Физиологическая реакция солей (удобрений)
Растения обладают избирательной поглотительной способностью и потребляют больше тех элементов, которые им необходимы. В результате этого неиспользованные растениями ионы, нейтральных вне сферы деятельности корневой системы, может приводить к изменению рН среды, если в ней выращиваются растения. В зависимости от преимущественного поглощения растениями из солей катионов или анионов их делят на физиологически кислые и физиологически щелочные соли.
Соли, из состава которых в больших количествах поглощаются анионы, чем катионы – NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 и в результате происходит подщелачивание, являются физиологически щелочными.
Соли, из которых растения в больших количествах используют катион, чем анион – (NH4)2SO4, NH4Cl, KCl, K2SO4 и в результате подкисляется раствор, называются физиологически кислыми.
Кальциевая, натриевая и калийная селитры являются физиологически щелочными удобрениями, так как при их внесении растения преимущественно используют анион NO3 — , а остающиеся неиспользованными катионы натрия, кальция или калия образуют основания (Са(ОН)2, КОН, NаОН) и сдвигают реакцию почвенного раствора в щелочную сторону. Физиологическая щелочность калийной селитры, кроме того обусловлена гораздо более высоким содержанием в ней калия, чем азота, при этом в почве остаются неиспользованными ионы калия и почвенный раствор подщелачивается. Благодаря нейтрализующему действию нитратные азотные удобрения эффективны на кислых дерново-подзолистых почвах.
Наиболее типичными представителями физиологически кислых солей являются аммонийные азотные удобрения – сульфат аммония и хлористый аммоний. При их внесении растения преимущественно используют катион аммония, а остающиеся анионы образуют кислоты (НCl, H2SO4), подкисляя почву. Физиологически кислым удобрением является и аммонийная селитра, за счет более энергичного поступления в корневую систему NH4 + по сравнению с NO3 — .
Однако следует иметь в виду, что при определенных условиях не только не проявляется преимущество аммиачного питания над нитратным, но нитратное питание может быть лучшим. Это наблюдается при кислой реакции среды, недостатке в ней кальция и наличии достаточного количества молибдена, марганца, участвующих в восстановительных процессах нитратов в растениях, а также при внесении азотных удобрений в рядки при посеве сельскохозяйственных культур. Использование аммонийных азотных удобрений может вызвать аммиачное отравление молодых проростков растений, особенно у культур с мелкими семенами, которые содержат малый запас углеводов.
Аммонийный азот удобрений в почве может подвергаться нитрификации с образованием азотной кислоты и ее солей – нитратов. В результате подкисляющее действие удобрения на почву, вызванное избирательным поглощением растениями аммония, усиливается за счет образования азотной кислоты при нитрификации некоторой части аммонийного азота или ослабляется при последующим образовании солей азотной кислоты. Поскольку нитрификация происходит при участии микроорганизмов, аммонийные удобрения являются не только физиологически, но и биологически кислыми.
Карбамид, содержащий азот в амидной форме, в почве, под действием уробактерий, выделяющих фермент уреазу, за 2 – 3 дня аммонифицируется с образованием малостойкого соединения – углекислого аммония, легко разлагающегося на аммиак и бикарбонат аммония, что может приводить к потерям азота:
NH3
СО(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3
В первые дни после внесения мочевины происходит временное местное подщелачивание почвы. Образующийся аммоний обменно поглощается почвой, постепенно нитрифицируется в результате чего подщелачивание сменяется подкислением. Подкисление почвы возможно также за счет избирательного поглощения растениями ионов аммония после аммонификации мочевины. Это биологически и физиологически кислое удобрение.
Калийные удобрения (кроме калийной селитры) также проявляют физиологическую кислотность, но она выражена слабее, чем у аммонийных солей, и часто зависит от вида растений. При внесении этих удобрений под калиелюбивые растения подкисляющее действие их на почву проявляется сильнее, вследствие более интенсивного использования катиона калия, а остающиеся анионы образуют кислоты (HCl, H2SO4), подкисляя почву.
Систематическое использование физиологически кислых удобрений требует опережающего известкования для нейтрализации кислот. Физиологическая кислотность аммонийной селитры значительно слабее, чем чисто аммонийных удобрений, но сильнее, чем хлористого калия, и примерно одинаковая с мочевиной. Так, для нейтрализации физиологической кислотности 1 ц хлористого аммония требуется 1,4 ц СаСО3, 1 ц сульфата аммония – 1,3 ц, мочевины – 0,8 ц, аммонийной селитры – 0,75, хлористого калия – 0,5 ц СаСО3.
В реальных условиях подкисляющее или подщелачивающее действие зависит от буферной способности почв, ее микробиологической активности, доз вносимых удобрений, гранулометрического состава почв и других факторов.
От физиологически кислых и щелочных солей следует отличать гидролитически кислые и гидролитически щелочные. Все соли применяемые в качестве удобрений по химическим свойствам могут быть нейтральными, гидролитически кислыми или щелочными. К нейтральным солям относятся, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, KCl, K2SO4, Na2SO4, NaNO3 и т. д.). К гидролитически щелочным относят соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (K2CO3, Nа2CO3 и др.), которые при взаимодействии с водой сообщают раствору щелочную реакцию:
Наоборот, соли слабого основания и сильной кислоты (FeCl3) при гидролизе подкисляют раствор за счет образования сильной кислоты:
Ряд удобрений (например, суперфосфат, аммонийная селитра, сульфат аммония), в силу несовершенства технологического процесса производства, могут иметь так называемую свободную кислотность, которая подкисляет почвенную среду.
