Азотные удобрения
Весь текст был взят из прикрепленного видео. Если включить при просмотре субтитры, то очень удобно слушать, смотреть и читать одновременно.
Создатель советской агрохимической школы — Академик Дмитрий Николаевич Прянишников, на основе анализа истории земледелия в странах западной Европы, убедительно показал, что главным условием определяющим среднюю величину в разные эпохи была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом
Громадное значение азотных удобрений в повышении урожайности, обусловлено исключительной ролью азота в жизни растений.
Азот входит в состав:
Белков — являющихся основой жизни;
Нуклеиновых кислот — обеспечивающих передачу наследственных свойств организмов;
Хлорофилла — осуществляющего аккумуляцию солнечной энергии в процессе фотосинтеза;
Ферментов — биологических катализаторов всех биохимических процессов;
Фосфатидов, витаминов, алкалоидов и других органических соединений — играющих важную роль в обмене веществ.
Нормальный уровень азотного питания стимулирует синтез белка других органических соединений и обеспечивает интенсивность ростовых процессов. При недостатке азота, наблюдаются слабое развитие вегетативных органов, что ограничивает плодоношение, ведет к снижению урожая и содержания белка в продукции.
Производство азотных удобрений основано на синтезе аммиака. Источником азота является атмосфера, а водорода природный газ или сопутствующие нефтяные газы. Из аммиака производят жидкие аммиачные, твердые аммонийные удобрения и мочевину.
При окислении аммиака получают азотную кислоту. Она используется для получения селитр, а также комплексных удобрений при азотно-кислотной переработке фосфатов
Основными формами азотных удобрений в нашей стране являются аммиачная селитра и мочевина. На их долю приходится почти две трети валового производства.
Аммиачная селитра или азотнокислый аммоний
Содержит 34% азота. Её получают путем нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком с последующим упариванием и кристаллизацией.
Кристаллическая аммиачная селитра очень гигроскопична при увлажнении она расплывается, а при подсыхании уплотняется и затвердевает, поэтому аммиачную селитру гранулируют с добавлением кондиционирующих веществ. Готовый продукт упаковывается в битумированные или полиэтиленовые мешки.
Аммиачная селитра горюча и взрывоопасна. При ее хранении и транспортировке необходимо соблюдать правила противопожарной безопасности.
В аммиачной селитре весь азот водорастворим и хорошо доступен растениям, при этом половина находится в нитратной, а другая в аммонийной форме.
Нитраты обладают высокой подвижностью в почвенном растворе, а аммонийный азот обменно поглощается почвенными коллоидами.
При обильных осадках и орошении особенно на легких почвах нитратный азот может теряться за счет вымывания.
Опасность вымывания аммонийного азота меньше и возрастает по мере его нитрификации через нитриты до нитратов.
Аммиачная селитра обладает подкисляющим действием на почву это связано со слабой физиологической кислотностью удобрения и нитрификации его аммонийного азота.
Сочетание быстродействующего легкоподвижного нитратного и менее подвижного аммонийного азота определяет универсальность этого удобрения.
Аммиачная селитра пригодна для внесения под все культуры и всеми способами в основное удобрение.
При большом количестве осадков в осенне-зимний период аммиачную селитру лучше вносить не осенью, а весной под предпосевную обработку.
Аммиачную селитру при посеве или посадке применяют в небольших дозах в сочетании с суперфосфатом, используя комбинированные сеялки. Она с успехом используется для поверхностного внесения при подкормке озимых, трав, а также в качественной корневой подкормки пропашных культур.
На почвах насыщенных основаниями, подкисляющее действие аммиачной селитры выражено слабо. На этих почвах аммиачная селитра одна из лучших форм азотных удобрений.
Мочевина или карбамид
Самое концентрированное твердое азотное удобрение. Оно содержит 46% азота.
Мочевину получают из аммиака и углекислого газа при высоком давлении и температуре.
Для сельского хозяйства мочевину выпускают в виде гранул с покрытием из маслянистых веществ.
Гранулированная мочевина не слеживается при хранении и хорошо рассевается.
Мочевина хорошо растворяется в воде, она менее гигроскопична, чем аммиачная селитра.
Под влиянием фермента уреазы, выделяемого почвенными микроорганизмами, мочевина быстро в течение нескольких суток превращается в углекислый аммоний.
Углекислый аммоний соединение очень непрочное на воздухе быстро разлагается с образованием бикарбоната аммония и газообразного аммиака. Чтобы не допустить потери азота при поверхностном внесении мочевины её сразу надо заделывать в почву.
На стадии гидролиза углекислого аммония происходит местное подщелачивание почвы, а образующиеся ионы аммония обменно поглощаются.
