Fertilizer

उर्वरक

उर्वरक प्राकृतिक या सिंथेटिक मूल की कोई भी सामग्री जो मिट्टी पर या पौधों के ऊतकों पर लागू होती है जो वृद्धि के लिए आवश्यक एक या एक से अधिक पौधे पोषक तत्वों की आपूर्ति करती है। के पौधों । उर्वरक के कई स्रोत मौजूद हैं, दोनों प्राकृतिक और औद्योगिक रूप से उत्पादित हैं।

इतिहास

मृदा उर्वरता का प्रबंधन हजारों वर्षों से किसानों का पूर्वाग्रह रहा है। मिस्र, रोमन, बेबीलोनियन और शुरुआती जर्मन सभी को अपने खेतों की उत्पादकता बढ़ाने के लिए खनिजों और खाद का उपयोग करने के रूप में दर्ज किया गया है।पौधों के पोषण के आधुनिक विज्ञान की शुरुआत १ ९वीं शताब्दी में हुई और जर्मन रसायनज्ञ जस्टस वॉन लेबिग का काम भी शुरू हुआ । जॉन बेनेट लॉज़ , एक अंग्रेजी उद्यमी, 1837 में बर्तनों में उगने वाले पौधों पर विभिन्न खादों के प्रभावों पर प्रयोग करना शुरू किया, और एक या दो साल बाद क्षेत्र में फसलों के लिए प्रयोगों को बढ़ाया गया। एक तात्कालिक परिणाम यह था कि 1842 में उन्होंने सल्फ्यूरिक एसिड के साथ फॉस्फेट का इलाज करके बनाई गई एक खाद का पेटेंट कराया, और इस तरह से कृत्रिम खाद उद्योग बनाने वाले पहले व्यक्ति थे। उत्तराधिकारी वर्ष में उन्होंने यूसुफ हेनरी गिल्बर्ट की सेवाओं को सूचीबद्ध किया , जिनके साथ उन्होंने आधे से अधिक शताब्दी तक फसल प्रबंधन अनुसंधान संस्थान में फसल उगाने के प्रयोगों पर काम किया ।

Birkeland-Eyde प्रक्रिया नाइट्रोजन आधारित उर्वरक उत्पादन की शुरुआत में प्रतिस्पर्धा औद्योगिक प्रक्रियाओं में से एक था।इस प्रक्रिया का उपयोग वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N 2 ) को नाइट्रिक एसिड (HNO 3 ) में ठीक करने के लिए किया जाता था , कई रासायनिक प्रक्रियाओं में से एक को आमतौर पर नाइट्रोजन निर्धारण के रूप में जाना जाता है । परिणामी नाइट्रिक एसिड को तब नाइट्रेट के स्रोत (NO 3 - ) के रूप में उपयोग किया जाता था । प्रक्रिया पर आधारित एक कारखाना नॉर्वे में रज़ुकान और नोटोडेन में बनाया गया था , जो बड़ी पनबिजली सुविधाओं के निर्माण के साथ संयुक्त था ।

1910 और 1920 का दशक हैबर प्रक्रिया और ओस्टवाल्ड प्रक्रिया के उदय का गवाह है । हैबर प्रक्रिया मीथेन (सीएच 4 ) गैस और आणविक नाइट्रोजन (एन 2 ) से अमोनिया (एनएच 3 ) का उत्पादन करती है । हैबर प्रक्रिया से अमोनिया को फिर ओस्टवाल्ड प्रक्रिया में नाइट्रिक एसिड (HNO 3 ) में बदल दिया जाता है।सिंथेटिक उर्वरक के विकास ने वैश्विक जनसंख्या वृद्धि में महत्वपूर्ण रूप से सहयोग किया है  - यह अनुमान लगाया गया है कि वर्तमान में पृथ्वी पर लगभग आधे लोगों को सिंथेटिक नाइट्रोजन उर्वरक के उपयोग के परिणामस्वरूप खिलाया जाता है।

