Λίπασμα

Με τον γενικό όρο λίπασμα αναφέρεται οποιαδήποτε ουσία, φυσική ή τεχνητά παρασκευασμένη, βελτιώνει την ανάπτυξη και την παραγωγικότητα των φυτών. Τα λιπάσματα είτε ενισχύουν τη φυσική περιεκτικότητα του εδάφους σε ορισμένα χημικά στοιχεία είτε αναπληρώνουν τις ποσότητες αυτών των στοιχείων που απορροφήθηκαν από φυτά προηγουμένων γενεών.^[1]

Φυσικές ουσίες, όπως φύλλα σε αποσύνθεση ή κοπριά ζώων άρχισαν να χρησιμοποιούνται ως λιπάσματα σχεδόν από την εποχή που ξεκίνησαν οι πρώτες καλλιέργειες από τον άνθρωπο (αγροτική επανάσταση). Η χρήση τεχνητών λιπασμάτων, όμως, είναι πολύ πιο πρόσφατη και φαίνεται ότι ξεκίνησε στις αρχές του 17ου αιώνα κατά την Αγροτική Βρετανική Επανάσταση, αν και η χρήση τους γενικεύτηκε κατά την Βιομηχανική επανάσταση. Η επίδραση των λιπασμάτων τόσο στα φυτά όσο και, κυρίως, στο περιβάλλον άρχισε να ερευνάται κατά την Πράσινη επανάσταση στις αρχές του δεύτερου μισού του 20ού αιώνα.

Τα λιπάσματα εν γένει διακρίνονται σε οργανικά (περιέχουν άνθρακα στη σύνθεσή τους) και σε ανόργανα (δεν περιέχουν άνθρακα στη σύνθεσή τους). Από την άποψη της σύνθεσης υπάρχουν φυσικά και τεχνητά λιπάσματα και των δύο συστάσεων.^[2]

Όταν ένα φυτό αναπτύσσεται, χρησιμοποιεί εννέα βασικά στοιχεία: υδρογόνο, οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο, φωσφόρο, μαγνήσιο, κάλιο, ασβέστιο και θείο. Τα στοιχεία αυτά αποτελούν τα βασικά θρεπτικά συστατικά για ένα φυτό. Χρησιμοποιεί, επίσης, σε πολύ μικρότερες όμως ποσότητες, βόριο, χλώριο, χαλκό, μαγγάνιο, ψευδάργυρο, σίδηρο και μολυβδαίνιο. Αυτά αποτελούν τα δευτερεύοντα θρεπτικά συστατικά.

Από τα πιο πάνω στοιχεία, ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο λαμβάνονται από τα φυτά μέσω της ατμόσφαιρας^[3]: Το φυτό απορροφά το νερό που έπεσε στο έδαφος ως βροχή (πηγή υδρογόνου και οξυγόνου) και δεσμεύει το διοξείδιο του άνθρακα (πηγή άνθρακα) από την ατμόσφαιρα. Με τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης μετατρέπει τα συστατικά αυτά σε υδατάνθρακες (κατά κύριο λόγο γλυκόζη). Τα υπόλοιπα στοιχεία περιέχονται, υπό μορφήν ενώσεων, στο έδαφος.

Τα κύρια και τα δευτερεύοντα θρεπτικά συστατικά διακρίνονται κατ' αυτό τον τρόπο όχι ως προς τη χρησιμότητά τους, αλλά ως προς τις απαιτούμενες ποσότητές τους.

• Άζωτο: Δομικό συστατικό των πρωτεϊνών, των νουκλεϊκών οξέων (DNA και RNA) και των ενζύμων. Το κρίσιμο επίπεδο περιεκτικότητας αζώτου στα φυτά κυμαίνεται περίπου στο 3%. Αν το ποσοστό αυτό μειωθεί κάτω του 2,75%, εμφανίζονται συμπτώματα αζωτοπενίας στα φυτά, με αποτέλεσμα την απώλεια ποιότητας και ποσότητας στην τελική συγκομιδή. Εξαίρεση αποτελούν τα νεαρά φυτά, στα οποία η περιεκτικότητα σε άζωτο ανέρχεται στο 4% ή και περισσότερο, ορισμένα φυτά όπως η σόγια, τα φιστίκια και το τριφύλλι, ενώ σε άλλα, όπως τα οπωροφόρα δένδρα και ορισμένα διακοσμητικά φυτά το άζωτο μπορεί να ανέρχεται και στο 2% πριν αρχίσει η αζωτοπενία. Αυτή εκδηλώνεται συνήθως αρχικά με πτώση των φύλλων, ενώ το αντίστροφο φαινόμενο έχει διαπιστωθεί ότι καθυστερεί την ωρίμανση των καρπών, όπως συμβαίνει σε φυτά τομάτας θερμοκηπίου. Ακόμη και μικρές εναλλαγές στην περιεκτικότητα αζώτου μπορούν να επιφέρουν σημαντικές μεταβολές στην ανάπτυξη των φυτών, την εποχή συγκομιδής αλλά και στην ποιότητα των συλλεγομένων καρπών. Είναι, συνεπώς, σημαντικό να διατηρούνται τα επίπεδα αζώτου στο έδαφος ανάλογα με τα καλλιεργούμενα φυτά προκειμένου να διασφαλιστεί η ποιότητα και η ποσότητα της παραγωγής.^[5]