При последующей их нитрификации наблюдается сдвиг реакции в кислую сторону. По способности подкисления почвы и агрономической эффективности, мочевина равноценна аммиачной селитре.
Мочевина лучшая форма азотных удобрений для некорневых подкормок плодовых и овощных культур. Она используется также и для поздних подкормок пшеницы, с целью повышения белковости зерна.
Еще одна форма азотного удобрения — сульфат аммония или сернокислый аммоний
Его получают путем улавливания серной кислотой аммиака из коксохимических газов.
Сульфат аммония имеет слабую гигроскопичность, не слеживается при хранении и может транспортироваться без упаковки.
Недостатком этого удобрения является низкое содержание азота — 21% и высокая физиологическая кислотность.
Она связана с тем, что из сульфата аммония растения быстрее и в больших количествах потребляют азот в виде аммония, чем серу в виде аниона серной кислоты.
Наибольший сдвиг реакции происходит в мало буферных почвах не насыщенных основаниями. На этих почвах сульфат аммония по эффективности уступает другим азотным удобрениям особенно при возделывания культур чувствительных к кислотности.
Аммонийный азот удобрения обменно поглощается почвенными коллоидами, медленнее нитрифицируется и не вымывается, поэтому сульфат аммония целесообразно применять в условиях орошаемого земледелия под рис и хлопчатник, а также в субтропической зоне для удобрения чая и других культур
Чисто нитратные формы азотных удобрений применяются у нас в ограниченном количестве они имеют низкое содержание азота, а кальциевая селитра вследствие высокой гигроскопичности обладает плохими физико- механическими свойствами это осложняет и и хранение, перевозку и применение.
Из натриевой и кальциевой селитр анионы NO3- усваиваются растениями интенсивнее, чем катионы натрия или кальция.
Эти удобрения физиологически щелочные, особенно эффективны на кислых почвах.
Нитратные удобрения легкоподвижные и быстродействующие источники азота, их целесообразно использовать для внесения в рядки и при подкормках.
В основное удобрение селитры должны вноситься под предпосевную обработку из-за опасности вымывания нитратов.
Особенно благоприятно натриевая селитра действует на сахарную свеклу и другие корнеплоды, отзывчивые на внесение натрия.
Наряду с твердыми азотными удобрениями в сельском хозяйстве применяют жидкие — Безводный аммиак и водный аммиак
Безводный аммиак самое концентрированное без балластное удобрение.
Его получают путем сжижения газообразного аммиака под давлением.
На всех этапах хранения, транспортировки и внесения безводный аммиак содержит в емкостях рассчитанных на высокое давление.
Безводный аммиак бесцветная жидкость, она в один и семь десятых раза легче воздуха, температура кипения плюс 34 градуса цельсия. На воздухе безводный аммиак быстро испаряется. Переход в газообразное состояние сопровождается охлаждением.
В высоких концентрациях, аммиак обладает сильным токсическим действием на организм человека. К работе с безводным аммиаком допускается только специально обученный персонал при этом необходимо строго соблюдать правила техники безопасности и охраны труда.
Перевозка безводного аммиака от завода-изготовителя до прирельсовых складов производится в специальных железнодорожных цистернах. На склады расположенные в глубине обслуживаемого района, удобрение перевозят в автоцистернах заправщиках.
Внесение безводного аммиака производят с помощью специального агрегата, позволяющего равномерно распределять удобрения в почве с одновременной заделкой на нужную глубину.
На тяжелых почвах безводный аммиак заделывают на глубину 12 -14 см, на легких несколько глубже. Это позволяет избежать потерь за счет улетучивания аммиака в почве.
Безводный аммиак из жидкости превращается в газ, который абсорбируются коллоидами и поглощается влагой с образованием гидроокиси аммония. Это вызывает временное местное подщелачивание почвы, которое затем по мере нитрификации аммония меняется на слабое подкисление.
Аммонийный азот обменно поглощается и химически связывается органическими и гуминовыми кислотами.
При высокой концентрации аммиака в зоне внесения, временно подавляется жизнедеятельность почвенной микрофлоры в том числе нитрифицирующих бактерий, поэтому в первое время азот удобрения локализуется вблизи места внесения, преимущественно в аммонийной форме.
Безводный аммиак можно вносить осенью под основную обработку почвы не опасаясь потерь азота за счет вымывания и денитрификации. При подкормках пропашных культур безводный аммиак вносят в середину междурядий чтобы избежать угнетение растений при высокой концентрации аммиака.
В отличие от безводного аммиака использование аммиачной воды проще и безопаснее.
Ее можно хранить и перевозить в обычных герметизированных цистернах, рассчитанных на невысокое давление.
Водный аммиак выпускается двух сортов.
