Азот в чем содержится чтобы удобрить

Азотные удобрения: что это такое, виды, правильное применение

Обязательным условием получения на приусадебном участке отличного урожая является правильное использование минеральных удобрений. Растениям для развития и плодоношения жизненно необходим азот, которого часто бывает в почве недостаточно, поэтому его требуется вносить дополнительно, подкармливая на грядках овощи и фрукты.

Основная информация об азоте

Азот является одним из самых распространённых на земле элементов. Без него не сможет развиваться и существовать не один организм и растения. Азот — это составляющая часть аминокислот, белков и нуклеиновых кислот. Именно эти микроэлементы необходимы для развития растений и их хорошего плодоношения.

В любой почве содержится азот, однако его количества недостаточно для хорошей урожайности растений. Тем более, что, выращивая на одном и том же месте различные овощи и фрукты, садоводы обедняют землю, в которой становится всё меньше такого полезного питания. Поэтому необходимо на регулярной основе выполнять подкормки растений, что в свою очередь улучшает показатели урожайности грядок.

Для чего требуется азот

Азот входит в хлорофилл, поэтому необходим растениям для правильного усвоения солнечной энергии. Соответственно, при недостатке этих микроэлементов выращиваемые на грядках овощи и фрукты попросту не могут развиваться, они часто болеют и вскоре погибают.

Установлено, что в особенности азотом богаты молодые листья и побеги в фазе их активного роста. Как только у растения весной появляются стебли и новые почки, азот устремляется к ним, что и обеспечивает правильный рост.

Азот необходим растениям для формирования плодов и улучшения их вкусовых характеристик. Поэтому на бедных на азот почвах формируемые плоды обычно небольшого размера, а их вкус далёк от идеала.

Разновидности азотных удобрений

Большинство садоводов убеждены, что азот содержится исключительно в минеральных удобрениях. В действительности же этот микроэлемент встречается и в органике, в частности, в навозе содержится около 1% азота, а в компосте отмечается даже 25 процентная концентрация этого столь полезного для растений соединения.

Проще всего использовать минеральные удобрения, в которых азот находится уже в легкоусваиваемой форме и в необходимом количестве. Важно лишь правильно подобрать такие подкормки, которые будут полностью соответствовать типу почвы, в последующем не превышая максимально допустимые дозировки агрохимикатов.

Жидкие подкормки

Жидкие подкормки с содержанием азота — это так называемая аммиачная группа. Производство таких минеральных растворов не отличается сложностью, поэтому садовод может существенно сэкономить на их покупке. Однако такое удобрение имеет определенный недостаток, а именно возможные потери ценного азота при испарении безводного свободного аммиака. Часть вносимых в почву микроэлементов вступает в реакцию с находящимися в земле другими соединениями, быстро превращается в гидроокись аммония, а в последующем вымывается с талыми водами.

Нитратная группа

Амидные удобрения

Типичным представителем группы амидных удобрений является карбамид, содержание в котором азота может доходить до 46%. В зависимости от типа почвы такая подкормка может вноситься как осенью, так и ранней весной. Преимуществом амидных удобрений является их доступная стоимость, эффективность и простота использования. Необходимо лишь правильно подобрать дозировку агрохимиката, которую рассчитывают исходя из типа и характеристик грунта на участке.

Потребность растений в азоте

Типичной ошибкой многих садоводов является внесение азотных удобрений без учёта потребностей этого микроэлемента конкретными растениями. В итоге, одним посадкам не хватает питания, тогда как другие, наоборот, страдают от переизбытка азота в почве. Подобное неизменно отрицательно сказывается на показателях урожайности и экологичности выращенных на грядках овощей и фруктов.

К категории садовых культур, которые имеют высокие потребности в азоте, относятся баклажаны, ревень, перец, кабачки, тыква, картофель и капуста. При их выращивании азотные удобрения следует вносить в почву как предварительно перед посадкой, так и непосредственно в период вегетации.

К группе растений со средней потребностью в азоте относятся морковь, свекла, огурцы, помидоры и чеснок. При их выращивании на приусадебном участке будет достаточно однократного внесения азотосодержащей подкормки, что обычно проводится ранней весной. Расход аммиачной селитры или мочевины в данном случае составит на квадрат грядки не больше 20 грамм агрохимиката.

Из овощных и фруктовых культур, которые не столь требовательны к показателям содержания азота в почве, выделяют ранний картофель, редис, лук и различные листовые овощи. Для получения хорошего урожая таких культур будет достаточно либо минимального внесения азота, либо проведение такой подкормки раз в два года.

Способы внесения удобрений

Перед посевом при обработке почвы удобрения с азотом просто разбрасывают по почве, после чего перекапывают землю, а содержащиеся в такой подкормке полезные микроэлементы постепенно переходят в лёгкоусваиваемую форму. Также распространение получил так называемый ленточный способ внесения удобрений, когда мочевину или аммиачную селитру узкой лентой закапывают вблизи растений у самой поверхности почвы. В период вегетации обычно практикуют использование жидких растворов на основе азотосодержащего удобрения, организуя точечный капельный полив или опрыскивая растений такими питательными растворами.

Признаки избытка и недостатка азота

Определить переизбыток азота можно по выгону у растений пышной зеленой части, буйному росту, при этом цветение и завязи либо отстают по срокам, либо не появляется вовсе. Также при существенном превышении дозировки азота в почве отмечаются ожоги листьев, после чего листва быстро отмирает или же погибает корневая система многолетних растений.

При недостатке азота растения желтеют, они плохо растут и выглядят ослабленными, окраска зеленой части может быть бледно-зелёной и даже жёлтой. Как только садовод заметил такие признаки недостатка азота в почве, следует сразу же выполнять подкормку растений, что позволит получить на грядках хороший урожай.

Видео об азотных удобрениях: какое выбрать, как и когда вносить

Что лучше применять: карбамид, сульфат аммония, аммиачную селитру или роговую стружку? В ролике рассказано о каждом из этих азотных удобрений отдельно, вы узнаете, какое азотное удобрение лучше, когда и как стоит применять каждый вид азотных удобрений. Присоединяйтесь к просмотру!

Источник

Азотные удобрения

Азотные удобрения обычно изготавливают из аммиака, образованного в процессе реакции азота, получаемого из воздуха и водорода, который, в свою очередь, производят из природного метана. Для начала реакции необходимы высокое давление, температура не ниже 400 °С и наличие определенных катализаторов.

Высокое содержание азота в легко усвояемой растениями форме и вследствие этого значительное увеличение урожая при соблюдении норм и сроков внесения сделало это удобрение наиболее популярным среди дачников, садоводов и фермеров.

При внесении нитрата аммония в землю следует учитывать, что содержащийся в удобрении азот довольно легко перемещается между слоями почвы, поэтому на водопроницаемых, дренированных, обильно поливаемых почвах вносить удобрение следует в момент наивысшей потребности сельскохозяйственных культур в азоте. Соблюдение этого правила позволит вам своевременно и в полной мере снабдить растения ценными питательными веществами и вместе с этим избежать перерасхода удобрения из-за вымывания его в нижние, не доступные корневой системе растений пласты почвы.

Повысить эффективность подкормки можно при смешивании аммиачной селитры с фосфорными и калийными удобрениями, при этом соединение производят механически непосредственно перед внесением удобрений.

Использование нитрита аммония в качестве азотной подкормки позволяет решить сразу несколько проблем: обеспечивает бурный рост зеленой массы на начальном этапе развития растения, повышает клейковину и способствует увеличению процентного содержания белка в зерновых культурах. Благоприятно сказывается он на урожае любого вида культур.

При хранении этого удобрения следует помнить о его высокой пожаро-и взрывоопасности, поэтому в качестве тары нельзя использовать горючие вещества.

Карбамид (мочевина)

Мочевина представляет собой концентрированное азотное удобрение, выпускаемое в виде небольших гранул без выраженного цвета и запаха, которые легко растворяются в воде. В отличие от селитры карбамид менее гигроскопичен и взрывобезопасен. Содержание в нем азота составляет 46,3 %, при этом азотное соединение в данном виде подкормки обладает высокой устойчивостью к вымыванию, что позволяет достичь максимального эффекта при внесении удобрения даже на подзольных, дерново-подзольных сильно увлажненных почвах.

Удобрение можно вносить в землю как в виде предпосевной подкормки во время ее весенней культивации, так и в качестве внекорневой подкормки в период вегетации сельскохозяйственных культур. Наибольший эффект достигается на кислых почвах при совмещении подкормки карбамидом с известкованием почвы, а также при использовании в комплексе с фосфорными и калийными удобрениями.

Несомненными достоинствами данного вида удобрения являются его устойчивость к слеживаемости, пожаробезопасность и нетоксичность, что позволяет хранить его даже в деревянных хозяйственных постройках.