• Φωσφόρος: Δομικό συστατικό των νουκλεϊκών οξέων και των μορίων ανταλλαγής ενέργειας (τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) και διφωσφορική αδενοσίνη (ADP)). Οι απαιτήσεις των φυτών σε φωσφόρο ποικίλλουν σημαντικά: Στα οπωροφόρα δένδρα οι κρίσιμες περιεκτικότητες σε φωσφόρο είναι μεταξύ 0,12% και 0,15%, τα χόρτα 0,20% έως 0,25%, ενώ τα λαχανικά φθάνουν τα 0,25% ως τα 0,30%. Οι περιπτώσεις φωσφοπενίας, που είναι συνέπεια της ανεπάρκειας του εδάφους σε φωσφόρο ή σε περιορισμό του ριζικού συστήματος λόγω εμποδίων, εκδηλώνονται στα πρώτα στάδια ανάπτυξης των φυτών, οπότε και οι απαιτήσεις σε φωσφόρο είναι αυξημένες: Η αρχική περιεκτικότητα σε φωσφόρο είναι υψηλή και μειώνεται σταδιακά όσο το φυτό μεγαλώνει. Το αντίθετο φαινόμενο δεν είναι γνωστό με σαφήνεια. Σε ορισμένες περιπτώσεις υψηλές περιεκτικότητες του εδάφους σε φωσφόρο προκαλούν απώλεια ισορροπίας και πενίες σε άλλα στοιχεία, όπως ψευδάργυρο, χαλκό και σίδηρο. Συνεπώς είναι σημαντική η διατήρηση ισορροπίας του εδάφους σε φωσφόρο.^[5]

• Κάλιο: Απαραίτητο για την πραγματοποίηση πολλών χημικών αντιδράσεων στα φυτά. Οι απαιτήσεις των φυτών σε κάλιο ποικίλλουν ανάλογα με το είδος. Τα οπωροφόρα δένδρα (ροδακινιές, αχλαδιές, μηλιές κτλ) έχουν μικρές απαιτήσεις σε κάλιο, κυμαινόμενες από 0,75% ως 1,25%, για τους διάφορους τύπους χόρτων από 1,2% ως 2.0%, ενώ υψηλότερες είναι οι απαιτήσεις των λαχανικών, 1,75% ως 2,0%. Το κάλιο είναι από τα πλέον κινητικά στοιχεία, καθώς μπορεί να απελευθερωθεί από τα φύλλα κατά τη διάρκεια μιας βροχής και να επαναπορροφηθεί από τις ρίζες. Καλιοπενία μπορεί να εκδηλωθεί τόσο στα πρώτα όσο και στα τελευταία στάδια ανάπτυξης των φυτών. Η περιεκτικότητα των φυτών ελαττώνεται ανάλογα με την ηλικία τους. Σημαντική είναι, όμως, η διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ καλίου και νατρίου και καλίου και ασβεστίου/μαγνησίου, καθώς η αύξηση συγκέντρωσης του ενός μειώνει την συγκέντρωση των άλλων.^[5]

