کود شیمیایی چیست و آشنایی با انواع آن | کود سیاه | کود سفید

کود شیمیایی چیست؟ انواع آن کدامند ؟ چگونه تولید می شود؟ در حال حاضر، کودهای شیمیایی (اصطلاحا کود سیاه و کود سفید) در تامین چیزی در حدود 40 تا 60% از منابع غذایی جهان نقش دارند. کودهای شیمیایی شامل یک یا چند منبع غذایی مورد نیاز گیاهان هستند که می توانند به هر سه صورت فازهای جامد مایع و یا گاز وجود داشته باشند. این ترکیبات می توانند هم به خاک اضافه شود، هم مستقیم به خود گیاه پاشیده شود (برگ های گیاه) و یا آن را در آب حل کرد و به خاک گیاه اضافه کرد. استفاده از این مواد به منظور ارتقاء کیفیت خاک، افزایش میزان محصول و یا ارتقاء کیفیت محصول تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد.

قدمت بهره گیری از این کود ها به قرن نوزدهم میلادی بر می گردد. زمانی که با گسترش صنعت کشاورزی، میزان کودهای حیوانی و یا گیاهی مورد نیاز با محدودیت مواجه شد. اولین تلاش ها برای تولید کود شیمیایی در مقیاس صنعتی از استخراج پتاسیم از معادن آلمان در سال 1860 شروع شد که در حدود همان سال ها نیز اولین واحد تولید کود شیمیایی فسفات از فسفات اوره در مقیاس تجاری نیز شکل گرفت.

کود های غیر ارگانیک را می توان به سه دسته کلی نیتروژنه فسفاته و پتاسه تقسیم کرد:

1- کودهای نیتروژنی یا ازته یا اصطلاحا کود سفید (N) :

کود شیمیایی سفید حاوی عنصر نیتروژن به شکل نیترات است که این عنصر برای رشد بسیاری از گیاهان لازم و ضروری می باشد و از این جهت از این کود می توان به منظور کمک به رشد طیف وسیعی از گیاهان استفاده کرد. قابلیت انحلال خیلی خوبی دارد و به راحتی در آب حل می شود و به سرعت در دسترس گیاه قرار می گیرد.

برخی از کود های نیتروژنه عبارتند از:

• کود اوره
• سولفات آمونیوم
• کلسیم نیترات

چگونگی تولید:

این کود ها اغلب از گاز طبیعی به دست می آیند.در طی چندین مرحله گاز طبیعی، به ویژه متان، با نیتروژن موجود در هوا ترکیب می شود تا بتوان کود های نیتروژنه تولید نمود. توجه نمایید که 80٪ از گاز طبیعی برای ساخت کود های نیتروژنه استفاده می شود. این در حالیست که تنها 20٪ از گاز برای فرایند های گرمایشی و تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد

با کمک این گاز دو ماده اساسی نیترات آمونیوم و اوره تولید می شود و سپس با اضافه کردن انواع مختلفی از افزودنی ها می توان کود های نیتروژنه ی مختلفی تولید نمود. به عنوان مثال برای ساخت کود کامل از افزودنی فسفر و پتاسیم استفاده می شود.  از افزودنی دولومیت برای تشکیل CAN استفاده می شود و یا با مخلوط نمودن اوره و محلول نیترات آمونیوم می توان UAN را تولید نمود.

2- کودهای فسفاته یا اصطلاحا کود سیاه (P) :

بعد از کودهای نیتروژنی ، این نوع از کودهای شیمیایی پرمصرف ترین نوع کود در جهان محسوب می شوند. این ترکیبات برای رشد مناسب ریشه های گیاه ضروری هستند. به افزایش بازده برداشت محصول کمک می کنند و مقاوت گیاهان را در برابر انواع بیماری ها افزایش می دهند. کود شیمیایی سیاه عنصر فسفر را برای انواع گیاهان اعم از گلدانی، درخت و زراعی تامین می کند.