Аммиачная вода

Аммиачная вода представляет собой водный раствор аммиака белого или слегка желтоватого цвета, содержащий не менее 25 % азота, который в данном виде удобрения представлен в 2 формах: свободный аммиак и аммоний.

Простота использования и невысокая цена этого вида удобрения позволили аммиачной воде получить широкое распространение в сельском хозяйстве.

На начальном этапе после внесения удобрения в землю аммиак, поглощаемый коллоидами, содержащимися в почве, приобретает устойчивость и практически не передвигается по пластам; со временем из него выделяются нитриты, которые уже могут вымываться водой в нижележащие слои.

Аммиачную воду вносят в почву и как основное удобрение весной, перед посевом, и в качестве подкормки на начальной стадии развития растений, когда их потребность в данном элементе наиболее велика. Чтобы полностью сохранить содержащийся в растворе аммиак, удобрение сразу после внесения заделывают в землю на 10 см на суглинках и других типах тяжелых грунта и не менее чем на 14 см на дренированных, торфяных, песчаных типах почв.

Вносят аммиачный раствор как осенью, так и ранней весной, до посева. Высокая эффективность этого вида азотного удобрения при достаточно низкой цене позволяет аммиачной воде успешно конкурировать с более современными видами гранулированных удобрений. Хороший эффект дает она при внесении под корнеплоды, особенно картофель и свеклу, зерновые культуры, кормовые травы.

Единственным существенным недостатком раствора аммиака является относительно невысокое содержание азота, однако при низкой стоимости удобрения затраты на его внесение окупают себя в полной мере.

Безводный аммиак

Безводный аммиак относится к числу наиболее концентрированных видов азотного удобрения, так как содержание данного элемента в нем доходит до 82 %, а оставшаяся процентная доля приводится на водород.

Удобрение представляет собой сжиженный под высоким давлением газ с характерным запахом. При вступлении водорода в реакцию с кислородом смесь становится взрывоопасной, в высоких концентрациях аммиак вызывает ожоги органов дыхания и может стать причиной летального исхода, при попадании на кожу он вызывает термический ожог. Все эти особенности данного соединения и являются главными препятствиями к использованию безводного аммиака в качестве азотного удобрения, так как эффективность данного средства не меньше, чем твердых гранулированных удобрений.

Внесение в почву безводного аммиака требует безукоснительного соблюдения правил безопасности при работе с опасными химическими соединениями. Так как газ летуч, безводный аммиак требует заделки внесенного удобрения в почву. В легких почвах его заделывают на глубину от 16 до 20 см, в тяжелых — не менее 10 см.

Тара для хранения аммиака должна быть рассчитана на давление от 20 атмосфер, при хранении и перевозке следует соблюдать правила пожарной безопасности.

Сульфат аммония

Сульфат аммония, или серно-кислый аммоний, представляет собой белую кристаллическую соль без выраженного запаха, хорошо растворимую в воде. Этот вид подкормки можно отнести к числу сложных удобрений с примерно равным содержанием азота (до 21 %) и серы (до 24 %).

Слабая гигроскопичность позволяет хранить удобрение в обычных хозяйственных помещениях, потому как оно не проявляет признаков слеживания и сохраняет рассыпчатую структуру.

Так как сера наряду с азотом участвует в процессе фотосинтеза и входит в состав растительных белков, это удобрение позволяет решить проблему подкормки слабокислых подзолистых типов почв. По той причине, что в природе сера сконцентрирована в растениях в виде серной кислоты, серная составляющая сульфата аммония отлично усваивается ими. Устойчивое к вымыванию соединение аммония обеспечивает полноценное азотное питание как в качестве основного удобрения, вносимого поздней осенью или ранней весной, так и в виде подкормки растений во время их вегетации. Высокий эффект от вносимого сульфата аммония в виде существенной прибавки урожая показывают рапс, зерновые, картофель, свекла, огурцы, томаты и другие виды овощей.

Источник

Азотные удобрения

Азотные удобрения – азотосодержащие вещества, которые используются для повышения содержания азота в почве. В зависимости от формы азотного соединения, однокомпонентные азотные удобрения подразделяются на шесть групп. Используются в основной прием как припосевные удобрения и в качестве подкормок. Производство основано на получении синтетического аммиака из молекулярного водорода и азота. [1]

Содержание:

Группы азотных удобрений

В зависимости от содержащегося азотного соединения, однокомпонентные азотные удобрения подразделяются на шесть групп:

Нитратные удобрения

Нитратные удобрения являются физиологически щелочными и сдвигают реакцию почвы от кислой к нейтральной. В связи с этим свойством их использование очень эффективно на кислых дерново-подзолистых почвах. Не рекомендуется использование натриевой селитры на засоленных почвах. [1]

Азотные удобрения (по формам азота)

Натриевую селитру долгое время добывали в природе. Самые большие залежи расположены в Чили (чилийская селитра). В настоящее время разработаны способы получения натриевой селитры путем взаимодействия различных азото- и натрийсодержащих соединений.

Кальциевую селитру получают при производстве азотной кислоты или при разложении фосфатного сырья. [1]

Аммонийные удобрения

К ним относятся сульфат аммония (NH₄)₂SO₄, сульфат аммония-натрия (NH₄)₂SO+Na₂SO₄ или Na(NH4)SO4*2H2O), хлористый аммоний NН₄Сl. [1]

Производство аммонийных удобрений проще и дешевле, чем нитратных, поскольку окисление аммиака в азотную кислоту не требуется.

Сульфат аммония

Сульфат аммония-натрия

Виды азотных удобрений

Хлористый аммоний (хлорид аммония)

Хлорид аммония – мелкокристаллический порошок желтоватого или белого цвета. При 20°C в 100 м 3 воды растворяется 37,2 г вещества. Обладает хорошими физическими свойствами, при хранении не слеживается, малогигроскопичен.

Хлорид аммония получают как побочный продукт при производстве соды. [4]

Аммонийно-нитратные удобрения (Аммиачно-нитратные)

Аммиачная селитра

Сульфо-нитрат аммония

Физико-химические свойства удобрения позволяют успешно использовать его в различных почвенно-климатических условиях. Обладает потенциальной кислотностью. [4]

Известково-аммонийная селитра

Амидные удобрения

Жидкие аммиачные удобрения

Жидкие аммиачные удобрения – жидкие формы азотных удобрений. К этой группе относятся жидкий (безводный аммиак) NH₃, аммиачная вода (водный аммиак), аммиакаты. Производство жидких аммиачных удобрений значительно дешевле, чем твердых солей.

Безводный аммиак

При транспортировке емкости заполняют не полностью. Вещество нейтрально к чугуну, железу и стали, но сильно коррозирует цинк, медь и их сплавы. [2]

Аммиачная вода (водный аммиак)

Аммиакаты

Аммиакаты отличаются по концентрации общего азота, по соотношению его форм и разнообразны по физико-химическим свойствам.

Аммиакаты вызывают коррозию медных сплавов. Аммиакаты с аммиачной селитрой окисляют, кроме того, и черные металлы. Хранение и транспортировка аммиакатов возможны в емкостях из алюминия, его сплавов, нержавеющей стали или в обычных стальных цистернах с антикоррозийным покрытием эпоксидными смолами. Возможно применение емкостей из полимерных материалов. [2]

Карбамид-аммонийно-нитратные удобрения (КАС)

Побдробнее об азоте читайте в статье Азот.

Поведение в почве

Все однокомпонентные азотные удобрения хорошо растворимы в воде.

Нитратные формы

В теплое время года в почвах преобладают восходящие потоки влаги. А растения и микроорганизмы активно поглощают нитратный азот.

Аммиачные и аммонийные

Дальнейшие процессы нитрификации способствуют трансформации азота в нитратные формы и биологическому поглощению его растениями и микроорганизмами почвы.

Солома и стерня злаков

Солома и стерня злаков сохраняет азот в почве.

С мочевиной

Таким образом, азотные удобрения изначально или в процессе нитрификации скапливаются в почве в нитратной форме, которая впоследствии подвергается денитрификации. Эти процессы протекают практически во всех типах почв, и именно с ними связаны основные потери азота.

С агрономической точки зрения, денитрификация является негативным процессом. Но с экологической стороны она играет позитивную роль, поскольку освобождает почву от не использованных растениями нитратов и уменьшает их поступление в сточные воды и водоемы.

Часть азота удобрений в процессе жизнедеятельности микроорганизмов превращается в органические формы, не усвояемые растениями, то есть, идет процесс иммобилизации. Установлено, что в результате этого процесса около 10–12 % азота нитратных и 30–40 % аммонийных, амидных и аммиачных удобрений оказываются закрепленными в почве в органической форме. Интенсивность иммобилизации возрастает при внесении органических веществ, бедных азотом, но богатых клетчаткой. К ним относятся солома и стерня злаков, соломистый навоз. (фото)

Азот внесенных в почву удобрений расходуется за один вегетационный период. Расход распределяется между поглощением растениями, процессами иммобилизации и потерями при денитрификации, вымывании и эрозии почв.