• Θείο: Απαραίτητο συστατικό σε ορισμένα αμινοξέα και, συνεπώς, στις πρωτεΐνες. Εν γένει πιστευόταν ότι τα φυτά έχουν σε θείο απαιτήσεις ανάλογες με αυτές του φωσφόρου, αλλά αποδεικνύεται ότι αυτό δεν συμβαίνει. Για τα λαχανικά, το βαμβάκι, τον καπνό και την τομάτα οι απαιτήσεις σε θείο είναι, εν γένει, μεταξύ 0,2% και 0,3%, ενώ σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες καλύτερο δείκτη για το θείο δεν αποτελεί η % συγκέντρωσή του αλλά περισσότερο ο λόγος συγκεντρώσεων αζώτου προς θείο, ο οποίος πρέπει να κυμαίνεται από 9:1 ως 12:1. Θειοπενίες συμβαίνουν συχνά σε αμμώδους υφής εδάφη και εκδηλώνονται στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης των φυτών και απαιτούν τη χρήση θειούχων λιπασμάτων για σημαντικό χρονικό διάστημα. Το θείο δεν εμφανίζει κινητικότητα στους ιστούς των φυτών και οι θειοπενίες εκδηλώνονται στα ανώτερα και νεότερα τμήματα του φυτού.

• Μαγνήσιο: Δομικό συστατικό της χλωροφύλλης και συνεπώς απαραίτητο για τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης από τα πράσινα φυτά. Συνήθεις συγκεντρώσεις του κυμαίνονται από 0,10% ως 0,30%, ανάλογα με τον τύπο της καλλιέργειας, ενώ ειδικότερα για τις τομάτες και τη ρέβη (γογγύλι) μπορεί να φθάνουν και το 0,40%. Μαγνησιοπενίες συμβαίνουν όταν η συγκέντρωση πέσει κάτω από το 0,10%. Η κινητικότητά του στους φυτικούς ιστούς βρίσκεται σε μεσαίο επίπεδο, γι' αυτό και εκδηλώνεται μαγνησιοπενία στους ηλικιακά μεγαλύτερους ιστούς. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται κατά την απορρόφηση μαγνησίου από το έδαφος: Η απορρόφησή του από τα φυτά εξαρτάται τόσο από το pH του εδάφους (βέλτιστη απορρόφηση σε τιμές μεταξύ 6 και 6,5) όσο και την περιεκτικότητά του σε ασβέστιο.

• Ασβέστιο: Καθορίζει την διαπερατότητα των μεμβρανών των φυτικών κυττάρων. Το ασβέστιο τείνει να κατατάσσεται πλέον στα δευτερεύοντα θρεπτικά συστατικά. Οι υψηλότερες απαιτήσεις σε αυτό είναι των οπωροφόρων δένδρων, ενδιάμεσες έχουν τα λαχανικά και τις μικρότερες τα πράσινα χόρτα: Οι μηλιές και οι ροδακινιές εμφανίζουν συγκέντρωση ασβεστίου στα φύλλα τους 1,0% και 1,25% αντίστοιχα, ενώ την υψηλότερη απαίτηση έχει το βαμβάκι, με συγκέντρωση ασβεστίου στα φύλλα περίπου 2,0%. Οι ασβεστοπενίες δεν είναι ασυνήθεις και επηρεάζουν σημαντικά την ποιότητα των παραγομένων καρπών. Στις τομάτες εμφανίζονται σήψεις στα άνθη, ενώ τα φρούτα γίνονται πιο μαλακά και εμφανίζουν καφέ "λεκέδες" στην επιφάνειά τους. Σε βαρείες περιπτώσεις επηρεάζονται πρώτα οι νεότεροι ιστοί, ενώ τα διαστήματα μεταξύ των φύλλων ελαττώνονται και τα άκρα των φύλλων εμφανίζονται ακανόνιστα. Η κινητικότητα του ασβεστίου στους φυτικούς ιστούς είναι χαμηλή και η συγκέντρωσή του τείνει να αυξάνει με την ηλικία του φυτού.^[5]

• Σίδηρος: Βασικό συστατικό αρκετών ενζύμων
• Μαγγάνιο: Ανευρίσκεται σε αναπνευστικά ένζυμα
• Βόριο: Απαραίτητο κατά την σύνθεση των πρωτεϊνών
• Χλώριο: Εμπλέκεται στον μεταβολισμό των υδατανθράκων
• Ψευδάργυρος: Απαντάται στο ένζυμο διάσπασης του οξικού οξέος
• Μολυβδαίνιο: Συστατικό ενζύμου που ανάγει τα νιτρικά ιόντα προς νιτρώδη. Η χρήση του σε λιπάσματα πρέπει να γίνεται με πολύ μεγάλη προσοχή, καθώς το στοιχείο είναι τοξικό για τους μη φυτικούς ζωντανούς οργανισμούς σε περιεκτικότητες άνω των 15 ppm.^[5]
• Χαλκός: Συστατικό ενζύμων αντιδράσεων οξείδωσης.^[4]