पिछले 50 वर्षों में वाणिज्यिक उर्वरकों के उपयोग में लगातार वृद्धि हुई है, जिससे प्रति वर्ष 100 मिलियन टन नाइट्रोजन की वर्तमान दर लगभग 20 गुना बढ़ गई है।वाणिज्यिक उर्वरकों के बिना यह अनुमान लगाया जाता है कि अब उत्पादित खाद्य का लगभग एक तिहाई उत्पादन नहीं किया जा सकता है। १ ९ ६० में फॉस्फेट उर्वरकों का उपयोग भी प्रति वर्ष ९ मिलियन टन से बढ़कर ४० मिलियन टन प्रति वर्ष हो गया है। ६-९ टन अनाज प्रति हेक्टेयर (२.५ एकड़) उपज वाली मक्का की फसल के लिए ३१-५० किलोग्राम की आवश्यकता होती है। लागू करने के लिए फॉस्फेट उर्वरक का 68-110 पौंड) ; सोयाबीन की फसल को लगभग आधे की आवश्यकता होती है, क्योंकि प्रति हेक्टेयर 20-25 किलो।यारा इंटरनेशनलनाइट्रोजन आधारित उर्वरकों का दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक है।

यूरिया और फॉर्मेल्डिहाइड के संयोजन से प्राप्त पॉलिमर पर आधारित नियंत्रित-नाइट्रोजन-रिलीज़ तकनीकों का पहली बार 1936 में उत्पादन किया गया था और 1955 में इसका व्यावसायीकरण किया गया था।शुरुआती उत्पाद में कुल नाइट्रोजन का 60 प्रतिशत ठंडा-पानी-अघुलनशील था, और अप्रकाशित (त्वरित) रिलीज) 15% से कम। Methylene Ureas 1960 और 1970 में ही व्यावसायिक रहे थे, 25% और ठंडे पानी की अघुलनशील, और 30% के लिए 15% की सीमा में unreacted यूरिया नाइट्रोजन के रूप में नाइट्रोजन का 60% है।

1960 के दशक में, टेनेसी घाटी प्राधिकरण राष्ट्रीय उर्वरक विकास केंद्र ने सल्फर-लेपित यूरिया विकसित करना शुरू किया; कम लागत और एक माध्यमिक पोषक तत्व के रूप में इसके मूल्य के कारण सल्फर का उपयोग प्रमुख कोटिंग सामग्री के रूप में किया जाता था।आमतौर पर एक और मोम या बहुलक होता है जो सल्फर को सील करता है; धीमी गति से जारी होने वाले गुण मृदा रोगाणुओं द्वारा माध्यमिक सीलेंट के क्षरण के साथ-साथ सल्फर में यांत्रिक खामियों (दरारें, आदि) पर निर्भर करते हैं। वे आम तौर पर टर्फ अनुप्रयोगों में 6 से 16 सप्ताह की देरी से रिहाई प्रदान करते हैं। जब एक कठोर बहुलक का उपयोग द्वितीयक कोटिंग के रूप में किया जाता है, तो गुण प्रसार-नियंत्रित कणों और पारंपरिक सल्फर-लेपित के बीच एक क्रॉस होते हैं।

तंत्र

पोषक तत्वों-गरीब रेत / मिट्टी मिट्टी पर नाइट्रेट उर्वरक के साथ और बिना उगाए छह टमाटर के पौधे। पोषक तत्वों-गरीब मिट्टी में पौधों में से एक मर गया है।
उर्वरक पौधों की वृद्धि को बढ़ाते हैं। इस लक्ष्य को दो तरह से पूरा किया जाता है, पारंपरिक रूप से एडिटिव्स जो पोषक तत्व प्रदान करते हैं। दूसरी विधा जिसके द्वारा कुछ उर्वरक कार्य करते हैं, अपने जल प्रतिधारण और वातन को संशोधित करके मिट्टी की प्रभावशीलता को बढ़ाता है। यह लेख, उर्वरकों पर कई की तरह, पोषण पहलू पर जोर देता है। उर्वरक आम तौर पर अलग-अलग अनुपात में प्रदान करते हैं।

मुख्य मैक्रोन्यूट्रिएंट्स:

नाइट्रोजन (एन): पत्ती वृद्धि
फास्फोरस (पी): जड़ों, फूल, बीज, फल का विकास;
पोटेशियम (के): मजबूत स्टेम विकास, पौधों में पानी की आवाजाही, फूल और फलने को बढ़ावा देना;
तीन माध्यमिक मैक्रोन्यूट्रिएंट्स: कैल्शियम (सीए), मैग्नीशियम (एमजी), और सल्फर (एस);
सूक्ष्म पोषक तत्व: तांबा (Cu), लोहा (Fe), मैंगनीज (Mn), मोलिब्डेनम (Mo), जस्ता (Zn), बोरान (B)। कभी-कभी महत्व सिलिकॉन (Si), कोबाल्ट (Co), और वैनेडियम (V) के होते हैं।
स्वस्थ पौधे के जीवन के लिए आवश्यक पोषक तत्वों को तत्वों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन तत्वों को उर्वरकों के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है। इसके बजाय इन तत्वों वाले यौगिक उर्वरकों के आधार हैं। मैक्रो-पोषक तत्वों का अधिक मात्रा में सेवन किया जाता है और एक शुष्क पदार्थ (DM) (0% नमी) के आधार पर पौधे के ऊतक में 0.15% से 6.0% तक की मात्रा में मौजूद होते हैं । पौधे चार मुख्य तत्वों से बने होते हैं: हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन। कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में व्यापक रूप से उपलब्ध हैं। यद्यपि नाइट्रोजन अधिकांश वायुमंडल बनाती है, लेकिन यह पौधों के लिए अनुपलब्ध है। नाइट्रोजन सबसे महत्वपूर्ण उर्वरक है क्योंकि नाइट्रोजन प्रोटीन , डीएनए और अन्य घटकों में मौजूद है (जैसे,)क्लोरोफिल )। पौधों के लिए पौष्टिक होने के लिए, नाइट्रोजन को "निश्चित" रूप में उपलब्ध कराया जाना चाहिए। केवल कुछ बैक्टीरिया और उनके मेजबान पौधे (विशेष रूप से फलियां ) इसे अमोनिया में परिवर्तित करके वायुमंडलीय नाइट्रोजन (एन 2 ) को ठीक कर सकते हैं । डीएनए और एटीपी , कोशिकाओं में मुख्य ऊर्जा वाहक, साथ ही साथ कुछ लिपिड के उत्पादन के लिए फॉस्फेट की आवश्यकता होती है ।

माइक्रोन्यूट्रिएंट्स का सेवन कम मात्रा में किया जाता है और पौधे के ऊतक में प्रति-मिलियन (पीपीएम) के क्रम पर मौजूद होता है , 0.15 से 400 पीपीएम डीएम तक, या 0.04% डीएम से कम।ये तत्व अक्सर एंजाइम के सक्रिय स्थलों पर मौजूद होते हैं जो पौधे के चयापचय को पूरा करते हैं। क्योंकि ये तत्व उत्प्रेरक (एंजाइम) को सक्षम करते हैं, उनका प्रभाव उनके वजन प्रतिशत से अधिक होता है।

वर्गीकरण

उर्वरकों को कई तरह से वर्गीकृत किया जाता है। उनके अनुसार वर्गीकृत किया जाता है कि क्या वे एक भी पोषक तत्व प्रदान करते हैं (जैसे, के, पी, या एन), जिस स्थिति में उन्हें "सीधे उर्वरकों" के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। "बहुराष्ट्रीय उर्वरक" (या "जटिल उर्वरक") दो या अधिक पोषक तत्व प्रदान करते हैं, उदाहरण के लिए एन और पी। उर्वरकों को कभी-कभी अकार्बनिक (इस लेख के अधिकांश विषय) बनाम कार्बनिक के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है। अकार्बनिक उर्वरक यूरिया को छोड़कर कार्बन युक्त सामग्री को बाहर निकालते हैं । जैविक उर्वरक आमतौर पर (पुनर्नवीनीकरण) पौधे- या पशु-व्युत्पन्न पदार्थ होते हैं। अकार्बनिक को कभी-कभी सिंथेटिक उर्वरक कहा जाता है क्योंकि उनके निर्माण के लिए विभिन्न रासायनिक उपचार की आवश्यकता होती है।

एकल पोषक तत्व उर्वरक

मुख्य नाइट्रोजन आधारित सीधे उर्वरक अमोनिया या इसके समाधान हैं। अमोनियम नाइट्रेट (NH 4 NO 3 ) का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यूरिया नाइट्रोजन का एक अन्य लोकप्रिय स्रोत है, जिसका लाभ यह है कि यह अमोनिया और अमोनियम नाइट्रेट के विपरीत क्रमशः ठोस और गैर-विस्फोटक है। नाइट्रोजन उर्वरक बाजार के कुछ प्रतिशत (2007 में 4%)द्वारा मिला दिया गया है कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट (सीए (कोई 3 ) 2 • राष्ट्रीय राजमार्ग 4  • 10 एच 2 ओ )।