Последействие у азотных удобрений практически не наблюдается. [4]

Применение на различных типах почв

Эффективность внесения азотных удобрений зависит от почвенно-климатических условий региона. Наибольшая эффективность азотных удобрений наблюдается в районах достаточного увлажнения.

Бедные гумусом дерново-подзолистые почвы, серые лесные почвы, оподзоленные, выщелоченные черноземы

Супесчаные, песчаные почвы

Осушенные торфяно-болотные почвы

Оподзоленные и выщелоченные черноземы

Выщелоченные черноземы европейской части России

В степной зоне

Типичные черноземы

Обыкновенные и карбонатные черноземы

Обыкновенные черноземы

Обыкновенные и карбонатные черноземы Кубани, предгорий Северного Кавказа, североприазовские черноземы

Карбонатные черноземы Ростовской области, обыкновенные черноземы Поволжья

Каштановые почвы

Способы внесения

Азотные удобрения вносятся в основное внесение, припосевное внесение и в качестве подкормок. Способ зависит от формы содержания азота и почвенно-климатических условий местности. [2]

Полегание пшеницы

Полегание пшеницы – возможный симптом избытка азотных удобрений.

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Азотным удобрениям принадлежит ведущая роль в повышении урожайности различных сельскохозяйственных культур. Это связано с ролью азота как важного биологического элемента, играющего исключительную роль в жизни растений.

Достаточное снабжение азотом усиливает синтез органических азотистых веществ. У растений образуются мощные листья и стебли, интенсивность зеленой окраски усиливается. Растения хорошо растут и кустятся, улучшается формирование и развитие органов плодоношения. Эти процессы способствуют повышению урожайности и содержанию белка.

Однако необходимо учитывать, что односторонний избыток азота может задерживать созревание растений, способствуя развитию вегетативной массы при уменьшении развития зерна, корнеплодов или клубней. У льна, зерновых и некоторых других культур избыток азота вызывает полегание (фото) и ухудшение качества растениеводческой продукции.

Так, в клубнях картофеля может снизиться содержание крахмала. В корнеплодах сахарной свеклы снижается сахаристость и возрастает содержание небелкового азота.

При избытке азотных удобрений в кормах и овощах накапливаются потенциально опасные для здоровья человека и животных нитраты. [1]

Получение азотных удобрений

Производство азотных удобрений основывается на получении синтетического аммиака из молекулярного азота и водорода.

Азот образуется при прохождении воздуха через генератор с горящим коксом.

Источники водорода – природный газ, нефтяные или коксовые газы.

Из смеси азота и водорода (соотношение 1: 3) при высокой температуре и давлении и в присутствии катализатора образуется аммиак:

Синтетический аммиак идет на производство аммонийных азотных удобрений и азотной кислоты, которая используется для получения аммонийно-нитратных и нитратных удобрений. [1]

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Азотные удобрения

Производство азотных удобрений

Источники получения азотных удобрений

К началу XX в. природные залежи чилийской селитры были почти исчерпаны, поэтому назревал вопрос о производстве азотных удобрениях в промышленных масштабах. Перспективным являлось использование для производства азотных удобрений атмосферного азота, который в 15 километровом слое воздуха над площадью в 1 га составляет около 78 тыс. т молекулярного азота.

В конце XIX в. в лабораторных условиях был найден способ связывания молекулярного азота кислородом путем пропускания воздуха через разряд вольтовой дуги с температура около 3000 °С:

Образующийся монооксид азота окисляется кислородом воздуха до диоксида азота, который при взаимодействии с водой образует азотную кислоту.

Был предложен способ связывания атмосферного азота, основанный на связывании азота карбидом кальция при температура 700—800 °С:

Метод производства цианамида кальция технологически проще и дешевле, но также не получил широкого распространения из-за открытия способа получения аммиака из молекулярного азота и водорода.

Способ синтеза аммиака был открыт немецким химиком Габером. Из всех способов связывания молекулярного азота его способ оказался самым дешевым, и в настоящее время является основным в производстве азотных удобрений.

Получение аммиака

Аммиак получают взаимодействием азота и водорода. Для этого смесь газов в соотношении 1:3 подвергают сжатию под высоким давлением и подают в контактную печь (камеру синтеза), где при температуре 400—500 °С, давлении и в присутствии катализаторов (железа с добавками оксидов алюминия и калия) происходит синтез аммиака:

Источником азота является воздух. Для выделения азота из воздуха применяют один из способов:

До 50% затрат при производстве аммиака приходится на получение водорода. В качестве источников водорода используют природные и попутные нефтяные газы или отходящие газы коксовых печей. Водород может получаться при электролизе воды. Последний способ позволяет получать чистый водород, но требует больших энергозатрат.

Полученный аммиак используется непосредственно в качестве удобрения, для производства аммонийных удобрений, азотной кислоты, мочевины.

Получение азотной кислоты

Азотную кислоту получают каталитическим окислением аммиака кислородом воздуха. Это способ является основным для производства азотной кислоты. Реакция протекает в несколько стадий. Вначале аммиак окисляется до оксида азота:

Оксид азота поступает в окислительные башни, где окисляется кислородом до диоксида азота:

NO₂ поступает в поглотительные башни (абсорберы), где поглощается водой с образованием азотной и азотистой кислот:

Азотистая кислота HNO₂ неустойчива и быстро разлагается:

Образующиеся оксиды азота NO и NO₂ возвращаются в те же окислительную и поглотительную установки.

Получаемые промышленными методами аммиак и азотная кислота являются основными источниками получения азотных удобрений.

Классификация азотных удобрений

В зависимости от формы азота азотные удобрения классифицируются на:

Азотные удобрения могут иметь смешанные формы, например, аммиакаты. В отдельную группу выделяют медленнодействующие формы, такие как мочевино-формальдегидные и капсулированные удобрения.

Классификация азотных удобрений

Нитратные удобрения

Натриевая селитра

В настоящее время нитрат натрия получают как побочный продукт при производстве азотной кислоты из аммиака. Не поглощенные водой в поглотительных башнях оксиды азота NO и NO₂ («хвостовые газы») пропускают через дополнительные поглотительные башни, орошаемые раствором карбоната или гидроксида натрия, при это образуется смесь нитрата и нитрита натрия:

Нитрит при подкислении разбавленной азотной кислотой переходит в нитрат:

Монооксид азота вновь возвращается в окислительную башню. Подкисленный раствор нитрата натрия нейтрализуют, выпаривают и отделяют осадок NaNO₃ от маточного раствора.

Нитрат натрия — мелкокристаллическая соль белого, серого или буровато-желтого цвета, хорошо растворима в воде, гигроскопична, при повышенной влажности способна перекристаллизовываться в более крупные кристаллы. В сухом состоянии и правильном хранении не слеживается, сохраняет сыпучесть.

Кальциевая селитра

В настоящее время производят как побочный продукт при получении азотной кислоты из аммиака: при нейтрализации «хвостовых газов» (оксидов азота NO и NO₂) водным раствором гидроксида кальция Ca(OH)₂ (известковым молоком), а также при производстве комплексных удобрений методом азотнокислого разложения фосфатного сырья.

Для улучшения физических свойств к раствору нитрата кальция в процессе производства добавляют 4-7% аммиачной селитры. Кальциевую селитру выпускают в гранулированном виде, которую получают добавлением 4-7% нитрата аммония к упаренному концентрированному раствору селитры и последующим гранулированием.

Применение нитратных удобрений

Нитратные удобрения возможно применять на разных почвах под все сельскохозяйственные культуры. Из-за низкого содержания азота их применение экономически более дорогое, их чаще используют в районах, расположенных вблизи производств.

При внесении в почву нитратные удобрения быстро растворяются в почвенном растворе, катионы Na + и Са 2+ вступают в обменные реакции с почвенным поглощающим комплексом, переходят в обменно-поглощенное состояние:

Систематическое внесение кальциевой селитры способствует пополнению ППК кальцием.

Нитрат-ион NO₃ — образует с вытесненными из почвенного поглощающего комплекса катионами растворимые соли или азотную кислоту. При этом он не подвергается физико-химическому или химическому поглощению. Нитрат может связываться в почве только за счет биологического поглощения в теплый период года. В осенне-зимний период биологическое поглощение почти полностью отсутствует. По этой причине нитратные удобрения осенью вносить нецелесообразно, особенно в районах с промывным водным режимом.

Натриевую и кальциевую селитры применяют весной под предпосевную культивацию и в виде подкормок во время вегетации. В летний период нитраты из-за высокой подвижности в условиях избыточного увлажнения, орошения и на легкодренируемых почвах могут вымываться. Поэтому в регионах с влажным климатом, в орошаемых районах под рис и другие культуры вносят аммиачные формы.