Στη Φύση, τα θρεπτικά συστατικά δεν εξαντλούνται από το έδαφος, καθώς τα φυτά μετά τον θάνατό τους αποσυντίθενται και τα συστατικά τους επανέρχονται στο έδαφος. Αυτό, όμως, δεν συμβαίνει στις καλλιέργειες: Όταν γίνει η συγκομιδή, το μεγαλύτερο τμήμα των φυτών συλλέγεται και απομακρύνεται από την καλλιεργήσιμη έκταση. Ως συνέπεια, η περιεκτικότητα του εδάφους στα συστατικά αυτά μειώνεται, με συνέπεια η ανάπτυξη των φυτών να μην είναι φυσιολογική και η αποδοτικότητά τους να χαμηλώνει σημαντικά.

Τα κυριότερα οργανικά φυσικά λιπάσματα είναι η κοπριά διαφόρων, κυρίως οικόσιτων, ζώων, όπως τα πουλερικά, τα πρόβατα, οι αγελάδες και τα άλογα, και τα σηπόμενα φύλλα, τα οποία μπορεί να έχουν υποστεί τη διαδικασία της κομποστοποίησης ή και όχι. Χρησιμοποιούνται, επίσης, και φυσικοί σχηματισμοί, όπως το γκουανό, το οποίο έχει προέλθει από φυσικές διεργασίες που έλαβαν χώρα σε περιττώματα θαλάσσιων πτηνών. Ανόργανα φυσικά λιπάσματα προέρχονται κυρίως από ορυκτά, όπως ο ασβεστόλιθος, το χλωριούχο κάλιο ή φωσφορικά ορυκτά.

Τα πλέον ταχέως απομακρυνόμενα από το έδαφος στοιχεία είναι το άζωτο, ο φωσφόρος και το κάλιο. Τα περισσότερα λιπάσματα αποσκοπούν στον εμπλουτισμό του εδάφους στα συστατικά αυτά. Παλαιότερα η αναπλήρωση του αζώτου στο έδαφος των χωραφιών γινόταν με τη μέθοδο της αμειψισποράς: Κάθε τέταρτο ή πέμπτο έτος η καλλιέργεια δημητριακών αντικαθίστατο με την καλλιέργεια ψυχανθών (φασόλια, φακές, ρεβίθια κτλ.) Λόγω των αζωβακτηρίων, που ζουν στις ρίζες αυτών των φυτών και είναι οι μόνοι οργανισμοί που μπορούν να μετατρέψουν απευθείας το ατμοσφαιρικό άζωτο σε απορροφήσιμες από το φυτό ουσίες, το έδαφος εμπλουτιζόταν σε άζωτο. Σήμερα η μέθοδος αυτή έχει αντικατασταθεί με την χρήση συνθετικών λιπασμάτων.

Τα λιπάσματα γενικής χρήσεως συμβολίζονται με τρεις αριθμούς: Ο πρώτος αφορά την περιεκτικότητα σε άζωτο, ο δεύτερος σε φωσφόρο και ο τρίτος σε κάλιο. Έτσι, ένα λίπασμα χαρακτηριζόμενο ως 11-52-10 περιέχει 11 μέρη αζώτου, 52 μέρη φωσφόρου και 10 μέρη καλίου. Ένα τέτοιο λίπασμα χαρακτηρίζεται ως "σύνθετο λίπασμα"^[6]. Άρα, σε ένα σάκο λιπάσματος βάρους 100 κιλών περιέχονται 11 κιλά αζώτου, 52 κιλά φωσφόρου και 10 κιλά καλίου. Το υπόλοιπο είναι γνωστό ως "έκδοχο" (κοινώς έρμα ή σαβούρα, αγγλ. "ballast") και δεν έχει καμία επίδραση στην ανάπτυξη των φυτών.

Τα περισσότερα αζωτούχα συνθετικά λιπάσματα κατασκευάζονται με βάση την αμμωνία (NH₃), τη συνθετική μέθοδο για την παρασκευή της οποίας, απευθείας από ατμοσφαιρικό άζωτο και υδρογόνο, ανακάλυψε ο Γερμανός χημικός Φριτς Χάμπερ το 1908. Για την ανακάλυψη αυτή τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Χημείας το 1918. Η μέθοδος Χάμπερ βελτιώθηκε από τον Καρλ Μπος (Karl Bosch) προκειμένου να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία και σήμερα φέρει το όνομά τους (μέθοδος Χάμπερ - Μπος).Η αμμωνία χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παρασκευή αμμωνιακών αλάτων, όπως το θειικό αμμώνιο, το νιτρικό αμμώνιο και το φωσφορικό αμμώνιο.

