Азот, да не тот: как удобрения могут навредить растениям
Пользу азота сложно переоценить, ведь именно он отвечает за рост и развитие растений. При этом мало кто знает, что азотные удобрения могут быть очень опасны!
Главная проблема в том, что все они меняют кислотность почвы: одни подкисляют, другие подщелачивают. Некоторые удобрения могут запросто сжечь растения. А иные вызвать серьезные проблемы у человека. Поэтому, используя азотные удобрения, важно строго соблюдать инструкцию – никаких импровизаций тут быть не может!
Мочевина (карбамид)
Это самое насыщенное азотом удобрение – его там 46%. Легко растворяется в воде, его хорошо усваивают растения.
Недостатки: во влажном помещении слеживается, превращаясь в камень. Плохо держится в почве – вымывается дождями, выветривается, разлагается на солнце, поэтому его нельзя разбрасывать по поверхности почвы – нужно заделывать на глубину 10–12 см. Действовать мочевина не сразу, как аммиачная селитра, а спустя неделю. Подкисляет почву – использовать мочевину только на нейтральных или щелочных участках.
Сроки внесения: весной и летом в виде подкормок. Причем мочевину можно не опасаясь использовать и для внекорневых подкормок – она не повредит растениям, даже если вы случайно завысите дозу.
Аммиачная селитра
У этого удобрения второе место по количеству азота – 34–35%. Хорошо растворяется в воде, быстро поступает в растения. Отлично работает даже в мерзлой почве, поэтому вносить его можно рано весной, даже по снегу.
Недостатки: очень гигроскопично – во влажном помещении слеживается. Подкисляет землю – использовать аммиачную селитру можно только на нейтральных или щелочных почвах. Нельзя использовать для внекорневых подкормок – стоит чуть завысить дозу, растения погибнут.
Сроки внесения: весной под перекопку, летом в виде почвенных подкормок. А можно внести и осенью, тоже под перекопку – аммиачная селитра не так подвижно в почве, как мочевина.
Сульфат аммония
В этом удобрении 20% и 24% серы, а это большой плюс. Сера улучшает качество плодов и хранятся они гораздо дольше. А между тем в России 80% пахотных земель бедны эти элементом. Особенно его не хватает в Белгородской, Курской, Воронежской, Липецкой, Тамбовской, Ростовской, Волгоградской и Псковской областях.
Это удобрение прекрасно растворяется в воде, не слеживается при хранении, не вымывается из почвы.
Недостаток: сильно подкисляет почву – использовать можно только на щелочных участках.
Сроки внесения: осенью под перекопку.
Натриевая селитра
Азота в этом удобрении немного, всего 16%, но зато в составе есть натрий, а его очень любят корнеплоды. Однако работать с ним нужно крайне осторожно.
Недостатки: вымывается из почвы, слеживается при хранении. Подщелачивает почву – вносить натриевую селитру только на кислых участках. Запрещено применять в теплицах! А еще она ядовита для животных и сильно раздражает кожу – работать с ней можно только в перчатках. И не забудьте после работы надо хорошенько вымыть руки.
Сроки внесения: только весной и летом в качестве подкормок.
Кальциевая селитра
В этом удобрении азота меньше всего, только 15,5 %. Зато есть кальций – он снижает риск заболевания плодов вершинной гнилью. Применять эту селитру просто – гранулы легко растворяются в воде.
Недостатки: очень гигроскопична, впитывает влагу моменталь и до такой степени, что однажды вы можете попросту не обнаружить это удобрение – он в прямом смысле растворится. Поэтому хранить его нужно в герметичной таре и в очень сухом месте! Подщелачивает почву, так что вносить можно только на кислых и нейтральных участках.
Сроки внесения: весной и летом в виде подкормок.
Как еще могут навредить удобрения
Что будет, если нарушить сроки внесения азотных удобрений или дозы.
1. Овощи не дадут урожай
Это касается тех культур, у которых мы едим плоды – огурцы, помидоры, перцы, кабачки и т. п. Такое бывает, если их перекормили азотом – они начинают активно наращивать побеги и листья, а цвести не торопятся.