Аммонийные удобрения

Сульфат аммония

Сульфат аммония, или сернокислый аммоний, (NН₄)₂SO₄ чистая соль содержит 21,2% азота, в техническом продукте — 20,5%. В мировом производстве азотных удобрений на его долю приходится примерно 25%, в России — менее 6%. Большая долю сульфата аммония в мировом производстве объясняется широким использованием в орошаемом земледелии под рис и хлопчатник и в районах избыточного увлажнения (тропиках).

В России производить сульфат аммония начали в Донбассе на Щербинском руднике в 1899 г. путем улавливания и нейтрализации аммиака, образующегося при коксовании каменного угля, серной кислотой. Ту же технологическую схему используют и в настоящее время.

Сульфат аммония можно получать поглощением серной кислотой аммиака по реакции:

Реакция протекает с выделением тепла, которое расходуется на упаривание раствора, при охлаждении насыщенного раствора сульфат аммония выпадает в виде кристаллического осадка, который отделяется и высушивается. Серная кислота может быть заменена более дешевыми природными минералами: гипсом (CaSO₄⋅2H₂O), мирабилитом (глауберовой солью, Na₂SO₄⋅10H₂O) или отходами производства фосфорных удобрений — фосфогипсом.

Тонкомолотый гипс взбалтывают в аммиачной воде, через которую пропускают углекислый газ. В результате взаимодействия аммиака, углекислого газа и гипса образуется сернокислый аммоний:

Карбонат кальция нерастворимый в воде отфильтровывают, а раствор, содержащий (NH₄)₂SO₄ упаривают до кристаллизации, отделяют от маточного раствора и высушивают.

Благодаря более дешевой стоимости аммиака, получаемого из отходящих коксовых газов, коксохимический сульфат аммония получается более дешевым.

Сульфат аммония хорошо растворим в воде: 76,3 г (NН₄)₂SO₄ на 100 см 3 воды при 20 °С. В сухом состоянии удобрение обладает небольшой гигроскопичностью, мало слеживается при хранении, не расплывается на воздухе, сохраняет сыпучесть и хорошо рассеивается туковыми агрегатами.

Сульфат аммония представляет собой белое кристаллическое вещество с различными окрасками в зависимости от способа производства. Содержит 0,2-0,3% влаги, примеси Ca, Mg, SiO₂, 0,025-0,05% (0,2-0,5% [2] ) свободной серной кислоты, придающая удобрению слабокислую реакцию. Коксохимический сульфат аммония содержит небольшое количество органических примесей — смолистых веществ, фенола, до 0,1% роданистого аммония (NН₄SCN). Этими примесями может быть обусловлена серая, синеватя или красноватая окраски.

Из-за токсичности для растений роданистого аммония, его содержание не должно превышать более 0,1%, особенно на почвах с низким содержанием гумуса и кальция. В сульфат аммония входит 24% серы, поэтому он является источником серного питания растений.

После внесения в почву большая часть ионов аммония NH₄ + включается в поглощающего комплекса:

Способность почвы поглощать аммоний предохраняет его от вымывания; однако при подкормке он может не использоваться.

В результате нитрификации, часть аммиачного азота переходит в нитратную форму, что приводит к подкислению почвенного раствора. Подкисление вызывается также физиологической кислотностью удобрения. Систематическое внесение обычных доз сульфата аммония приводит к изменению реакции почвенной среды. На кислых почвах отрицательное действие проявляется через несколько лет. На чернозёмных почвах его можно применять более длительное время. Согласно данным Мироновской опытной станции на Украине применение (NH₄)₂SO₄ в течение 14 лет приводило к изменению реакцию почвы: pH от 6,0 до 4,9; обменная кислотность возросла в 1,5, гидролитическая — в 2,5 раза. На урожайности это не повлияло благодаря высокому содержанию гумуса, большой буферности и ёмкости поглощения чернозема. На каштановых почвах и сероземах подкисление карбонатных почв при внесении физиологически кислых удобрений не представляет опасности.

Из-за слабой миграции ионов аммония это удобрение эффективно на легких почвах и в районах достаточного увлажнения. При внесении в рядки и в качестве подкормки сульфат аммония менее эффективен, чем другие азотные удобрения.

Сульфат аммония-натрия

Сульфат аммония-натрия — (NH₄)₂SO₄⋅Na₂SO₄, содержит до 16% азота, 9% Na₂O, до 2,5 % органических примесей, является отходом производства капролактана. Представляет собой кристаллическую соль желтоватого цвета. Хорошее удобрение для сахарной свеклы и растений семейства крестоцветных, отзывчивых на натрий и серу. Может применяться для подкормки сенокосов и пастбищ.

Хлорид аммония

Хлорид аммония, или хлористый аммоний, NH₄Cl, является побочным продукт при производстве пищевой соды (гидрокарбоната натрия):

В почвах хлорид аммония вступает в обменные реакции с поглощающим комплексом:

В почве частично подвергается нитрификации. Повысить эффективность хлористого аммония можно также, как и сульфата аммония: известкованием, предварительной нейтрализацией удобрения (на 1 ц NH₄Cl 1,4 ц СаСO₃), совместным внесением с физиологически щелочными удобрениями, сочетанием с органическими удобрениями.

По удобрительному действию NH₄Cl обычно уступает (NH₄)₂SO₄. Для зерновых культур при обычных дозах эффективность хлорида и сульфата равноценны. Под чувствительные к хлору культуры повышенные дозы не применяют, вносят заблаговременно как основное удобрение.

Карбонат и гидрокарбонат аммония

Карбонат (NH₄)₂CO₃ и гидрокарбонат (бикарбонат) аммония NН₄НСO₃ применяют в качестве удобрения в небольших количествах.

Карбонат аммония, или углекислый аммоний — кристаллическое вещество белого цвета, получают пропусканием углекислого газа через водный раствор аммиака с последующим выпариванием образующейся соли. Карбонат нестоек, на открытом воздухе может разлагаться с выделением аммиака и образованием гидрокарбоната аммония. Технический продукт содержит 21-24% азота, представляет собой смесь карбоната, гидрокарбоната и карбамата аммония.

Гидрокарбонат, или бикарбонат, аммония получают адсорбцией газообразного аммиака и углекислого газа раствором карбоната аммония. Содержит около 17% азота. Обладает относительно большей стойкостью, чем карбонат, но также имеет потери аммиака при хранении, транспортировке и внесении. При поверхностном внесении его следует сразу заделывать в почву.

Применение аммонийных удобрений

При внесении в почву аммонийные удобрения растворяются и ион NН₄ + вступает в обменные реакции с твердой фазой почвы. Большая часть катионов NН₄ + включается в почвенный поглощающий комплекс, вытесняя из него эквивалентное количество катионов:

Переходя в обменно-поглощенное состояние, аммоний закрепляется в почве, вследствие чего предотвращается его вымывания. В то же время, в обменно-поглощенном состоянии аммоний остается доступен растениям.

Частично под действием процесса нитрификации аммонийный азот переходит в нитратную форму. Скорость этого процесса зависит от температуры, влажности, аэрации, биологической активности и реакция почвы, степень окультуренности. Так, в микрополевом опыте, проведенном на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве, через 15 дней опыта нитрификации подверглось 12% сульфата аммония, через 30 дней — 24%, в то время на хорошо окультуренной почве нитрификация составила соответственно 79 и 96% внесенного количества.

Переувлажнение и повышенная кислотность тормозят процессы нитрификации. Известкование кислых почв ускоряет этот процесс.

Хлорид аммония нитрифицируется медленнее, чем сульфат, что связано с угнетающим действием хлора на деятельность нитрифицирующих бактерий.

После превращения аммонийного азота в нитратный он приобретает свойства нитратных удобрений. В процессе нитрификации в почве образуется азотная, соляная или серная кислота:

В почве кислоты нейтрализуются гидрокарбонатами почвенного раствора и катионами почвенного поглощающего комплекса:

Нейтрализация минеральных кислот сопровождается расходом гидрокарбонатов почвенного раствора и вытеснением оснований из почвенного поглощающего комплекса водородом, что снижает буферную способность и повышает кислотность почвы.

Изменение реакции при внесении аммонийных удобрений связано также с их физиологической кислотностью. Из (NН₄)₂SO₄ и NН₄Сl растения поглощают катион быстрее, чем анион, соответственно, накапливаются кислотные остатки. Систематическое их применение сопровождается подкислением почвенной среды. Степень подкисления тем больше, чем меньше буферная способность.

На дерново-подзолистых и серых лесных почвах с небольшой суммой поглощенных оснований и содержанием органического вещества подкисление проявляется быстрее по сравнению с черноземами и каштановыми почвами. Так, многолетнее внесение сульфата аммония (в составе NРК) на серой лесной почве привело к увеличению гидролитической кислотности, уменьшению суммы поглощенных оснований и степени насыщенности основаниями.

