Dušik (N) ima ključnu ulogu u ostvarenju visokog prinosa svih poljoprivrednih kultura. Stoga se često opravdano naziva i „element prinosa“. S agronomskog stajališta, postoje četiri oblika dušika koja imaju važnu ulogu u gnojidbi poljoprivrednih kultura. To su nitratni oblik, zatim amonijski i UREA te organski oblici dušika.
Organski oblici dušika moraju razgraditi (mineralizirati) do faze pristupačnog oblika. Početni učinak im je spor jer sam proces mineralizacije može trajati vrlo dugo. S druge strane, ostala tri oblika; nitratni, amonijski i UREE dobro se tope u vodi i brzo postaju dostupni biljkama. Međutim, zbog brze i lake topivosti (pozitivno svojstvo) skloni su ispiranju i isparavanju (zbog brzog prelaska u plinovite oblike, poput amonijaka NH3 ili dušičnih oksida N2O); dva najznačajnija problema u pravilnoj primjeni dušika (N).
Da bi se usporili procesi transformacije dušika (N) i time povećala učinkovitost gnojidbe dušikom, često se u proizvodnji ili primjeni dušičnih gnojiva dodaju posebni stabilizatori (NBPT, DCD, DMPP, Nitrapirin).
Koja je osnovna uloga stabilizatora dušika u gnojivima?
Osnovna uloga stabilizatora dušika je usporavanje procesa brze razgradnje (transformacije) dušika (N) u gnojivima, i time značajno povećanje učinkovitosti gnojidbe dušikom i ostvarenje veće ekonomske dobiti u poljoprivrednoj proizvodnji. Osim toga, tu je i važna uloga u očuvanju okoliša, jer se time smanjuje zagađenje podzemnih voda štetnim nitratima.
Najčešće primjenjivani stabilizatori dušika (N) u gnojivima
Naziv stabilizatora Kemijski naziv Osnovna funkcija NBPT N-(n-butil) tiofosforni triamid Inhibitor enzima ureaze (smanjuje gubitke dušika u tlu hlapljenjem) DCD Diciandiamid Inhibitor procesa nitrifikacije DMPP 3,4-Dimetilpirazol fosfat Inhibitor procesa nitrifikacije Nitrapirin 2-klor-6-triklormetilpiridin Inhibitor procesa nitrifikacije
NBPT stabilizator dušika
Osnovna funkcija NBTP stabilizatora je smanjenje gubitaka dušika hlapljenjem iz tla, nakon primjene UREE. UREA predstavlja najvažniji oblik dušika koji se primjenjuje u gnojidbi poljoprivrednih kultura zbog brojnih prednosti; od visoke koncentracije dušika (46% N) do lake i jednostavne primjene (može se primijeniti u obliku granula ali isto tako i u tekućem obliku; unošenjem u tlo ili prskanjem otopine po biljkama i tlu).
Međutim, nakon unošenja u tlo, djelovanjem enzima ureaze dolazi do brze razgradnje UREE. Nastaje plin amonijak (NH3) koji lako hlapi i predstavlja značajan gubitak dušika. Ovisno o klimatskim uvjetima i načinu primjene UREE gubici mogu biti od 16 pa čak i do 40 % od ukupne količine dušika (Cantarella i sur., 2018.) koji sigurno imaju negativan učinak na visinu prinosa poljoprivrednih kultura.
Da bi se usporio proces razgradnje UREE i nastanka plina amonijaka, u proizvodnji UREE ili kod primjene tekuće UREE dodaje se stabilizator NBPT. Primjena ovog stabilizatora dobro je poznata već više desetljeća i dobro dokumentirana kroz brojne znanstvene i stručne radove. Predstavlja najčešće primijenjen stabilizator u proizvodnji UREE.
Zbog čega dolazi do gubitaka/hlapljenja dušika nakon primjene UREE?
Proces hlapljenja dušika iz tla stručno se naziva volatizacija te se događa nakon primjene UREE u tlo. Djelovanjem enzima ureaze koja razgrađuje UREU u amonijak (NH3) prije vezivanja atoma vodika nastaje plin amonijak. U procesu vezivanja atoma vodika tijekom hidrolize UREE nastaje stabilna forma dušika; amonijski ion (NH4+).
On predstavlja stabilan izvor dušika u tlu za biljke i time se smanjuje gubitak hlapljenjem iz tla. Sam proces hidrolize (razgradnje) UREE u tlu je vrlo brz i u povoljnim uvjetima traje 2-10 dana nakon primjene. Plitko unošenje u tlo, nakon primjene UREE, značajno može usporiti hidrolizu UREE. Time može smanjiti gubitke koji nastaju volatizacijom (hlaplenjem) plina amonijaka iz tla.