Как и безводный аммиак, аммиачную воду вносят в почву с одновременной заделкой на необходимую глубину. Опыты с различными культурами показывают, что безводный аммиак и аммиачная вода по эффективности не уступают твердым формам азотных удобрений, а на легких почвах в условиях орошения и в увлажненных районах превосходят их.
Следует также отметить, что стоимость единицы азота при производстве жидких удобрений значительно ниже, чем твердых.
Применение жидких удобрений позволяет осуществлять полную механизацию всех процессов, связанных с транспортировкой, заправкой и внесением. Это одно из основных преимуществ жидких удобрений.
Растения используют лишь 50-60 % внесенного в почву азота, а 20-30% теряется преимущественно в виде молекулярного азота и газообразных его окислов на легких почвах, в регионах с большим количеством осадков.
В условиях орошаемого земледелия, также происходят значительные потери азота вследствие вымывания нитратов.
Можно ли снизить эти потери?
В настоящее время уже производятся и испытываются опытные партии медленно действующих азотных удобрений на основе слабо растворимых соединений, прежде всего продуктов конденсации мочевины с алифатическими альдегидами.
Изучается также гранулированное азотное удобрение с покрытием из полимерных пленок.
В состав мочевины твердых и жидких аммонийных удобрений вводят ингибиторы нитрификации, химические соединения, которые способны селективно подавлять нитрификацию до момента интенсивного потребления азота растениями.
Заканчивая рассказ об азоте, уместно привести замечательные слова из книги Дмитрия Николаевича Прянишникова: «Не считая воды, именно азот является самым могущественным двигателем в процессах развития и творчества природы. Его уловить, им овладеть, вот в чем задача, его сберечь вот в чем ключ к экономике, подчинить себе его источник, вот в чем тайна благосостояния»
Источник
Аммонийные удобрения
Содержание:
Виды аммонийных удобрений
Сульфат аммония
Подробнее при переходе по ссылке
Сульфат аммония-натрия
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Хлористый аммоний
Внешне хлорид аммония – мелкокристаллический желтоватый или чисто белый порошок. Обладает хорошей растворимостью. В 100 м 3 воды при 20 °C растворяется 37,2 г вещества. Удобрение малогигроскопичное, при хранении не слеживается.
Высокая физиологичческая кислотность и содержание хлора являются причиной основного использования хлорида аммония осенью под зяблевую вспашку. При таком внесении хлор будет вымыт из корнедоступного слоя атмосферными осадками.
Карбонат аммония
Бикарбонат аммония содержит 17 % азота, более стоек к воздействию кислорода воздуха, но потери аммиака при хранении и перевозке не исключаются. При внесении его следует сразу заделывать в почву.
Применение
Сельское хозяйство
Аммонийные удобрения применяют как минеральные удобрения для увеличения плодородия почвы и обеспечения растений необходимыми питательными веществами, в частности, азотом.
Промышленность
Вещества, представляющие собой аммонийные удобрения, находят применение и в различных отраслях промышленности. Так, сульфат аммония применяют при производстве вискозного волокна и в стекольной промышленности.
Поведение в почве
Подробнее при переходе по ссылке
«>удобрения быстро растворяются в почвенном растворе, и ион NН4 вступает в обменные реакции с ионами твердой фазы почвы. Значительная часть растворенных катионов аммония входит в почвенный поглощающий комплекс. Вследствие этого в почвенный раствор вытесняется эквивалентное количество ионов. (Изображение)
Вследствие этого процесса ион аммония теряет подвижность и хорошо усваивается растениями.
Не все ионы аммония поглощаются растениями, оставшаяся часть в результате нитрификации переходит в нитратную форму. Нитраты легко попадают в корневую систему растений путем биологического поглощения.
Процесс нитрификации приводит к образованию в почве азотной кислоты и освобождению соляной и серной кислот.
Бикарбонаты почвенного раствора и катионы ППК нейтрализуют образовавшиеся кислоты.
В результате реакций нейтрализации происходит вытеснение оснований из ППК водородом. Это ослабляет буферную способность почв и приводит к повышению их кислотности. (Изображение)
Кислотность почвы при внесении аммонийных удобрений повышается еще и из-за их собственной физиологической кислотности. Причина в том, что из аммонийных удобрений растениями быстрее поглощается катион аммония, чем анион хлора или серы. Поэтому в почве накапливаются кислотные остатки, вызывающие ее подкисление.
Применение на различных типах почв
Применение аммонийных удобрений ограничивается их способностью подкислять почву. Однократное внесение аммонийных удобрений может и не повлиять на кислотность почв, но их использование в течение нескольких лет может значительно сдвинуть реакцию почвы в кислую сторону. Степень подкисления тем выше, чем меньше буферная способность почвы.
Повышение кислотности приводит к снижению эффективности азотных удобрений, поскольку в кислой среде течение реакции нитрификации сильно замедляется.
Источник