برخی کود های فسفاته عبارتند از:

• دی آمونیوم فسفات
• مونو آمونیوم فسفات
• سوپر فسفات تریپل
• سوپر فسفات ساده

چگونگی تولید:

کود های فسفاته با اسیدیته نمودن سنگ های فسفاته تولید می شوند. باید توجه نمود که سنگ فسفات به خودی خود محلول نیست و بنابراین نمی تواند فسفر را در اختیار گیاه قرار دهد. بسیاری از منابع فسفر ، رسوبات موجود در کف اقیانوس ها هستند که بعداً توسط طغیان زمین افزایش یافته اند. این رسوبات می توانند حاوی مواد معدنی مختلفی باشند ، بنابراین آلودگی این سنگ ها به فلزات سنگین مانند کادمیوم از دیگر مسائلی است که باید به آن توجه نمود.

منابع دیگر سنگ فسفات از ذخایر سنگ آذرین ، به دست آمده از گدازه های مذاب آتشفشان ها می باشد. این منبع حاوی آلاینده های کمتری می باشد. معدن Yara در فنلاند، منبع خوبی برای به دست آوردن این نوع از سنگ های فسفاته به حساب می آید.

همانطور که گفته شد، این سنگ ها با اسید هایی مانند فسفریک، سولفوریک و یا نیتریک پردازش می شوند.

استفاده از هر کدام از اسید های ذکر شده، مزایا و معایب خاص خود را دارند. به عنوان مثال استفاده از اسید سولفوریک کود های فسفره با غلظت پایین تولید می کند، از جمله این مواد می توان به سوپر فسفات ساده اشاره نمود.

با این حال استفاده از اسید فسفریک می تواند غلظت های بالاتری از این مواد را تولید نماید.

استفاده از اسید نیتریک نیز تقریبا پسماندی از خود به جای نمی گذارد و دو کود تولید می کند:

1- نیتروفسفاتها که برای تولید کودهای کمپلکس NPK مانند YaraMila با پتاسیم ترکیب می شود.

2-کلسیم نیترات که از ترکیب اسید نیتریک با کلسیم موجود در سنگ فسفات به دست می آید.

باید توجه نمود که محدودیت استفاده از اسید نیتریک به گونه است که هنگام استفاده از آن مقدار فسفات موجود در کود نمی تواند از مقدار نیتروژن بیشتر باشد.

انواع کود سیاه و روش تولید آن:

در ادامه به معرفی انواع این ترکیبات و روش تولید آنها خواهیم پرداخت:

سوپرفسفات

تولید سوپرفسفات از آپاتیت و اسید سولفوریک به صورت ایده آل طبق معادله زیر صورت می گیرد:

2Ca5[(PO4)3F]+7H2SO4——–> 3Ca(H2PO4)2+7CaSO4+2HF

واکنش تولید این کود شیمیایی در دو مرحله انجام می گیرد: در مرحله سریع اول، آنیدریت و اسید فسفریک ایجاد می شوند. سپس این اسید فسفریک به آرامی (در عرض چند هفته) با آپاتیت اضافی واکنش نموده و فسفات مونوکلسیم آبدار تولید می شود. بخشی از فلوئورید (حدود40-10%) موجود در آپاتیت به شکل تترا فلوئورید سیلیسیم گازی،خارج شده و بقیه در سوپرفسفات باقی می ماند. هرگونه کربناتو-آپاتیت یا کربنات کلسیم موجود در فلوئورو-آپاتیت، دی اکسید کربن ایجاد می کنند.

در واقع، تولید صنعتی سوپر فسفات ( کود سیاه) در پنج مرحله انجام می شود:

(1) آسیاب کردن آپاتیت
(2) واکنش با اسید سولفوریک
(3) انجماد و خرد کردن محصول اولیه واکنش
(4) سفت شدن(گیرش)-تکمیل واکنش
(5) پودرسازی و گرانوله کردن(به صورت دانه دانه در آوردن) احتمالی محصول نهایی

سوپرفسفات سه تایی

سوپر فسفات تریپل ( سه تایی) بر اساس معادله زیر تولید می شود:

2Ca5[(PO4)3F]+14H3PO4 ———->10Ca(H2PO4)2+2HF

تولید صنعتی این کود سیاه شباهت زیادی با تولید سوپرفسفات دارد. آپاتیت(همراه با P2O5≤%31) آسیاب شده (74µm>(%70 و اسید روش‹‹ تر›› (با%52-54 P2O5 ) به عنوان مواد آغازین به کار برده می شوند. باید نسبت مولی Cao به P2O5 در محصول نهایی 0/92-0/95 و مقدار P2O5 حدود %47 باشد. انجماد مخلوط واکنش سریع تر از انجام آن در تولید سوپرفسفات صورت میگیرد.