2. Плодовые, ягодные и многолетники подмерзнут
Это случается, если нарушены сроки. Часто бывает, что какой-нибудь сердобольный садовод возьмет да и вывалит в августе под яблоньку тачку навоза. Чтобы деревцу осень было теплее. А в навозе – азот. Дереву в конце лета готовиться ко сну, но получив порцию удобрения, оно начинает активно расти. Ветки не успевают вызреть и зимой подмерзают. Причем, такое случается даже в очень мягкие зимы.
3. Плоды, клубни и луковицы не будут храниться
Перекормленные картошка и яблоки долго лежать не будут – они начнут быстро гнить. Потому что патогенные грибки тоже любят азот.
4. Растения сильнее пострадают от болезней и вредителей
Если в саду есть 2 растения – одно удобрено по правилам, а второе перекормлено азотом, то, к примеру, тля и мучнистая роса нападут в первую очередь на жирующий экземпляр.
5. В плодах и зелени накопятся нитраты
А еще нитриты и нитрозамины. Это особенно актуально, если растению не хватает света. Например, овощи посажены под деревьями.
СОВЕТ
На тяжелых глинистых почвах всю норму минеральных удобрений вносят один раз до посева. На легких песчаных – многократно, дробно, поскольку питательные вещества могут быть легко вымыты с дождевой и поливной водой.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник
Управление карбамидом в почве
Использование мочевины (карбамида)
Мочевина (карбамид) является наиболее широко используемым твердым азотным удобрением в мире. Мочевина также часто встречается в природе, так как она выделяется с мочой млекопитающих. Высокое содержание азота в мочевине (46 %) делает его эффективным для транспортировки на фермы и для применения на полях. Понимание его реакций необходимо для получения максимальной пользы от этого важного питательного вещества для растений.
Мочевина используется несколькими способами для обеспечения азотного питания растений. Она чаще всего распределяется севом и включается в питание растений до тех пор, пока не будет гидролизована до аммония уреазой, ферментом, вырабатываемым растениями. Как только мочевина превращается в аммоний, она дополнительно включается в глутамат и различные органические соединения внутри растения.
Несмотря на её широкое применение, существуют фундаментальные свойства мочевины, которые требуют тщательного управления для восстановления ее полной питательной ценности.
Мочевина в растениях☘️
Мочевина может быть ценным источником питания растений, пока она еще находится в форме мочевины; однако большая часть поглощения азота из мочевины происходит после того, как она превращается в аммоний и нитрат в почве. Растения способны непосредственно поглощать мочевину, но она не принимает активного участия в питании растений, пока не гидролизируется до аммония с помощью уреазы, фермента, вырабатываемого растениями (рис. 1). Как только мочевина превращается в аммоний, она далее включается в глутамат и различные органические соединения внутри растения.
Мочевина также может синтезироваться в растениях, где она служит важным метаболитом для перемещения и транслокации азота. Перераспределение органических соединений азота в растениях начинается с гидролиза и выделения мочевины. Впоследствии мочевина мобилизуется по всему растению до тех пор, пока она не превратится обратно в различные аминокислоты. Эти сложные процессы были изучены очень подробно, но здесь о них не сообщается.
Как незаряженная молекула, мочевина относительно подвижна и свободно перемещается вместе с водой в почве. Однако, как только мочевина превращается в аммоний, она в значительной степени удерживается на участках обмена катионов в почве и больше не подвергается легкому выщелачиванию. Поэтому степень перемещения мочевины в значительной степени зависит от условий влажности до гидролиза и продолжительности времени до начала гидролиза.
Было проведено исследование, в котором сравнивалось нисходящее движение нитратов, аммония и мочевины в типичных почвах Калифорнии. Было обнаружено, что дальше всего от точки нанесения перемещается нитрат, затем идет мочевина, а затем аммоний. Примечательно, что мочевина во всех почвах была менее подвижна, чем нитрат.