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
Физиологическая реакция солей (удобрений)
Растения обладают избирательной поглотительной способностью и потребляют больше тех элементов, которые им необходимы. В результате этого неиспользованные растениями ионы, нейтральных вне сферы деятельности корневой системы, может приводить к изменению рН среды, если в ней выращиваются растения. В зависимости от преимущественного поглощения растениями из солей катионов или анионов их делят на физиологически кислые и физиологически щелочные соли.
Соли, из состава которых в больших количествах поглощаются анионы, чем катионы – NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 и в результате происходит подщелачивание, являются физиологически щелочными.
Соли, из которых растения в больших количествах используют катион, чем анион – (NH4)2SO4, NH4Cl, KCl, K2SO4 и в результате подкисляется раствор, называются физиологически кислыми.
Кальциевая, натриевая и калийная селитры являются физиологически щелочными удобрениями, так как при их внесении растения преимущественно используют анион NO3 — , а остающиеся неиспользованными катионы натрия, кальция или калия образуют основания (Са(ОН)2, КОН, NаОН) и сдвигают реакцию почвенного раствора в щелочную сторону. Физиологическая щелочность калийной селитры, кроме того обусловлена гораздо более высоким содержанием в ней калия, чем азота, при этом в почве остаются неиспользованными ионы калия и почвенный раствор подщелачивается. Благодаря нейтрализующему действию нитратные азотные удобрения эффективны на кислых дерново-подзолистых почвах.
Наиболее типичными представителями физиологически кислых солей являются аммонийные азотные удобрения – сульфат аммония и хлористый аммоний. При их внесении растения преимущественно используют катион аммония, а остающиеся анионы образуют кислоты (НCl, H2SO4), подкисляя почву. Физиологически кислым удобрением является и аммонийная селитра, за счет более энергичного поступления в корневую систему NH4 + по сравнению с NO3 — .
Однако следует иметь в виду, что при определенных условиях не только не проявляется преимущество аммиачного питания над нитратным, но нитратное питание может быть лучшим. Это наблюдается при кислой реакции среды, недостатке в ней кальция и наличии достаточного количества молибдена, марганца, участвующих в восстановительных процессах нитратов в растениях, а также при внесении азотных удобрений в рядки при посеве сельскохозяйственных культур. Использование аммонийных азотных удобрений может вызвать аммиачное отравление молодых проростков растений, особенно у культур с мелкими семенами, которые содержат малый запас углеводов.
Аммонийный азот удобрений в почве может подвергаться нитрификации с образованием азотной кислоты и ее солей – нитратов. В результате подкисляющее действие удобрения на почву, вызванное избирательным поглощением растениями аммония, усиливается за счет образования азотной кислоты при нитрификации некоторой части аммонийного азота или ослабляется при последующим образовании солей азотной кислоты. Поскольку нитрификация происходит при участии микроорганизмов, аммонийные удобрения являются не только физиологически, но и биологически кислыми.
Карбамид, содержащий азот в амидной форме, в почве, под действием уробактерий, выделяющих фермент уреазу, за 2 – 3 дня аммонифицируется с образованием малостойкого соединения – углекислого аммония, легко разлагающегося на аммиак и бикарбонат аммония, что может приводить к потерям азота:
NH3
СО(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3
В первые дни после внесения мочевины происходит временное местное подщелачивание почвы. Образующийся аммоний обменно поглощается почвой, постепенно нитрифицируется в результате чего подщелачивание сменяется подкислением. Подкисление почвы возможно также за счет избирательного поглощения растениями ионов аммония после аммонификации мочевины. Это биологически и физиологически кислое удобрение.
Калийные удобрения (кроме калийной селитры) также проявляют физиологическую кислотность, но она выражена слабее, чем у аммонийных солей, и часто зависит от вида растений. При внесении этих удобрений под калиелюбивые растения подкисляющее действие их на почву проявляется сильнее, вследствие более интенсивного использования катиона калия, а остающиеся анионы образуют кислоты (HCl, H2SO4), подкисляя почву.
Систематическое использование физиологически кислых удобрений требует опережающего известкования для нейтрализации кислот. Физиологическая кислотность аммонийной селитры значительно слабее, чем чисто аммонийных удобрений, но сильнее, чем хлористого калия, и примерно одинаковая с мочевиной. Так, для нейтрализации физиологической кислотности 1 ц хлористого аммония требуется 1,4 ц СаСО3, 1 ц сульфата аммония – 1,3 ц, мочевины – 0,8 ц, аммонийной селитры – 0,75, хлористого калия – 0,5 ц СаСО3.
В реальных условиях подкисляющее или подщелачивающее действие зависит от буферной способности почв, ее микробиологической активности, доз вносимых удобрений, гранулометрического состава почв и других факторов.
От физиологически кислых и щелочных солей следует отличать гидролитически кислые и гидролитически щелочные. Все соли применяемые в качестве удобрений по химическим свойствам могут быть нейтральными, гидролитически кислыми или щелочными. К нейтральным солям относятся, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, KCl, K2SO4, Na2SO4, NaNO3 и т. д.). К гидролитически щелочным относят соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (K2CO3, Nа2CO3 и др.), которые при взаимодействии с водой сообщают раствору щелочную реакцию:
Наоборот, соли слабого основания и сильной кислоты (FeCl3) при гидролизе подкисляют раствор за счет образования сильной кислоты:
Ряд удобрений (например, суперфосфат, аммонийная селитра, сульфат аммония), в силу несовершенства технологического процесса производства, могут иметь так называемую свободную кислотность, которая подкисляет почвенную среду.
Источник