se applicato correttamente, l'azoto ha effetti minimi sui microbi del suolo, sulle proprietà biochimiche del suolo o sulla struttura del suolo.
Dott. Ray Wiel è l'autore di La natura e le proprietà dei suoli il testo distintivo sui suoli. Ci dice:"La maggior parte dei fertilizzanti in realtà stimola la crescita microbica, sia perché forniscono i nutrienti di cui i microbi hanno bisogno o più spesso perché stimolano la crescita delle piante e la pianta stimola i microbi".
Aggiunge:"La situazione principale in cui i fertilizzanti uccidono effettivamente i microbi è l'ammoniaca anidra iniettata nel terreno in bande". Mentre il terreno è abbastanza sterilizzato in un'area di due o tre pollici di diametro attorno al sito di iniezione, i microbi si ricolonizzano rapidamente una volta che il gas di ammoniaca si dissipa o si dissolve in acqua, quindi diventa ammonio e viene assorbito dalle piante.
Qui è dove il linguaggio dei chimici e il linguaggio del resto di noi porta alla confusione. Per un chimico un sale è un composto formato da due o più ioni. Il sale da cucina, o cloruro di sodio, è costituito da ioni sodio e cloro. Il fertilizzante a base di nitrato di ammonio è composto da ioni di ammonio e nitrato, quindi lo chiamano anche "sale".
Ma questo tipo di ioni di sale si comporta in modo diverso rispetto al cloruro di sodio. Quando piove dopo aver applicato il fertilizzante, l'acqua dissolve il fertilizzante in ioni e li lava nel terreno. Gli ioni non danneggiano i microbi o le piante, piuttosto sono il cibo che assorbono. Il processo è lo stesso per i fertilizzanti organici come compost e letame. Il processo è solo più lungo perché le proteine e i carboidrati più grandi devono decomporsi e convertirsi in ioni, esattamente gli stessi ioni prodotti dai fertilizzanti.
Potresti non aver pensato di aver bisogno di sapere tutto questo sull'azoto e sui fertilizzanti, ma ora che lo sai, puoi utilizzare queste informazioni per prendere decisioni migliori sulle applicazioni di fertilizzanti o impressionare i tuoi amici e colleghi con alcune curiosità interessanti. 🙂