Μέχρι την ανακάλυψη και εφαρμογή της αμμωνίας και των αλάτων της, χρησιμοποιήθηκαν φυσικά αζωτούχα λιπάσματα, όπως το γκουανό του Περού και άλλων νοτιοαμερικανικών χωρών, το νίτρο της Χιλής (παρόμοιας σύστασης) και αμμωνιακά άλατα που παράγονταν από τους ορυκτούς άνθρακες.^[7]

• Αμμωνία (82-0-0): Χρησιμοποιείται απευθείας υπό αέρια μορφή, ενώ φέρεται στο εμπόριο υγροποιημένη σε φιάλες και ενίεται στο έδαφος.
• Ουρία (46-0-0-): Φέρεται σε στερεή μορφή ως κόκκοι. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί παράλληλα με νιτρικό αμμώνιο και όταν και τα δύο συστατικά διαλύονται στο νερό σχηματίζουν ένα λίπασμα γνωστό ως "διάλυμα UAN" (ουρικό νιτρικό αμμώνιο).
• Νιτρικό αμμώνιο (34-0-0): Στερεό άλας, εφαρμόζεται επίσης υπό μορφή κόκκων και είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε εκτάσεις με χόρτο βοσκής αλλά και ειδικές καλλιέργειες, όπως των εσπεριδοειδών.
• Θειικό αμμώνιο: (21-0-0): Παραπροϊόν των κλιβάνων παρασκευής κωκ, όπου θειικό οξύ χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση της παραγόμενης αμμωνίας.^[8]

• Τριπλό υπερφωσφορικό (0-46-0): Φωσφορικό λίπασμα υψηλής συγκέντρωσης σε φωσφόρο, κυκλοφορεί υπό μορφή κόκκων ή κόνεως.
• Μονοφωσφορικό αμμώνιο (11-52-0) και διφωσφορικό αμμώνιο (18-46-0): Παρασκευάζονται με αντίδραση αμμωνίας με φωσφορικό οξύ και είναι ημισύνθετα λιπάσματα, καθώς περιέχουν και άζωτο και φωσφόρο. Κυκλοφορούν σε μορφή κόκκων, ώστε να αναμιγνύονται με άλλα λιπάσματα αλλά και σε μορφή κόνεως για διάλυση σε νερό και πότισμα των χωραφιών.^[8]

Αποτελούνται κυρίως από χλωριούχο κάλιο και θειικό κάλιο και παρασκευάζονται από τα αντίστοιχα ορυκτά του καλίου, αφού πρώτα τα ορυκτά υποστούν επεξεργασία για την αφαίρεση ανεπιθύμητων συστατικών.^[1]

Ο τρόπος χρήσης των λιπασμάτων δεν είναι ενιαίος για όλες τις καλλιέργειες. Υπάρχουν τρεις βασικοί τρόποι για τη λίπανση των καλλιεργουμένων εδαφών, εξαρτώμενοι από παράγοντες όπως ο τύπος της καλλιέργειας και η μεθοδολογία της, ο τύπος του προς χρήση λιπάσματος, η οξύτητα (pH) του εδάφους, η εποχή, η διαθεσιμότητα νερού κτλ.