فسفاتهای آمونیوم

فسفاتهای آمونیوم زیر به عنوان کود مورد استفاده قرار می گیرند (به صورت مجزا و یا مخلوط):

فسفات مونو آمونیوم	NH4H2PO4   (MAP)
فسفات دی آمونیوم	(NH4)2HPO4     (DAP)
پلی فسفات آمونیوم	[NH4PO3]n       ( APP)

فسفات تری آمونیوم به دلیل فشار بخار آمونیاک بالای آن، محصول تجاری به شمار نمی آید.

فسفات منو و دی آمونیوم به عنوان کود جامد به کار می روند، در صورتی که از پلی فسفات آمونیوم عمدتاً به صورت محلول و به عنوان کود مایع استفاده می شود. زیرا این ماده بر خلاف ارتوفسفاتها، گرانوله می گردد. به علاوه، به دلیل خواص کمپلکس کنندگی، ناخالصی ها (آهن،آلومینیوم،منیزیم و غیره) را در محلول حفظ می کند.

کودهای فسفات آمونیوم نسبتاً ناخالصند (حدود %85 خلوص). این مسئله به استفاده از اسید تصفیه نشده روش ‹‹ تر›› در تهیه آنها نسبت داده می شود.

نیتروفسفات ها

انحلال تدریجی آپاتیت با اسید نیتریک همانند انحلال تدریجی آپاتیت با اسید سولفوریک (ایجاد اسید فسفریک یا سوپر فسفات) و یا با اسید فسفریک (ایجاد سوپر فسفات سه تایی) از اهمیت تجاری برخوردار می باشد.

در مقابل، اسید کلریدریک در این خصوص اهمیتی ندارد. اصولاً واکنش گرمازا با اسید نیتریک به صورت زیر به پیش می رود:

در این فرآیند، اسید نیتریک %50-60 (تا %20 اضافی) به کار برده می شود. فلوئور عمدتاً در مخلوط واکنش باقی می ماند. بخشی از اسید نیتریک به اکسیدهای نیتروژن احیا می شود که باید از گازهای پسماند خارج گردند.

برخلاف انحلال تدریجی آپاتیت با اسید سولفوریک، در این مورد کلسیم به شکل محلول وجود دارد. از آنجایی که نیترات کلسیم بسیار نمگیر است از این رو باید تبدیل و یا جداسازی شود و سپس مورد استفاده قرار گیرد. در روش Lonza AG نیترات کلسیم در مخلوط باقی می ماند. مخلوط ( انحلال تدریجی شده ) به حدی آب زدایی می شود که بیش از 2 تا 3 مول آب در هر مول نیترات کلسیم وجود نداشته باشد. سپس توده ی حاصله که هنوز سفت نشده، به صورت گرانوله درآمده و با سرباره قلیایی (خوراک توماس)، سیانامید کلسیم و غیره پوشش داده می شود.

روش تولید نیتروفسفات ها

عمل تولید این کود شیمیایی می تواند به صورت زیر انجام گیرد:

◄ در اثر افزودن آمونیاک و دی اکسید کربن به مخلوط واکنش که در نتیجه، علاوه برکربنات کلسیم، نیترات آمونیوم و فسفات هیدروژن کلسیم (فسفات دی کلسیم) صرفاً قابل حل در سیترات تولید خواهند شد (فرآیند کربو نیتریک):

3H3PO4+5Ca(NO3)2+10NH3+2CO2+2H2O ——> 10NH4NO3+2CaCO3+3CaHPO4

◄ یا از طریق افزودن سولفات به صورت اسید سولفوریک، سولفات آمونیوم یا سولفات پتاسیم که در نتیجه، کلسیم در واکنشی مشابه، به سولفات کلسیم تبدیل می شود. اسید فسفریک ازاد دراثر خنثی شدن، فسفات هیدروژن کلسیم ایجاد می نماید (فرآیند سولفونیتریک).