В последующем исследовании потребовалось 5,7 дюйма воды для выщелачивания нитратов на глубину 9 дюймов, но 7,1 дюйма воды требовалось для перемещения мочевины на ту же глубину (глина Салинас). В супесчаной почве Хэнфорда требовалось 5,9 дюйма воды для перемещения нитратов на глубину 9 дюймов и 6,5 дюйма для мочевины. Это показывает, что мочевина очень подвижна в почве, но не настолько подвижна, как нитрат.
После того, как мочевина вступает в контакт с почвой или растениями в присутствии влаги, нередко встречающийся фермент уреаза быстро начинает расщеплять мочевину, образуя бикарбонат аммония в процессе гидролиза. Гидролиз указывает на расщепление химических связей путем добавлением воды.
Это мгновенно создает среду с высоким pH поблизости от мочевины, поскольку высвобождаются гидроксидные ионы (ОН-). Скорость гидролиза будет зависеть от концентрации этих трех компонентов и факторов окружающей среды, влияющих на активность уреазы.
CO(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3 → 2NH3 + 2OH- + CO2
Гидролиз мочевины обычно является быстрым процессом, обычно происходящим в течение нескольких дней после нанесения. Исследование, проведенное на четырех почвах Калифорнии, показало, что внесение 200 фунтов мочевины/акр (36 кг/ га) в качестве удобрений полностью гидролизовалось до аммония в течение двух дней в трех почвах (Салинская глина, суглинок Йоло и глина Сакраменто). В менее забуференных супесчаных суглинках Хэнфорд мочевина была гидролизована в течение трех дней (Broadbent, 1958). Следовательно, мочевина может перемещаться с почвенной водой только в течение дня или двух (или даже в течение нескольких часов), прежде чем она превратится в аммоний.
Пока мочевина подвергается гидролизу до аммония, одновременно происходит образование нитрата (нитрификация). Таким образом, удобрение мочевиной первоначально приводит к одновременному воздействию на корни как мочевины, так и аммония и нитрата.
Никель был добавлен в список основных питательных веществ для растений в 1980-х годах, когда было обнаружено, что этот микроэлемент-металл необходим для синтеза фермента уреазы. В тщательно контролируемых условиях отсутствие никеля приводит к накоплению токсичных концентраций мочевины в тканях растений. С этого времени были предложены другие важные функции никеля для растений.
Факторы, влияющие на скорость гидролиза мочевины
Для протекания гидролиза должен присутствовать фермент уреаза, но это редко является ограничивающим фактором в сельскохозяйственных почвах. Поскольку и почвенные микробы, и растения производят уреазу, активность ферментов максимальна ближе к поверхности почвы. Хотя различия в количестве уреазы можно измерить между почвами, это не является существенным фактором при использовании удобрений.
Скорость гидролиза мочевины обычно увеличивается по мере увеличения рН почвы с 5 до 9, но рН не ограничивает процесс в большинстве сельскохозяйственных почв.
Начальная реакция гидролиза мочевины увеличивает щелочность почвенного раствора до рН >9 за счет образования карбоната аммония. Однако последующее превращение аммония в нитрат является кислотообразующим процессом, компенсирующим начальный и временный скачок рН. Конечным эффектом рН почвы от добавления мочевины является подкисление.
Фермерам рекомендуется не наносить мочевину на поверхность почвы без внесения или орошения ее в почву вскоре после внесения, а также не размещать мочевину в полосе с семенами или рядом с ними. Это связано с временным повышением рН, что делает газообразный аммиак более избыточным и подверженным испарению.
Гидролиз мочевины происходит медленнее при 45°F (+7°С), чем 75°F (+24°С), но даже в более прохладной почве (похожей на зимние условия в Калифорнии) гидролиз обычно завершается в течение недели.
В другом исследовании повышение температуры почвы с 41° F (+7°С) до 113°F (+45°С) привело к устойчивому увеличению активности уреазы, что соответствует «Q10», равному 2 в этом температурном диапазоне (что указывает на удвоение скорости реакции для каждого повышения на 10°C [18 ° F]).