• Ευρεία διασπορά: Το λίπασμα δασπείρεται ομοιόμορφα σε ολόκληρη την καλλιεργούμενη έκταση. Η μέθοδος αυτή προτιμάται για τις αρδευόμενες καλλιέργειες και κυρίως για τα αζωτούχα λιπάσματα. Είναι κατάλληλη για φυτά με ιδιαίτερα εξαπλούμενο ριζικό σύστημα, πυκνοφυτευμένες καλλιέργειες, όταν χρησιμοποιούνται πολύ ευδιάλυτα αζωτούχα λιπάσματα ή όταν λιπαίνονται με κάλιο "ελαφρά" εδάφη. Μειονεκτήματα της μεθόδου είναι ότι έτσι ευνοείται η ανάπτυξη και των ζιζανίων, ενώ σε περιπτώσεις λίπανσης με φωσφορικά λιπάσματα είναι ενδεχόμενο μεγάλο μέρος τους να δεσμευτεί από το έδαφος λόγω υψηλής διασποράς και να μη γίνει άμεσα εκμεταλλεύσιμο από τα φυτά.
• Εξειδικευμένη τοποθέτηση: Το λίπασμα τοποθετείται σε ειδικά διαμορφωμένους θύλακες του εδάφους κοντά στα φυτά ή στις σειρές των φυτών και, σε πολλές περιπτώσεις, κάτω από τον σπόρο πριν αυτός σπαρεί. Η μέθοδος αυτή προτιμάται επί εφαρμογής λιπασμάτων ευρέος φάσματος (και με τα τρία κύρια θρεπτικά συστατικά) και κυρίως κατά τις περιόδους της σποράς ή της αρχικής βλάστησης. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλη στις περιπτώσεις χρήσης μικρών ποσοτήτων λιπάσματος, όταν τα καλλιεργούμενα φυτά είναι τοποθετημένα σε σειρές, σε εδάφη χαμηλής γονιμότητας και στις περιπτώσεις που οι ρίζες δεν φθάνουν σε μεγάλα βάθη.
• Εφαρμογή επί των φύλλων: Με χρήση ειδικών ψεκαστικών συσκευών το λίπασμα - σε υγρή μορφή - ψεκάζεται ώστε να καλύψει το φύλλωμα ολόκληρου του φυτού. Η μέθοδος αυτή προτιμάται στα οπωροφόρα δένδρα, καθώς δεν επηρεάζει σημαντικά την ισορροπία των δευτερευόντων θρεπτικών συστατικών. Είναι επίσης κατάλληλη για την εφαρμογή των λιπασμάτων που περιέχουν δευτερεύοντα θρεπτικά συστατικά (τα οποία συνήθως αναμιγνύονται με αζωτούχο λίπασμα ουρίας).^[9]

Η χρήση λιπασμάτων αύξησε δραματικά την παγκόσμια φυτική παραγωγή: Υπολογίζεται ότι ενώ ένα εκτάριο καλλιεργήσιμης έκτασης παρήγαγε τροφή για 1,9 άτομα το 1908, η παραγωγικότητα αυτή αυξήθηκε στα 4,8 άτομα το 2008, ενώ άλλοι υπολογισμοί κατέδειξαν ότι περίπου το 40% των γεωργών παγκοσμίως στηρίζονται στη χρήση λιπασμάτων για την παραγωγή τους, αν και οι υπολογισμοί αυτοί δυσχεραίνονται από τις αλλαγές στις μεθόδους καλλιέργειας και συγκομιδής όσο και από την παραγωγή γενετικά τροποποιημένων φυτών. Οι αριθμοί αυτοί αναφέρονται σε παγκόσμιο επίπεδο και εμφανίζουν σημαντικές διαφορές από περιοχή σε περιοχή. Η χρήση λιπασμάτων στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική επέφερε αντίστοιχη αύξηση στην κατανάλωση κρέατος και γαλακτοκομικών. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας (FAO) του ΟΗΕ αναφέρει ότι 850 εκατομμύρια κάτοικοι του πλανήτη παραμένουν υποσιτιζόμενοι.^[7]

Τα λιπάσματα είναι επίσης σημαντικά για την παραγωγή βιοκαυσίμων και βιοενέργειας. Αν και τα ποσοστά αυτών των μορφών ενέργειας δεν είναι ακόμη σημαντικά, στο μέλλον προβλέπεται η αύξησή τους στην παγκόσμια ενεργειακή παραγωγή/κατανάλωση.

Η χρήση των λιπασμάτων (και ιδιαίτερα η αλόγιστη χρήση τους) δεν έχει μόνον ευεργετικά αποτελέσματα, αλλά παρουσιάζει και ορισμένα σοβαρά μειονεκτήματα, καθώς η παρουσία τους επηρεάζει, άμεσα και έμμεσα, τις ισορροπίες σε ευρύτατο οικοσύστημα.