3- کودهای پتاس (K) :

به کود شیمیایی حاوی عنصر پتاسیم کود سفید گفته می شود. از انواع آن می توان به پتاسیم کلرید (KCl) ، کود پتاسیم نیترات (KNO3) و پتاسیم سولفات اشاره کرد. این نوع از کود نیز به رشد کلی گیاه به خصوص رشد ریشه های آن کمک می کند و مقاومت آن را در برابر انواع بیماری ها افزایش می دهد.

برخی کود های پتاسه:

• کود پتاس
• سولفات پتاسیم
• کلرید پتاسیم

و…

چگونگی تولید:

بیشتر پتاسیم مورد استفاده در تولید کود از رسوبات طبیعی کلرید پتاسیم به دست می آید و سپس قطعات سنگ و نمک از آن حذف می گردد. رسوبات سولفات پتاسیم و نیترات پتاسیم نیز از دیگر منابع این کود ها به حساب می آیند که نادرتر می باشند . با این حال در صورت استفاده از این منابع باید سنگ ها و نمک موجود در آن ها را نیز حذف نمود.

از منابع اصلی پتاسیم کلرید می توان به دریای مرده اشاره نمود.

میزان مصرف و رشد استفاده از کودهای مختلف

کودهای نیتروژنی (کود سفید) هم چنان پرمصرف ترین نوع این کودها در سطح جهان هستند. اما در سال های گذشته میزان مصرف کودهای پتاسیم و فسفات (اصطلاحا کود سیاه) نیز افزایش یافته است. از مهم ترین دلایل افزایش میزان مصرف کودهای شیمیایی در طی این سال ها می توان به افزایش جمعیت، تغییر عادات غذایی، تغییر در شیوه کشاورزی که خواستار برداشت میزان محصول بیشتری به ازای هر هکتار زیر کشت است، اشاره کرد.

شکل  1. تغییرات میزان مصرف ترکیبات اصلی  کودهای شیمیایی (منبع: FAO)

میزان مصرف این سه نوع مختلف از کودهای شیمیایی بسته به نوع محصول تولیدی مناطق مختلف در سراسر جهان متفاوت است.

شکل  2. میزان رشد مصرف جهانی انواع کودهای شیمیایی بر حسب نوع ترکیب حاوی آنها در طی سال های 2002 تا 2014 (منبع FAO)

به کود هایی که مجموع عناصر فوق را با هم و به نسبت متناسب دارا باشد اصطلاحا کود کامل اطلاق می شود (کود NPK). گیاهان مختلف بر حسب نیاز و با توجه به نتایج آزمایش برگ و خاک به کود های فوق نیازمند خواهند بود. ترکیب شیمیایی و درصد خلوص کودهای مختلف حاوی یک عنصر، بسیار متفاوتند. این تفاوتها بر مورد مصرف، نحوه پخش، زمان کود دهی و اثر بخشی کودها تاثیر بسیار مهمی دارند. بنابراین شناخت کافی از انواع کودهای شیمیائی قبل از انتخاب و یا مصرف آنها ضرورت دارد.

راهنمای انتخاب کود شیمیایی مناسب

بسیاری از کودهای موجود در بازار امروزه حاوی هر سه عنصر ضروری مورد نیاز رشد گیاه که در بالا ذکر شد، می باشند و اصطلاحا به آنها کود کامل گفته می شود. حتما برای شما هم پیش آمده است که به هنگام خرید این نوع از کودهای شیمیایی بر روی بسته بندی آن در قسمت اطلاعات نوع کود، ترکیب درصد آن را به صورت سه عدد پشت سر هم ببینید. اما این اعداد چه هستند ؟ این اعداد در واقع به ترتیب بیان گر میزان عناصر نیترون ، فسفر و پتاسیم موجود در آن کود می باشند و شما با توجه به نوع نیاز گیاه خود می توانید کود شیمیایی (اصطلاحا کود سیاه یا کود سفید) مناسب برای گیاه را با توجه به همین اعداد که بیانگر ترکیب درصد آن می باشند انتخاب کنید.