Для предотвращения негативного подкисляющего действия аммонийных удобрений на таких почвах предварительно проводят известкование или нейтрализация сульфата и хлорида аммония перед внесением из расчета 130-140 кг извести на 100 кг удобрений. Нейтрализацию удобрений проводят непосредственно перед внесением.

Особенности превращения аммонийных удобрений в почвах предопределяют технологию их эффективного применения. Эти удобрения вносят, как правило, до посева в качестве основных, причем как весной, так и осенью, не опасаясь вымывания азота.

Эффективность аммонийных удобрений зависит от кислотности и буферности почв, биологических особенностей культур.

На почвах Нечерноземной зоны аммонийные удобрения могут повышать эффективность фосфоритной муки. Физиологическая кислотность этих удобрений способствует растворению фосфатов кальция.

Таблица. Влияние удобрений на кислотность и сумму поглощенных оснований серой лесной почвы (по данным НИИ лубяных культур)

Удобрение	Обменная кислотность	Гидролитическая кислотность	Сумма поглощенных оснований	Степень насыщенности основаниями, %
мг⋅экв/100 г почвы			цветение
Контроль (без удобрений)	0,4	11,3	14,3	55,8
Навоз, 40 т/га	0,4	9,8	17,7	64,4
NPK в дозах, эквивалентных содержанию 40 т навоза (азот в форме (NH4)2SO4)	0,5	14,2	9,3	39,4

Эффективность аммонийных удобрений зависит от особенностей выращиваемых культур. Менее чувствительные к кислой реакции культуры, например, рожь, овес, картофель, лен, гречиха, меньше реагируют на подкисление. Чувствительные культуры (корнеплоды, большинство овощных и бобовых, ячмень, пшеница, подсолнечник), при многократном применении аммонийных удобрений отрицательно реагируют на подкисление.

Культуры, чувствительные к повышенному содержанию хлора реагируют отрицательно. Так, содержание крахмала в картофеле при избытке хлора снижается. Поэтому под хлорофобные культуры применяют сульфат аммония или вносят хлорид аммония осенью.

Аммонийный азот из-за низкой подвижности локализуется в почве местах его внесения. Поэтому аммонийные удобрения малопригодны для междурядных подкормок и при локальном внесении. В начальные фазы роста корневая система культур развита слабо и может не достигать зоны локализации удобрений.

Аммонийные удобрения не применяют и для припосевного внесения в рядки или под предпосевную культивацию из-за того, что интенсивное поступление аммонийного азота в молодые растения может приводить к «аммиачному отравлению» вследствие его избыточного накопления.

Аммонийно-нитратные удобрения

Аммонийная селитра

Полученный раствор нитрата аммония упаривают, подвергают перекристаллизации и высушиванию. Для упаривания используют выделяющуюся теплоту реакции нейтрализации. В результате получается белое кристаллическое вещество, содержащее до 98-99% NН₄NO₃. Для улучшения физико-химических свойств вводят добавки.

Для предохранения аммонийной селитры от слеживания в нее добавляют гидрофобные и повышающие прочность гранул добавки: молотый известняк, мел, фосфоритную муку, фосфогипс, каолинит, нитрат магния, жирные кислоты и их амины и другие. Общее содержание добавок составляет от 3,0 до 5,0%. Добавки могут придавать желтый оттенок. В качестве добавки могут вводить фиксин, который придает красный цвет.

Содержание влаги должно быть не более 0,3-0,4%, реакция нейтральная или слабокислая, содержание нерастворимых примесей — не более 0,1%.

Для предотвращения увлажнения и снижения слеживаемости нитрат аммония упаковывают в плотную, герметичную тару — полиэтиленовые или ламинированные бумажные мешки. При хранении мешки нельзя складывать в высокие бурты или штабеля, так как в нижних слоях бурта мешки сильно уплотняются и слеживаются.

Для улучшения физических свойств селитру можно смешивать при хранении с преципитатом и фосфоритной мукой (для подзолистых почв). Непосредственно перед внесением в подзолистую почву аммонийную селитру можно смешивать с 30-40% карбоната кальция, что сильно снижает гигроскопичность и повышает удобство машинного высева.

Нитрат аммония огнеопасен, при определенных условиях может взрываться. При температуре выше 200-270 °С разлагается с выделением тепла и сильных окислителей, способствующих ускорению горения. Резкое нагревание до 400-500 °С приводит к взрыву. Смеси с горючими материалами (опилками, дизельным топливом, бумажной пылью, сухим торфом, маслом) способствуют проявлению огне- и взрывоопасных свойств.

Впервые в чистом виде нитрат аммония начали применять в нашей стране. Благодаря высокому содержанию азота, стоимость перевозки и внесения существенно ниже, чем других азотных удобрений за исключением карбамида и жидкого аммиака. Благодаря сочетанию подвижного нитратного азота с менее подвижным аммонийным, возможно варьировать способами, дозами и сроками его применения в зависимости от почвенно-климатических условий и биологических особенностей культур.

При внесении в почву нитрат аммония растворяется почвенной влагой. Азот NH₄NO₃ поглощается микроорганизмами, а при их отмирании и минерализации становится доступным растениям. В почве аммоний вступает в обменную реакцию с почвенным поглощающим комплексом:

На почвах, насыщенных основаниями (чернозём, серозём), систематическое внесение высоких доз аммиачной селитры не приводит к подкислению почвенного раствора. Местное подкисление носит временный характер, но может оказывать негативное действие на начальных фазах роста растений и увеличить подвижность токсичных соединений алюминия, марганца и железа.

На кислых дерново-подзолистых почвах внесение нитрата аммония может приводит к еще большему подкислению, который носит временный характер: поглощение нитратного азота восстанавливает реакцию среды до исходного значения.

Аммоний может подвергаться нитрификации, что также временно подкисляет почву. Часть нитратного азота в процессе денитрификации теряется в виде газообразных соединений (N₂, N₂O, NO). В первый год после внесения используется 40-50% азота; 10-20% нитратного и 20-40% аммиачного азота трансформируются в органическую форму (иммобилизуются), только 10-15%, то есть 2-3% от внесенного, которой усваивается растениями на второй год. Процесс иммобилизации ускоряется при запашке растительных остатков с низким содержанием азота и большим углерода, например, соломы, соломистого навоза. Азот удобрений мобилизует почвенный азот, что приводит к повышению коэффициента использования.

На эффективность аммонийной селитры при внесении в кислые почвы имеет значение своевременное известкование. Отрицательное действие потенциальной кислотности может устраняться нейтрализацией удобрения известью или доломитом в расчете на 1 т удобрения 1 т СаСO₃.

Аммонийную селитру используют в качестве допосевного (основного) и рядкового (при посеве) удобрения, для подкормок в период вегетации.

В условиях орошения, достаточного или избыточного увлажнения, особенно на легких по гранулометрическому составу почвах, внесение нитрата аммония осенью под зяблевую вспашку нецелесообразно, из-за возможного вымывания нитратного азота. В этих условиях его можно использовать непосредственно в момент наибольшего потребления растениями азота. В небольших дозах по 10-15 кг/га селитру вносят вместе с фосфорными и калийными удобрениями в рядки при посеве сахарной свеклы и овощных культур, в лунки при посадке картофеля. Высокая эффективность отмечается при подкормке озимых зерновых и пропашных культур.

Аммонийную селитру используют также для ранневесенней подкормки озимых культур и многолетних трав. Можно применять для подкормки пропашных и овощных культур при междурядных обработках с заделкой на глубину 10-15 см культиваторами-растениепитателями.

Сульфонитрат аммония

Сульфонитрат аммония, или сульфат-нитрат аммония, лейна-селитра, монтан-селитра, (NН₄)₂SO₄⋅2NН₄NО_з с примесью (NН₄)₂SO₄. Содержит до 25-27% азота, в том числе в аммонийной форме — 18-19%, в нитратной — 7-8%. Представляет собой сероватое мелкокристаллическое или гранулированное вещество.

Получают механическим смешиванием 65% сульфата аммония и 35% нитрата аммония или внесением сухого сульфата аммония в сплав нитрата с последующим высушиванием и измельчением смеси. Продукт, получаемый последним способом также называется лейна-селитра. Другим способом получения является нейтрализация серной и азотной кислот аммиаком — монтан-селитра.

По эффективности близок к сульфату аммония. Обладает значительной потенциальной кислотностью, поэтому использование его на кислых почвах требует предварительного известкования или нейтрализации удобрения перед внесением.

Известково-аммонийная селитра

В сравнении с аммонийной селитрой, это удобрение обладает меньшей гигроскопичностью, невзрывоопасно, может транспортироваться бестарным способом (навалом). Широко используется в странах Западной Европы. В России не выпускается из-за высокой стоимости транспортировки (чем ниже содержание действующего вещества, тем дороже транспортировка).