Гидролиз мочевины прекращается, когда почва становится очень сухой. Однако в различных почвенных условиях, где произрастают сельскохозяйственные культуры, влажность не является ограничивающим фактором для гидролиза мочевины. Гидролиз происходит быстро в затопленных почвах, например, там, где выращивается рис. Было также показано, что увеличение солености почвы (EC), которое происходит во время высыхания почвы, снижает скорость как гидролиза мочевины, так и последующей нитрификации.
Внекорневая (листовая) подкормка мочевиной🌿
Внекорневые опрыскивания мочевиной распространены, и были проведены значительные исследования, чтобы продемонстрировать их потенциальную пользу для питания растений. Внекорневая подкормка мочевиной обычно производится в качестве дополнения к поступлению азота в почву в ключевые периоды роста. Для многих культур целенаправленное внекорневое внесение мочевины может иметь значительные преимущества для урожайности и/или качества. Однако экономические аспекты этой практики также нуждаются в тщательном рассмотрении.
Одно исследование внекорневой (листовой) подкормки показало, что 80 % нанесенной мочевины исчезло с поверхности листьев нектарина в течение 48 часов после нанесения, причем большая ее часть была поглощена листьями, и небольшое количество не было учтено.
Распыление мочевины на листву необходимо производить с особым вниманием к требованиям каждой конкретной культуры. Чрезмерное применение мочевины может привести к некрозу кончиков листьев или даже к ожогу всего растения. Эти симптомы повреждения объясняются выделением аммиака после гидролиза мочевины внутри растения, хотя некоторые предполагают, что это может быть связано с внутренним накоплением мочевины.
Еще одной мерой предосторожности, которую необходимо соблюдать при внекорневых опрыскиваниях мочевиной, является возможное загрязнение удобрения биуретом. В процессе производства мочевины чрезмерно высокие температуры могут вызвать соединение двух молекул мочевины, что приведет к образованию биурета. Большинство производителей мочевины (карбамида) тщательно контролируют этот процесс и поддерживают концентрацию биурета ниже 0,3%. Однако некоторые виды растений могут быть особенно чувствительными, и в таких ситуациях рекомендуется использовать мочевину с низким содержанием биурета. Биурет распадается на мочевину и аммоний через несколько недель пребывания в почве.
Хотя мочевина является наиболее широко используемым азотным удобрением в мире, у нее есть недостаток, заключающийся в том, что она подвержена потерям аммиака после внесения. Эти потери зависят от конкретного участка и в тяжелых случаях могут превышать 25% от всего внесенного азота, если удобрение остается на поверхности почвы в течение длительного периода. Были предприняты значительные усилия, чтобы замедлить превращение мочевины в аммиак и уменьшить потери в результате испарения в атмосферу.
Большинство ферментов, включая уреазу, могут быть разрушены специфическими химическими добавками. Тысячи соединений были проверены, чтобы найти химическое вещество, которое специфически ингибирует уреазу, безопасно в обращении, совместимо с удобрениями на основе мочевины и не слишком устойчиво в окружающей среде.
Коммерчески доступные ингибиторы уреазы лучше всего подходят для применения с мочевиной или растворами UAN, которые будут наноситься непосредственно на поверхность почвы или на пастбища. В этих условиях ингибитор задерживает превращение в аммиак и обеспечивает дополнительную гибкость управления, позволяя орошению, осадкам или обработке почвы перемещать мочевину в почву. При попадании под поверхность почвы, мочевина значительно снижает вероятность потери аммиака. Ингибиторы уреазы также показали свою эффективность в снижении токсичности мочевины, помещенной вблизи прорастающих семян.
Мочевина является очень распространенным удобрением для сельскохозяйственных культур. При правильном использовании он может стать отличным источником азотного питания. Однако для сохранения его в корневой зоне требуется знание его поведения и реакций, чтобы его можно было использовать в полной мере.
Источник