مضرات کود شیمیایی

کودهای شیمیایی اثرات مثبتی بر روی میزان تولید محصولات کشاورزی و در نتیجه اقتصاد کشورها دارند. با این حال استفاده از این مواد شیمیایی مضراتی نیز دارد که در ادامه به آنها اشاره شده است:

• کودهای شیمیایی بر روی میکرو ارگانیسم هایی که در خاک زندگی می کنند تاثیر می گذارند. اسیدیته این مواد باعث تغییر pH خاک و در نتیجه موجب تغییر میکرو ارگانیسم های موجود در خاک می شود. استفاده طولانی مدت می تواند باعث رشد آفت ها و از بین رفتن میکروب های موجود در خاک شود.
• این کدها عموما کاملا در آب محلول هستند و مقداری از آنها بدون اثر خاصی بر روی گیاه به اب های زمینی وارد می شوند. با آلوده شدن آب، مواد شیمیایی به لایه های زیرین خاک رسیده و در آنجا در تماس با رس لایه ای خاک غیرقابل نفوذ و سفت ایجاد می کند.
• کودهای شیمیایی در مدت زمانی کم مقدار زیادی از ترکیباتی مانند نیتروژن و فسفر را در اختیار گیاه قرار می دهد. وجود این عناصر در ارتباط باهم می تواند باعث ایجاد مریضی در گیاه شود .
• با اینکه استفاده از این کودها مزایای زیادی برای گیاه و رشد آن دارد، اما مزیتی برای خاک ندارد و استفاده بلند مدت از آن می تواند موجب نابودی خاک شود.
• استفاده از نیتروژن اضافی باعث تولید گازهای گلخانه ای و اکسید نیتروز و ورود آنها به اتمسفر می شود. عموما میزان تولید این گازها بیشتر از مقداری است که توسط گیاهان جذب می شوند و در نتیجه اثراتی مانند گرمایش زمین را به همراه خواهند داشت.
• یکی از نگرانی های موجود در مورد استفاده مداوم از این مواد ، خالی شدن خاک از مواد ضروری است. در نتیجه مواد شیمیایی تولیدی از این خاک ها حاوی ویتامین ها و مواد معدنی کمتری است.

تولید و توزیع کود شیمیایی در ایران

به گزارش FAO ایران با داشتن منابع سرشار نفت و گاز و پتروشیمی های متعدد توانایی تولید انواع کودها را دارد. علاوه بر پتروشیمی ها واحدهای کوچکتری نیز در این زمینه فعالیت می کنند و بخشی از نیاز بازار را تامین می کنند. وظیفه توزیع عموما توسط جهاد کشاورزی انجام می شود و حدودا تمام روستاهای ایران تحت پوشش آن هستند. توجه ویژه در سال های اخیر بر خودکفایی گندم و تولید بیشتر آن، میزان مصرف کودهای شیمیایی را نیز افزایش داده است.

اثرات بر روی سلامتی انسان

نشت ترکیبات شیمیایی موجود در کودها به خاک و آب عامل بالقوه ای است تا این ترکیبات را به هرم غذایی انسان وارد کند. ورود ترکیبات شیمیایی مانند مشتقات نیتروژن به بدن انسان می تواند باعث ایجاد بیماری در انسان شود. برخی یکی از عوامل بالا بودن آمار سرطان در بخش های شمالی کشور را ناشی از استفاده بی رویه از کودهای اوره می دانند.

سوالات متداول:

کود شیمیایی را برای چه گیاهانی می توان استفاده نمود؟

تمامی گیاهان برای رشد مناسب به عناصری نیاز دارند که آن را ازطریق خاک دریافت می کنند، در صورت کم بودن یک و یا چند عدد از عناصر مهم می توان از کودهای شیمیایی بهره برد.

به کدام کودها کود سیاه گفته می شود؟

به کودهای فسفاته که عموما رنگی تیره دارند کود سیاه گفته می شود. سوپر تریپل فسفات و سوپر فسفات ساده از این دسته کودها هستند.

کود شیمیایی سفید چیست؟

به کودهایی که دارای عنصر نیتروژن هستند و عموما سفید رنگ می باشند کود سفید گفته می شود. از این نوع می توان به اوره و آمونیوم نیترات اشاره کرد.

جهت اطلاع از قیمت ها و خرید کود می توانید با دفاتر ما در ارتباط باشید.

منبع:

[1] Chemical fertilizer

محصولات دیگر :

مونو آمونیوم فسفات