Όλα τα λιπάσματα είναι ευδιάλυτα, ώστε να απορροφώνται κυρίως από το ριζικό σύστημα των φυτών. Καθώς όμως τα φυτά έχουν συγκεκριμένο ρυθμό απορρόφησης νερού από το έδαφος, δεν είναι δυνατόν να απορροφήσουν όλη την ποσότητα διαλύματος από εκεί. Το διαλυμένο λίπασμα περνά στον υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής ρυπαίνοντάς τον και, στη συνέχεια, καταλήγει είτε στη λίμνη της περιοχής είτε στην θάλασσα. Αυτό έχει ως συνέπεια τη δημιουργία ευτροφισμού: Τα νερά σε πολλές ακτές των θαλασσών έχουν πλέον "απογυμνωθεί" από οξυγόνο, καθώς αναπτύσσονται σε αυτά, με πολύ υψηλούς ρυθμούς χάρη στα λιπάσματα, μικροσκοπικοί οργανισμοί (πλαγκτόν) που καταναλώνουν το περιεχόμενο στο νερό οξυγόνο, με συνέπεια την "απογύμνωση" των περιοχών αυτών από πολλές μορφές ζωής.^[10] Παρόμοια φαινόμενα είχαν παρατηρηθεί κατά το παρελθόν στην περιοχή του Παγασητικού κόλπου, ενώ ο ευτροφισμός των καλαμιών στην περιφέρεια της λίμνης των Ιωαννίνων είναι εμφανής σήμερα.

Για την εν μέρει αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, αλλά και για να υπάρχει μεγαλύτερη διάρκεια στην λίπανση των καλλιεργούμενων φυτών, έχουν κατασκευαστεί λιπάσματα ελεγχόμενης αποδέσμευσης (controlled - release): Η διάλυση των συστατικών στο νερό ελέγχεται χάρη σε επικαλύψεις των κόκκων του λιπάσματος με δυσδιάλυτες ουσίες, ενώ παράλληλα ελέγχεται και η ενδεχόμενη αντίδραση δέσμευσής τους από το ίδιο το έδαφος.^[2]

Έχει παρατηρηθεί ότι σε περιπτώσεις λίπανσης με νιτρικό αμμώνιο τα φυτά απορροφούν ταχύτερα τα ιόντα αμμωνίου (NH₄⁺) σε σχέση με τα νιτρικά (NO₃^-). Αυτό έχει ως συνέπεια την αύξηση των νιτρικών ιόντων στον υδροφόρο ορίζοντα και αν από αυτόν τροφοδοτούνται τα αποθέματα πόσιμου νερού της περιοχής τότε το πόσιμο νερό είναι ιδιαίτερα πλούσιο σε νιτρικά ιόντα. Η κατανάλωση νερού με αυξημένη περιεκτικότητα (άνω των 10 mg/L) οδηγεί σε συμπτώματα κυάνωσης ιδιαίτερα σε βρέφη: Η αιμοσφαιρίνη μετατρέπεται, παρουσία αυξημένων συγκεντρώσεων νιτρικών ιόντων στη σταθερή ένωση μεθαιμοσφαιρίνη, η οποία δεν είναι δυνατό να μεταφέρει οξυγόνο, με συνέπεια, σε σοβαρές περιπτώσεις, να προκαλείται κώμα και ακόμη και θάνατος, αν δεν γίνει έγκαιρη διάγνωση και θεραπεία. Η κατάσταση αυτή έχει αποκληθεί "σύνδρομο των κυανών βρεφών" (syndrome of blue babies) λόγω του κυανού χρώματος που λαμβάνει η επιδερμίδα των βρεφών σε περίπτωση κυάνωσης^[11]

Τόσο τα ανόργανα όσο και τα οργανικά λιπάσματα είναι πιθανόν να προκαλέσουν αύξηση της οξύτητας pH του εδάφους όταν εφαρμόζονται.^[12] Παρόμοιες καταστάσεις είναι πιθανόν να επηρεάσουν την δυνατότητα απορρόφησης άλλων θρεπτικών συστατικών των φυτών και αντιμετωπίζονται με την προσθήκη ασβέστου στο έδαφος, που θα οδηγήσει σε αύξηση του pH.

Πολλά λιπάσματα περιέχουν τοξικά πρόσθετα, τα οποία κυρίως για οικονομικούς λόγους δεν έχει γίνει δυνατό να απομακρυνθούν κατά τη διαδικασία παρασκευής τους. Τα περισσότερα λιπάσματα του εμπορίου δεν περιέχουν ποσότητες τοξικών ικανές να δημιουργήσουν απειλή για το περιβάλλον ή την υγεία ανθρώπων και ζώων της περιοχής όπου εφαρμόζονται, εν τούτοις ορισμένα εμφάνισαν παρόμοια προβλήματα, όπως κατέδειξε έρευνα του "U.S. Environmental Protection Agency"^[13]: Εντοπίστηκαν διοξίνες, πολυχλωροπαράγωγα του διβενζοφουρανίου και πολυχλωριούχες διβενζο-π-διοξίνες. Η παρουσία τους φαίνεται πως οφείλεται στις μεθόδους παρασκευής των λιπασμάτων αυτών.