Жидкие аммиачные удобрения

Жидкие аммиачные удобрения — жидкий (безводный) и водный раствор (аммиачная вода) аммиака, а также аммиакаты. По действию на растения показывают такую же эффективность, как и твердые азотные удобрения. Их производство дешевле, чем твердых. Так, себестоимость единицы азота жидкого аммиака примерно на 35-40% дешевле, чем аммонийной селитры (самой дешевой из твердых азотных удобрений). В наибольших масштабах применяются в США.

Использование жидких аммиачных удобрений позволяет полностью механизировать погрузочно-разгрузочные работы и их внесение. На внесение затрачивается в 2-3 раза меньше труда, чем твердых азотных удобрений. Жидкие удобрения равномернее распределяются в почве, не обладают слеживаемостью и сегрегация (расслоение).

Применение жидких удобрений имеет ряд недостатков: хранение требует специальных резервуаров большой емкости, требуется организация распределительных пунктов, использование специального оборудования для внесения, парк автомобильных и железнодорожных цистерн для транспортировки.

Жидкие азотные удобрения вносят специальными машинами с немедленной заделкой на глубину не менее 10-12 см на тяжелых почвах и 14-18 см — на легких для исключения потерь аммиака. Потери возможны на сильнокарбонатных почвах с щелочной реакцией. Поверхностное внесение жидких аммиачных удобрений недопустимо. Мелкая заделка в сухой верхний слой почвы также связана с большими потерями аммиака.

Во всех случаях безводный аммиак заделывают на глубину не менее 14-15 см, водный раствор — не менее 10-12 см. В случае крупнокомковатой почвы, глубину заделки увеличивают в 1,2-1,5 раза. Вносят их как основное удобрение под зяблевую вспашку осенью, весной — под предпосевную культивацию и в подкормку пропашных культур в дозах (по азоту), как и для твердых азотных удобрений. На легких почвах с низкой емкостью поглощения, внесение высоких доз осенью сопряжено с возможной потерей аммиака, так как полностью может не адсорбироваться почвенным поглощающим комплексом.

Так как жидкие аммиачные удобрения вносятся локально, сошники подкормочных машин расставляют для культур сплошного сева на 20-25 см, на лугах и пастбищах — 30-35 см, при подкормке пропашных культур ширина определяется шириной междурядий. Технология использования жидких аммиачных удобрений требует более высокой квалификации специалистов.

При подкормках для исключения возможного повреждения молодых растений избытком аммиака, удобрения вносят в середину междурядий или на расстоянии 15-10 см от рядков. Для равномерного распределения в почве проводят последующие междурядные обработки почвы. По мере нитрификации образующиеся нитраты приобретают подвижность и переносятся с почвенной влагой в прикорневую зону. Интенсивность нитрификации определяется свойствами почв: на черноземных и окультуренных дерново-подзолистых почвах она протекает быстрее, чем в кислых подзолистых. Синтетический водный аммиак подвергается нитрификации быстрее, чем коксохический, так как примеси, содержащиеся в последнем ингибируют жизнедеятельность бактерий-нитрификаторов.

При правильном применении жидких аммиачных удобрений их эффективность не уступает аммиачной селитре.

Жидкий аммиак

Давление паров аммиака, Па	192⋅10 3	293⋅10 3	424⋅10 3	616⋅10 3	859⋅10 3	116⋅10 4	178⋅10 4
Температура, °С	-20	-10	0	10	20	30	40

Для предотвращения улетучивания жидкого аммиака, его хранят и транспортируют в специальных стальных цистернах, рассчитанных на давление в 2,5-3,0 МПа. При 20-40° давление его паров составляет 9-18 атм. Упругость паров, плотность и содержание азота в 1 м 3 зависимости от температуры. При хранении аммиака в закрытых сосудах под давлением разделяется на две фазы: жидкую и газообразную. Из-за большой упругости паров емкости для хранения и транспортировки заполняют не полностью. Жидкий аммиак корродирует медь, цинк и их сплавы, не реагирует с железом, чугуном и сталью.

В почве жидкий аммиак превращается в газ, адсорбируется почвенными коллоидами и поглощается почвенной влагой. Хорошо растворим в воде: при нормальных условиях (при 20 °С и атмосферном давлении) в 1 объеме воды растворяет 702 объема аммиака.

Скорость и степень адсорбции аммиака почвой определяется емкостью поглощения и влажностью, способом и глубиной внесения. На тяжелых почвах с высоким содержанием органического вещества и нормальном увлажнении поглощение больше, чем на легких, бедных гумусом почвах. На легких или сухих почвах аммиак долго сохраняется в газообразном виде, что приводит к потерям на улетучивание.

После внесения жидкого аммиака в первые дни реакция почвы смещается в сторону подщелачивания до рН 9. В зоне внесения удобрения происходит временная стерилизация почвы, что приостанавливает процесс нитрификации аммонийного азота. Через 1-2 недели микробиологическая активность восстанавливается. В оптимальных условиях полная нитрификация аммиака происходит в течение месяца.

По окупаемости дополнительным урожаем жидкий аммиак сопоставим с твердыми азотными удобрениями, на легких почвах, в условиях орошения или избыточного увлажнения превосходит их.

Аммиачная вода

Водный раствор аммиака, или аммиачная вода, NН₃ + Н₂O. Представляет собой прозрачную жидкость, иногда с желтоватым оттенком. В водном растворе аммиака всегда присутствует равновесие между поглощенным водой аммиаком и газообразным над поверхностью раствора, что обуславливает его потерю при хранении в открытых сосудах.

Раствор аммиака выпускают двух сортов: первый с содержанием 20,5% азота, или 25% аммиака, второй — 16,4% азота, или 20% аммиака. Коксохимический водный раствор содержит примеси сероводорода, фенолов, роданистых и цианистых соединений.

При внесении в почву аммиак адсорбируется коллоидами почвы и поэтому слабо мигрирует. С течением времени аммонийный азот нитрифицируется, при этом повышается подвижность. Применение аммиачной воды технически проще и безопаснее, чем жидкого аммиака. На интенсивность поглощения аммиака почвой влияет гранулометрический состав, содержание гумуса, влажность, глубина заделки. На тяжелых, хорошо обработанных почвах с высоким содержанием органического вещества, поглощение аммиака выше, чем на легких, сухих бедных гумусом, потери от улетучивания на которых значительно больше.

Недостатком аммиачной воды является низкое содержание азота, что приводит к росту затрат на транспортировку, хранение и внесение. Поэтому её использование целесообразно в хозяйствах, расположенных недалеко от мест производств удобрения.

Амидные удобрения

Карбамид

Карбамид, или мочевина, СО(NН₂)₂, содержит 46,7% азота, одно из самых концентрированных твердых азотных удобрений. Азот в карбамиде находится в амидной форме карбаминовой кислоты. Получают их аммиака и углекислого газа при давлении от 30,3⋅10 5 до 202⋅10 5 Па и температуре 150-220 °С. На первой стадии процесса образуется карбамат аммония:

затем при его дегидратации — карбамид:

Мочевина представляет собой белое или с желтоватым оттенком кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде: при 20 °С в 100 см 3 воды растворяется 51,8 г карбамида. Отличается сравнительно небольшой гигроскопичностью; при 20 °С по гигроскопичности близок к сульфату аммония, при более высоких температурах поглощает влагу сильнее. При хранении может слеживаться.

Выпускается в гранулированном виде с гранулами размером 1-З мм. При грануляции может покрываться гидрофобными добавок. Гранулированная мочевина обладает хорошими физико-механическими свойствами, практически не слеживается, сохраняет сыпучесть и рассеваемость.

В процессе грануляции под действием повышенных температур образуется примесь — биурет:

При его содержании свыше 3 % становится токсичным для растений.

Разложение биурета в почве происходит в течение 10-15 дней. Поэтому внесение мочевины с высоким содержанием биурета за 1 месяц до посева не оказывает отрицательного действия на растения. В настоящее время гранулированный карбамид выпускается с содержанием биурета не более 1%, что не оказывает угнетающего действия на растения независимо от срока внесения.

В почве мочевина растворяется почвенной влагой, под действием фермента уреазы растительных остатков и микрофлоры подвергается аммонификации, превращаясь в карбонат аммония:

В благоприятных условиях на окультуренных почвах превращение происходит в течение 1-3 дней. На малоплодородных песчаных и переувлажненных — процесс протекает до 3-х недель. Растворенная в почвенном растворе мочевина до аммонификации может вымываться.