मुख्य सीधे फॉस्फेट उर्वरक सुपरफॉस्फेट हैं । "सिंगल सुपरफॉस्फेट" (SSP) में 14-18% P 2 O 5 होते हैं , फिर से Ca (H 2 PO 4 ) 2 के रूप में होते हैं , लेकिन फॉस्फोगाइप्सम (Ca SO 4  • 2H 2 O) भी होते हैं। ट्रिपल सुपरफॉस्फेट (TSP) में आमतौर पर P 2 O 5 का 44-48% और जिप्सम नहीं होता है। सिंगल सुपरफॉस्फेट और ट्रिपल सुपरफॉस्फेट के मिश्रण को डबल सुपरफॉस्फेट कहा जाता है। एक विशिष्ट सुपरफॉस्फेट उर्वरक का 90% से अधिक पानी में घुलनशील है।

मुख्य पोटेशियम-आधारित सीधे उर्वरक पोरीश (एमओपी) का Muriate है। पोटाश की म्यूरेट में 95-99% KCl होता है, और यह आमतौर पर 0-0-60 या 0-0-62 उर्वरक के रूप में उपलब्ध होता है।

Multinutrient उर्वरक

ये उर्वरक आम हैं। इनमें दो या दो से अधिक पोषक तत्व होते हैं।

बाइनरी (एनपी, एनके, पीके) उर्वरक

प्रमुख दो-घटक उर्वरक पौधों को नाइट्रोजन और फास्फोरस दोनों प्रदान करते हैं। इन्हें एनपी उर्वरक कहा जाता है। मुख्य एनपी उर्वरक मोनोअमोनियम फॉस्फेट (एमएपी) और डायमोनियम फॉस्फेट (डीएपी) हैं। MAP में सक्रिय संघटक NH 4 H 2 PO 4 है । डीएपी में सक्रिय संघटक (एनएच 4 ) 2 एचपीओ 4 है । लगभग 85% एमएपी और डीएपी उर्वरक पानी में घुलनशील हैं।

एनपीके उर्वरक

एनपीके उर्वरक नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम प्रदान करने वाले तीन घटक उर्वरक हैं।

एनपीके रेटिंग एक उर्वरक में नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम की मात्रा का वर्णन करने वाला एक रेटिंग सिस्टम है। NPK रेटिंग में उर्वरकों की रासायनिक सामग्री का वर्णन करते हुए डैश (जैसे, 10-10-10 या 16-4-8) द्वारा अलग किए गए तीन नंबर होते हैं।पहला नंबर उत्पाद में नाइट्रोजन के प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करता है; दूसरी संख्या, पी 2 ओ 5 ; तीसरा, K 2 O. उर्वरक वास्तव में P 2 O 5 या K 2 नहीं होते हैंओ, लेकिन एक उर्वरक में फास्फोरस (पी) या पोटेशियम (के) की मात्रा के लिए प्रणाली एक पारंपरिक शॉर्टहैंड है। 16-4-8 लेबल वाले उर्वरक का 50-पाउंड (23 किग्रा) बैग में 8 पौंड (3.6 किग्रा) नाइट्रोजन (50 पाउंड का 16%) होता है, पी 2 ओ 5 के 2 पाउंड में बराबर फॉस्फोरस की मात्रा होती है। (50 पाउंड का 4%), और के 2 ओ के 4 पाउंड (50 पाउंड का 8%)। अधिकांश उर्वरकों को इस एनपीके सम्मेलन के अनुसार लेबल किया जाता है, हालांकि ऑस्ट्रेलियाई सम्मेलन, एक एनपीकेएस प्रणाली का अनुसरण करते हुए, सल्फर के लिए एक चौथे नंबर को जोड़ता है, और पी और के सहित सभी मूल्यों के लिए मौलिक मूल्यों का उपयोग करता है।

सूक्ष्म पोषक तत्व

मुख्य सूक्ष्म पोषक तत्व मोलिब्डेनम, जस्ता, बोरॉन और तांबा हैं। इन तत्वों को पानी में घुलनशील लवण के रूप में प्रदान किया जाता है। आयरन विशेष समस्याओं को प्रस्तुत करता है क्योंकि यह मध्यम मिट्टी पीएच और फॉस्फेट सांद्रता में अघुलनशील (जैव-अनुपलब्ध) यौगिकों में परिवर्तित होता है। इस कारण से, लोहे को अक्सर एक केलेट कॉम्प्लेक्स के रूप में प्रशासित किया जाता है , उदाहरण के लिए, ईडीटीए व्युत्पन्न। सूक्ष्म पोषक तत्वों की जरूरत पौधे और पर्यावरण पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, चीनी बीट को बोरान की आवश्यकता होती है , और फलियों को कोबाल्ट की आवश्यकता होती है , जबकि पर्यावरणीय परिस्थितियां जैसे गर्मी या सूखा बोरॉन को पौधों के लिए कम उपलब्ध कराते हैं।