کود NPK ترکیبی پیچیده از سه ماده‌ی اصلی مورد نیاز برای رشد گیاه است. صنعت کشاورزی به شدت بر استفاده از کود NPK برای تأمین غذا در سطح دنیا و سلامت محصولات تکیه دارد. در نتیجه‌ی همین افزایش تولید ناشی از استفاده‌ی کودهای معدنی، جمعیت جهان تقریباً دو برابر شده است.

ترکیبات کود NPK

گیاه برای رشد سالم و بهینه‌ی خود به واحد‌های مغذی زیادی نیاز دارد. بدون این مواد مغذی گیاهان نمی‌توانند به اندازه‌ی تمام توان خود رشد کنند، میزان برداشت کاهش پیدا می‌کند و بیشتر در معرض بیماری قرار می‌گیرد. مهم‌ترین مواد مغذی درختان که بدون آنها قادر به ادامه‌ی حیات نیستند، به عنوان عناصر ماکرو (مغذی‌های اصلی) (Macronutrient) شناخته می‌شوند: نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K).

خاک‌ها در اغلب موارد دچار کمبود این مواد هستند که می‌تواند طبیعی و یا نتیجه‌ی کشت بیش از حد و دیگر عوامل محیطی باشد. در صورت وجود کمبود، مواد مغذی باید به خاک اضافه شود تا محیط مناسبی برای رشد بهینه‌ی گیاه ایجاد شود.

هر یک از مواد عناصر ماکرو (مغذی اصلی)، در تغذیه‌ی گیاه ضروری است و در رشد، گسترش و تولید مثل گیاه نقش اساسی ایفا می‌کند.

نیتروژن – ازت (N)

نقش نیتروژن در گیاهان

نیتروژن یکی از اجزای اصلی در بسیاری از فرایندهای مورد نیاز برای رشد است. به خصوص، نیتروژن برای کلروفیل که به گیاه امکان فتوسنتز (فرایندی که گیاه با دریافت نور خورشید، از کربن دی‌اکسید و آب، قند تولید می‌کند) می‌دهد ضروری است. همچنین نیتروژن یک بخش مهم در آمینواسید‌ها (اساس پروتئین) می‌باشد. نیتروژن در ترکیباتی که عمل ذخیره‌‌سازی انرژی را انجام می‌دهند نیز شرکت دارد. تأثیر حذف کود نیتروژن‌دار در برداشت غلات نشان داد که در غیاب نیتروژن، میانگین برداشت ذرت ۴۱٪، برنج ۳۷٪، جو ۱۹٪ و گندم ۱۶٪ کاهش یافت.

منابع نیتروژن

نیتروژن را می‌توان از اتمسفر دریافت و به مواد مغذی مفید تبدیل کرد و یا ممکن است به طور طبیعی در خاک موجود باشد، با این حال بهتر است همیشه اطمینان داشت که به میزان کافی برای رشد بهینه‌ی گیاه موجود باشد. مواد زیر را می‌توان در ترکیبات NPK به عنوان منابع نیتروژن به کار برد:

منابع غیر ارگانیک رایج نیتروژن در ترکیبات NPK:

• اوره
• آمونیوم نیترات اوره
• آمونیاک بدون آب (Anyhdrous Ammnia)

منابع ارگانیک رایج نیتروژن:

• کود طبیعی (Manure)
• کامپوست

فسفر (P)

این ماده نیز در مجموعه‌ای از عمل‌کردهای مورد نیاز برای رشد سالم گیاه، استحکام ساختاری، کیفیت محصول، تولید دانه و…، نقش مهمی ایفا می‌کند. همچنین فسفر رشد ریشه‌ها و شکوفه‌زنی را افزایش می‌دهد و برای DNA گیاه ضروری است. فسفر در تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی‌های مفید نقش مهمی دارد.

منابع فسفر

همانند نیتروژن، فسفر را نیز می‌توان از منابع ارگانیک یا غیر ارگانیک بدست آورد:

منابع رایج غیرارگانیک فسفر

منبع غیرارگانیک اصلی فسفر، سنگ فسفات است. سنگ خردشده‌ی فسفات را می‌توان به طور مستقیم در خاک استفاده کرد. با این حال، اگر این سنگ را فرآوری کرد تا گیاه راحت‌تر بتواند آن‌ را جذب کند تأثیر بسیار بیشتری دارد.

منابع رایج ارگانیک فسفر در ترکیبات NPK:

• کود طبیعی
• کامپوست
• بیوسالیدها (Biosolids)

پتاسیم (K)

پتاسم در فرایندهای مختلف رشد و گسترش گیاه نقشی ضروری دارد. از پتاسیم معمولاً به عنوان «عنصر کیفیت» نام برده می‌شود، زیرا در بسیاری از خصوصیات مرتبط با کیفیت، مثل اندازه، شکل، رنگ و حتی مزه نقش دارد. گیاهانی که دارای کمبود پتاسیم هستند رشد ناقص و میزان محصول کمتری دارند.

منابع پتاسیم

پتاسیم از منابع ارگانیک و غیرارگانیک مختلفی بدست می‌آید:

منابع غیرارگانیک

منبع غیرارگانیک اصلی برای پتاسیم مورد استفاده در کودهای NPK، پتاس است. همانند سنگ فسفات، پتاس نیز در سرتاسر دنیا استخراج و تبدیل به یک محصول پالایش شده می‌شود. همچنین می‌توان پتاسیم را از پتاسیم سولفات، لنگ بنیت (langbeinite) و پودر گرانیت بدست آورد.

منابع ارگانیک:

• کود طبیعی
• کامپوست
• خاکستر چوب

تولید کودهای NPK

کودهای NPK به صورت مایع، گاز و گرانول (پودر) وجود دارند که رایج‌ترین نوع آن پودر (granular) است. روش‌های زیادی برای تولید کود NPK گرانولی وجود دارد. اجزای مختلف را می‌توان به صورت جدا تولید و با فرمولاسیون‌های خاصی با یکدیگر ترکیب کرد تا نسبت‌های موردنظر مواد مغذی را ایجاد کرد. همچنین می‌توان گرانول‌های کاملی ساخت که هر گرانول نسبت‌های دلخواهی داشته باشد. رایج‌ترین روش‌های تولید کود NPK، عبارتند از:

• سیستم‌های گرانولاسیون لوله و راکتور
• سیستم‌های گرانولاسیون مخزنی (Drum Granulation Systems)
• سیستم‌های گرانولاسیون میکسر – خشک کن (به همراه آسیای مخلوط کننده‌ی گل)
• سیستم‌های حبه کن دیسکی (Disc Pelletizing Systems)
• سیستم‌های گرانولاسیون کروی ساز (Spherodizer Granulation Systems)
• سیستم‌های کپسول ساز (Prilling Systems)

با این که کودهای NPK در اصل از سه ماده‌ی مغذی اصلی ساخته شده‌اند، انعطاف در برابر تغییرات فرایندها این امکان را می‌دهد که از مواد ریزمغذی (میکرو Micronutrient) دیگری نیز در ترکیب استفاده شود. برای مثال NPKS دارای سولفور (S) است برای خاک‌هایی که دارای کمبود سولفور هستند، می‌باشد.