Образующийся карбонат аммония неустойчив, на воздухе разлагается с образованием гидрокарбоната аммония и газообразного аммиака:

Поэтому при поверхностном внесении карбамида без заделки и при недостаточной влажности могут происходить потери аммиака. Потери усиливаются на почвах с нейтральной и щелочной реакциями. Карбонат аммония подвергается гидролизу с образованием гидрокарбоната аммония, NН₃ и воды, что приводит к подщелачиванию среды:

С течением времени аммоний нитрифицируется, и реакция почвы смещается в кислую сторону. По мере поглощения азота растениями щелочных и кислотных остатков удобрения в почве не остается, реакция среды восстанавливается.

Мочевина является лучшей формой для некорневых подкормок растений, особенно пшеницы, особенно для повышения белковости зерна, благодаря тому, что она даже в повышенной концентрации (1%-ный раствор) не приводит к ожогам листьев и хорошо усваивается растениями. Карбамид поглощаться клетками листьев в виде целой молекулы и усваиваться растениями как в виде аммиака после аммонификации, так и прямым вовлечением в цикл превращений азотистых веществ. Для внекорневых подкормок желательно применять кристаллическую форму, так как содержание в ней биурета ниже 0,2 — 0,3%.

Использование карбамида в качестве припосевного удобрения (в рядки) может приводить к замедлению прорастания семян из-за угнетающего действия избытка свободного аммиака.

Вследствие высокой концентрации азота значение равномерного внесения в почву для мочевины имеет существенно значение. Для равномерного рассева её непосредственно перед внесением тщательно смешивают с другими удобрениями.

В мировом ассортименте азотных удобрений доля использования мочевины постоянно возрастает. Совершенствуются и технологии её производства, которые позволяют получать карбамид более высокого качества при снижении себестоимости.

Карбамид применяется в производстве сложных и медленнодействующих азотных удобрений. В связи с более высокой экономичностью применения мочевины и других высококонцентрированных азотных удобрений удобрения с низким содержанием азота теряют в балансе потребления азотных удобрений свое значение.

Цианамид кальция

Цианамид кальция, CaCN₂ содержит 20-21% азота. Представляет собой легкий порошок черного или темно-серого цвета, пылящийся при рассеве, при попадании в глаза и дыхательные пути может приводить к воспалению. Является физиологически щелочным удобрением, так как содержит до 20-28% СаО. Заводской технический цианамид содержит примеси угля — 9-12%, кремневой кислоты, оксидов железа и алюминия.

Систематическое применение его на кислых почвах приводит к улучшению их физико-химических свойств благодаря нейтрализующей кислотность способности и обогащению кальцием. Вносят за 7-10 дней до посева или осенью под зяблевую обработку. В подкормку использовать не рекомендуется, так как в почве цианамид кальция подвергается гидролизу и взаимодействует с поглощающим комплексом с образованием цианамида H₂CN₂, который токсичен для растений.

В качестве удобрения почти не применяется, чаще используют для предуборочного удаления листьев хлопчатника и подсолнечника при уборке на семена.

Смешанные азотные удобрения

Аммиакаты

Аммиакаты — азотные удобрения, представляющие собой водный раствор аммиака и аммонийной селитры, аммонийной и кальциевой селитр, мочевины или аммонийной селитры и мочевины. Содержат от 30 до 50% азота. Производят аммиакаты в специальных смесителях путем введения горячего раствора аммонийной селитры (мочевины или кальциевой селитры) в 10-15%-й раствор аммиака.

Аммиакаты — жидкости светло-желтого цвета, в зависимости от состава упругость паров аммиака составляет при температуре 32 °С от 0,2 до 3,6 атм. По упругости паров аммиакаты подразделяют на две группы:

Аммиакаты различаются температурой начала кристаллизации: от 14 до 70 °С. В зимний период для хранения выпускают аммиакаты с низкой, летом — с более высокой, температурой кристаллизации.

Аммиакаты способны корродировать сплавы меди и черных металлов, поэтому емкости и оборудование изготавливают из легированных сталей, алюминия и его сплавов, либо применяют стальные цистерны с защитным антикоррозийным покрытием (эпоксидными смолами), а также емкости из полимерных материалов. Транспортируют и хранят в специальных, герметичных цистернах, рассчитанных на небольшое давление. 20-40% азота в аммиакатах находятся в виде аммиака и 60-80% в виде аммонийной соли или мочевины.

Применение аммиакатов требует тех же условий внесения, что и аммиачные жидкие удобрения, то есть соблюдение глубины заделки в зависимости от гранулометрического состава. В почве диффузия аммиака, как правило, составляет не более 8-10 см, поэтому расстояние между сошниками при внесении аммиакатов должно быть не более 20-25 см. При внесении аммиакатов в качестве подкормки пропашных культур расстояние между сошниками устанавливают равным ширине междурядий.

По действию на сельскохозяйственные культуры аммиакаты равноценны твердым азотным удобрениям. В России наибольшее распространение получили углеаммиакаты — аммиачные растворы карбоната и гидрокарбоната аммония и мочевины, содержащие 4-7% аммиака и 18-35% общего азота.

КАС — азотные удобрения, представляющие собой водный раствор карбамида и аммонийной селитры.

Растворы КАС получают в промышленных условиях из неупаренных плавов карбамида и аммонийной селитры. За счет исключения стадий упаривания, гранулирования, кондиционирования и упаковки, снижается себестоимость их производства.

Изменение соотношения карбамида и селитры позволяет регулировать температуры кристаллизации (высаливания), что позволяет использовать их в различных регионах, сроки и сезоны.

Марки растворов КАС подбирают с учетом температуры хранения и использования, чтобы не допустить кристаллизацию.

На основе растворов КАС возможно применение комплексных удобрений, в состав которых вводят макро- и микроэлементы, например, солей кобальта, бора, меди, молибдена, гербициды, ретарданты.

Таблица. Состав и свойства растворов различных марок КАС[efn_note]Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.[/efn_note]

Состав и свойства растворов	КАС-28	КАС-30	КАС-32
Состав по массе, %:
NH4NO3	40,1	42,2	43,3
CO(NH2)2	30,0	32,7	36,4
H2O	29,9	25,1	20,3
Плотность при 15,6 °С, т/м 3	1,28	1,30	1,33
Температура выпадения кристаллов, °С	-18	-10	-2

Растворы КАС применяют в качестве основного удобрения и подкормок. Для основного внесения можно использовать внесение непосредственно в почву или поверхностно с последующей заделкой. Их можно применять для корневых подкормок пропашных культур, и для некорневых подкормок зерновых. Растворы КАС могут вноситься вместе с оросительной водой дождевальными установками.

Медленнодействующие азотных удобрений

Производство медленнодействующих удобрений развивается разными направлениями, например:

Преимущества медленнодействующих удобрений:

Самыми крупными производителями медленнодействующих удобрений являются США и Япония.

Для получения медленнодействующих удобрений применяют альдегиды: формальдегид, ацетальдегид, кротоновый и изомасляный альдегиды и др. При этом получают соответственно: мочевиноформальдегидное удобрение (МФУ), или уреаформ, с содержанием 38-40% азота, 28-32% которого нерастворимо в воде, кротонилидендимочевина (КДМ) с содержанием азота около 32%, изобутилендимочевина (ИБДМ), с содержащанием 31% малорастворимого азота, мочевино-формацетальдегид (МФАА).

Применение труднорастворимых форм азотных удобрений перспективно в условиях избыточного увлажнения и орошения, также при внесении под овощные культуры, лугопастбищные травы, травостои на спортплощадках и газонах, под которые азот вносится в больших дозах и в несколько приемов.

В обычных дозах в первый год после внесения эти удобрения менее эффективны, чем карбамид. Однако при больших дозах они не создают избыточно высокой концентрации, азот почти не вымывается, меньше подвергается денитрификации, по мере разложения в течение длительного периода используется растениями. Медленнодействующие азотные удобрения можно вносить в высоких дозах один раз в 2-3 года, не опасаясь потерь азота.

Недостатком медленнодействующих удобрений является высокая стоимость по сравнению с традиционными азотными удобрениями, скорость высвобождения азота не всегда соответствует скорости поглощения большинством культур в течение вегетации, чем и обусловлена меньшая эффективность по сравнению с мочевиной в первый год после внесения.

Капсулированные азотные удобрения

Перспективно развитие производства капсулированных азотных удобрений. Капсулированные удобрения представляют собой обычные водорастворимые формы, но гранулы их покрываются пленками, замедляющие растворение. Капсулированные удобрения обладают хорошими физико-механическими свойствами: менее гигроскопичны, гранулы более прочны, не слеживаются. При попадании в почвы из гранул происходит постепенное высвобождение азота и его усвоение растениями по мере разрушения капсул. В зависимости от состава и толщины капсул возможно регулировать скорость растворения удобрения в соответствии с биологическими потребностями культур и периодичности питания.

Для капсулирования применяют парафин, эмульсию полиэтилена, соединения серы, акриловую смолу, полиакриловую кислоту.