PH tla igra ključnu ulogu u raspoloživosti atoma vodika u tlu tijekom hidrolize UREE. Na neutralnim i alkalnim tlima, zbog nedovoljne količine atoma vodika u otopini tla, gubici hlapljenjem mogu dosegnuti i do 40 %. S druge strane, i na kiselim tlima, gdje ima dovoljne količine vodika (H) u otopini tla, gubici kod primjene klasične UREE, bez stabilizatora mogu biti do 10 %. Drugi čimbenik koji ima važnu ulogu u smanjenju volatizacije je vlaga tla. Primjena UREE prije kiše odnosno primjena natapanja nakon UREE također može značajno smanjiti gubitke dušika volatizacijom iz tla.
Kako radi NBPT stabilizator?
Stabilizator NBPT usporava djelovanje enzima ureaze u tlu, i time usporava razgradnju/hidrolizu UREE. Razgradnja je sporija te traje 2-3 tjedna, ovisno o klimatskim uvjetima. Zbog sporije razgradnje, mogućnost reakcije s vodikom (H) u otopini tla je značajno veća. Umjesto plina amonijaka (NH3) koji je sklon hlapljenju, nastaje drugi oblik dušika; amonijski ion (NH4+) koji predstavlja dodatni izvor dušika u tlu i time se poboljšava iskorištenje dušika (N) u gnojidbi UREOM. Kako navodi Ramspacher (2017.) više od 50 % svjetske proizvodnje UREE koristi NBPT stabilizator.
I dok NBPT stabilizator usporava djelovanje enzima ureaze, DCD i DMPP stabilizatori dušika imaju funkciju smanjenja aktivnosti bakterija u tlu, koje potiču proces denitrifikacije, odnosno pretvorbe amonijskog oblika dušika u lako pokretne nitratne oblike koji su podložni hlapljenju (poput N2O) ili ispiranju.
Iako biljke preferiraju nitratni oblik dušika u tlu (NO3–) koji se brzo i lako usvaja, sa stajališta bolje učinkovitosti gnojidbe dušikom, problem je slabo vezivanje nitratnog aniona u tlu. Nitratni oblik dušika lako se ispire iz zone korijena. Kod nepravilne primjene (visoke doze, višak oborina, slabo razvijeni korijen, lagana tla i dr.) gubici mogu biti vrlo veliki.
Kako rade DCD, DMPP i Nitrapirin stabilizatori u tlu?
Osnovna funkcija ovih stabilizatora je usporavanje aktivnosti nitrifikacijskih bakterija u tlu. One su odgovorne za pretvorbu amonijskog dušika u nitratne oblike. To su bakterije iz roda Nitrosomonas sp. i Nitrobacter sp.
DCD (dicijandiamid) je dobro poznati inhibitor nitrifikacije koji se proizvodi i primjenjuje još od 70-tih godina prošlog stoljeća. Aktivnost DCD u tlu traje 25-50 dana, međutim kao molekula podložan je ispiranju, te će dužina djelovanja ovisiti i o količinama oborina ili primjeni natapanja poljoprivrednih kultura. Drugi problem kod primjene DCD je bioakumulacija u biljkama te kasnije i u tkivu domaćih životinja (mesu). Stoga je potrebno voditi računa o pravilnoj dozaciji kod primjene DCD stabilizatora dušika. Na tržištu se najčešće nalazi u obliku praha ili tekućine i primjenjuje se u višim dozama.
DMPP (3,4-dimetilpirazol fosfat) je stabilizator dušika novije generacije u odnosu na DCD. Brojne su prednosti u odnosu na DCD, pa ćemo navesti samo najvažnije:
- Ne akumulira se u biljci niti kasnije u tkivu životinja (meso)
- Primjenjuje se u niskim količinama
- Duže djelovanje u tlu; 20 pa sve do 70 dana
- Lakše doziranje i primjena u odnosu na DCD
Nitrapirin (2-klor-6-triklormetilpiridin) je uz DCD najčešće primjenjivani inhibitor nitrifikacije za dušična gnojiva. Primjenjuje se još od 1974. g., te je od strane američke vladine agencije za zaštitu okoliša (EPA) u reviziji 2005. i 2019. godine proglašen siguran za primjenu i bez štetnog učinka na okoliš. Osim u primjeni mineralnih dušičnih gnojiva (amonijska dušična gnojiva i UREA), Nitrapirin se primjenjuje i kod razbacivanje tekućeg stajskog gnoja (gnojovke) i gnojnice.
Iako postoje razlike u načinu djelovanja pojedinih stabilizatora dušika u gnojivima, cilj je uvijek isti. Cilj je smanjiti gubitke dušika kod primjene dušičnih gnojiva i ostvariti značajno veći prinos poljoprivrednih kultura i veću ekonomsku dobit. Tu svakako ne treba zanemariti i ekološku ulogu stabilizatora. Smanjivanjem gubitaka dušika, smanjuje se i negativan učinak na okoliš (tlo, vodu i organizme).
 dušika (N) u gnojivima.){kind=link}