Ορισμένα ανόργανα φυσικά λιπάσματα, όπως τα φωσφορικά που προέρχονται από το Ναουρού και τις Νήσους των Χριστουγέννων περιέχουν κάδμιο,^[14], ενώ πρόσθετα λιπασμάτων που παράγονται από παραπροϊόντα της βιομηχανίας χάλυβα περιέχουν μεν τον απαραίτητο για τα φυτά ψευδάργυρο αλλά και μόλυβδο, αρσενικό, κάδμιο, χρώμιο υδράργυρο (ο οποίος εντοπίστηκε σε ψάρια στην Ισπανία)^[15] και νικέλιο.

Έχει διαπιστωθεί ότι οι εκπομπές μεθανίου από καλλιεργήσιμες εκτάσεις (ιδιαίτερα καλλιέργειες ρυζιού) αυξάνονται με την χρήση αμμωνιακών λιπασμάτων. Οι εκπομπές αυτές συμβάλλουν σημαντικά στην κλιματική αλλαγή, καθώς το μεθάνιο είναι ένα από τα αέρια που συμβάλλουν στην δημιουργία του φαινομένου του θερμοκηπίου^[16]

Η χρήση αζωτούχων λιπασμάτων συμβάλλει επίσης στο σχηματισμό ενός ακόμη αερίου του θερμοκηπίου, του υποξειδίου του αζώτου (N₂O), του οποίου το αποτέλεσμα είναι περίπου 300 φορές πιο ισχυρό σε σχέση με ίδια ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα, ενώ το ίδιο αέριο συμβάλλει επίσης και στην καταστροφή της οζονόσφαιρας.^[17]

Η χρήση λιπασμάτων επηρεάζει γενικότερα το οικοσύστημα, καθώς ορισμένα είδη παρασιτικών εντόμων εμφανίζουν αυξημένους ρυθμούς γεννήσεων ορισμένων εντόμων, και ιδιαίτερα των αφίδων (μελίγκρας). Σε καλλιέργειες με χρήση λιπασμάτων εμφανίστηκε μεγαλύτερος αριθμός αφίδων σε σχέση με αυτές που δεν υπέστησαν λίπανση, οι οποίες εμφάνισαν μικρότερο αριθμό αφίδων.^[18] Καθώς τα έντομα αποτελούν σημαντικό κρίκο της τροφικής αλυσίδας, επηρεάζεται ολόκληρο το οικοσύστημα της περιοχής.

Όπως προαναφέρθηκε, η χρήση λιπασμάτων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Γενικά σήμερα έχει αρχίσει να παρατηρείται μικρή στροφή στα φυσικά λιπάσματα, καθώς εμφανίζουν μικρές ή ασήμαντες περιβαλλοντικές επιδράσεις, σε σύγκριση με τα τεχνητά.

Η κοπριά χρησιμοποιήθηκε σχεδόν ταυτόχρονα με την εξημέρωση και μετατροπή ζώων από άγρια σε οικόσιτα (δεν είναι επαρκώς εξακριβωμένος ο ακριβής χρόνος) και συνέχισε να χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα. Ωστόσο και η κοπριά και τα προϊόντα κομποστοποίησης δεν είναι ολοσχερώς απαλλαγμένα από προβλήματα:

• Είναι ενδεχόμενο να περιέχονται σε αυτά μικροοργανισμοί που προκαλούν παθογόνες ασθένειες. Αυτό ισχύει τόσο για την κοπριά όσο και για τους σηπόμενους φυτικούς ιστούς, αν δεν έχουν επαρκώς κομποστοποιηθεί.
• Οι συγκεντρώσεις τους σε θρεπτικά συστατικά ποικίλλουν ενώ η απελευθέρωση αυτών των συστατικών σε μορφή απορροφήσιμη από τα φυτά είναι πιθανόν να μη συμβεί ακριβώς στο στάδιο που τα φυτά τα χρειάζονται.
• Έχουν σχετικά μεγάλο όγκο και βάρος και πιθανόν η ποσότητα που είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί στην καλλιέργεια να μην περιέχει τις κατάλληλες ποσότητες θρεπτικών συστατικών
• Η διαδικασία παραγωγής τους σε πολλές περιπτώσεις είναι αντιοικονομική.