Опыты показывают, что применение капсулированных азотных удобрений перспективно под рис, на лугах и пастбищах длительного пользования, под овощные культуры, прежде всего в районах с избыточным увлажнением и при орошении. В посевах зерновых культур преимущества капсулированных удобрений над обычными практически отсутствуют. Главным недостатком является высокая стоимость, вследствие чего эти удобрения применяются в сельском хозяйстве ограничено.

Ингибирующие нитрификацию удобрения

Из ингибиторов нитрификации используют циангуанидин (дициандиамид), американский препарат N-serve, или нитрипирин (2-хлор-6-трихлорметил)пиридин или японский препарат AM (2-амино-4-хлор-6-метилпиримидин). В России производят ингибиторы пикохлор и джакос — производные нитрипирина. Внесение этих ингибиторов в смеси с твердыми или жидкими аммиачными удобрениями в дозах N-serve 0,5-1%, AM 1-3% от содержания азота происходит ингибирование процессов нитрификации до 1,5-2 месяцев, то есть на период интенсивного потребления растениями азота.

На скорость разложения ингибиторов в почве и, соответственно, продолжительность их действия влияет гранулометрический состав почвы, влажность, реакция среды, температура, содержание гумуса.

Ингибиторы, замедляя нитрификацию, снижают потери азота в газообразной форме, смыва с поверхностным стоком и вымыванием. Это приводит к повышению урожаев, прежде всего хлопчатника, риса, овощных культур, кукурузы на зерно и силос, пропашных и кормовых культур, возделываемых в условиях орошения или избыточного увлажнения.

Использование ингибиторов положительно влияет на качество продукции, так как препятствует накопление нитратов, снижается заболеваемость растений некоторыми болезнями. За счет повышенного коэффициента использования азота, дозы азотных удобрений снижаются, а дробное внесение заменяется внесением за один прием всей дозы.

Таблица. Влияние ингибитора нитрификации N-Serve на эффективность азотных удобрений и накопление нитратов в зеленой массе озимого рапса (ВИУА)

Вариант опыта	Мочевина				Сульфат аммонния
Урожайность, т/га	Прибавка, т/га		Содержание N-NO3 в рапсе, %	Урожайность, т/га	Прибавка, т/га		Содержание N-NO3 в рапсе, %
	от азота	от ингибитора			от азота	от ингибитора
Без азота	26,2	—	—	0,017	26,2	—	—	0,017
N45	37,0	10,8	—	0,026	38,4	12,2	—	0,026
N45 + ингибитор	38,4	12,2	1,4	0,027	40,0	13,8	1,6	0,028
N90	45,9	19,7	—	0,103	47,3	21,1	—	0,105
N90 + ингибитор	48,0	21,8	2,1	0,073	50,0	23,8	2,7	0,082
N135	53,0	26,8	—	0,226	53,8	27,6	—	0,243
N135 + ингибитор	58,2	32,0	5,2	0,156	59,2	33,0	5,4	0,165

Мочевино-формальдегидные удобрения (МФУ)

Мочевино-формальдегидные удобрения (МФУ), или карбамидформ, уреаформ, — продукты химической конденсации мочевины CO(NH₂)₂ и формальдегида (СН₂O). Конденсация проходит в концентрированных растворах при эквивалентных соотношениях мочевины и формальдегида в подкисленной до pH 3 среде, при температуре 30-60°. При этом образуется монометилмочевина CONHCH₂NH₂OH, которая взаимодействует снова с мочевиной и переходит в метилендимочевину NH₂CONHCH₂NHCONH₂ с выделением воды. Получающийся конденсат отфильтровывают, высушивают, измельчают, при необходимости, гранулируют. Продукт реакции представляет обычно белый рассыпчатый порошок, который не слеживается и сохраняет сыпучесть даже при высокой влажности.

Содержание азота в МФУ составляет 38-40%, на долю водорастворимого приходится 8-10%, нерастворимая часть остается доступной для растений.

Один из главных показателей МФУ является индекс усвояемости — количество нерастворимого в воде азота, которое растворяется при кипячении в течение 1 ч. Выражают в процентах от водонерастворимого азота. Индекс усвояемости зависит от реакции, температуры, молярного соотношения мочевины и формальдегида, продолжительности конденсации. Варьирует в пределах от 15 до 55%.

В некоторых зарубежных странах индекс усвояемости условно принимается равным количеству азота, которое нитрифицируется в течение 6 месяцев нахождения удобрения в почве. Степень нитрификации МФУ — показатель их эффективности, зависит от индекса усвояемости и свойств почвы. МФУ с высоким индексом усвояемости соответствует большему и более быстрому накоплению нитратного азота в почве.

Кислая реакция почвы снижает скорость превращения МФУ, поэтому известкование увеличивает скорость нитрификации. Высокие дозы МФУ подщелачивают почву, по мере их минерализации происходит постепенное подкисление.

При определенных условиях протекания реакции конденсации, например, при температуре 30-40°, получают МФУ с высоким содержанием доступного для растений азота, приближающегося к растворимым азотным удобрениям. В этом случае они теряют свое назначение как медленнодействующее удобрение.

Производство МФУ перспективно потому, что все азотные удобрения хорошо растворимы, однако внесение их в больших дозах создает высокую концентрацию и осмотическое давление почвенного раствора, что отрицательно сказываться на растениях в начальные стадии роста, особенно культур, чувствительных к высоким концентрациям солей, таких как кукуруза и лен. Кроме того, в районах достаточного увлажнения, прежде всего на легких почвах, и при орошении возможны потери азота от вымывания.

На дерново-подзолистых почвах с разной степенью окультуренности и разных звеньях полевых севооборотов преимущества МФУ перед растворимыми азотными удобрениями ни по величине урожая, ни по качеству продукции не выявлено. На тяжелых дерново-подзолистых почвах эффективность МФУ на урожае зеленой массы кукурузы оказалось ниже.

Коэффициенты использования азота удобрений

Эффективное применение азотных удобрений возможно только при учете их свойств и особенностей трансформации азота в почвах. Все азотные удобрения, за исключение медленнодействующих форм, хорошо растворимы в воде. Нитратные удобрений мигрируют в почве с почвенной влагой и, кроме как биологического, никаким видом поглощения не связываются. Биологическое поглощение протекает только в теплое время года. Поэтому нитраты в условиях промывного водного режима почвы могут вымываться, прежде всего на легких почвах. При повышенных дозах на почвах легкого гранулометрического состава в паровых полях в условиях избыточного увлажнения или орошения потери нитратного азота могут достигать 10-25% от внесенной.

Аммиачные и аммонийные формы при попадании в почву поглощаются почвенным поглощающим комплексом. В таком виде они теряют подвижность, но остаются доступными для растений, не вымываются, за исключением легких почв с низкой емкостью поглощения. При благоприятных условиях в результате нитрификации они трансформируются в нитраты, приобретая их свойства. Аналогично ведет себя в почве мочевина после ее превращения в аммонийные формы в результате деятельности уробактерий.

Все азотные удобрения изначально или в ходе нитрификации накапливаются в почве в виде нитратов. Нитраты подвержены процессам денитрификации, которые характерны почти для всех почв, а основные потери азота связаны именно с ними. Согласно опытам, потери азота от денитрификации для аммонийных и амидных форм составляют около 20%, для нитратных — до 30% от внесенного количества. В чистом пару и с увеличением доз потери азота возрастают до 50%.

С экологической точки зрения денитрификация имеет положительное значение, так как «освобождают» почву от избытка неиспользованных нитратов, препятствуя их попадание в грунтовые воды и водоемы.

В почве часть азота удобрений в результате жизнедеятельности микроорганизмов трансформируется в органические, недоступные для растений формы. В результате иммобилизации примерно 10-12% азота нитратных и 30-40% аммонийных, аммиачных и амидных удобрений закрепляется в органической форме. Интенсивность иммобилизации возрастает с внесением органических удобрений с низким содержанием азота и высоким углерода (стерня, солома, соломистый навоз).

Ранее предполагалось, что растения в первый год внесения азотных удобрений используют 60-70% поступившего азота. Эти данные получены в полевых опытах с помощью разностного метода путем сопоставления выноса азота в контрольных вариантах (без удобрения) и в вариантах с удобрениями. Более поздние исследования с использованием меченых атомов азота показали: в полевых условиях растения поглощают из удобрений 30-50% азота, но при этом на удобренных вариантах на 20-30% повышается использование растениями азота почвы. За счет этого суммарный вынос азота на удобренных вариантах увеличивается на 20-30%, в следствие чего коэффициенты использования азота, рассчитанные по разностному методу, на 20-30% завышены от фактических.

Тем не менее, для практических задач, например, расчет баланса азота, доз азотных удобрений, пользуются коэффициентом использования азота, полученными разностным методом, потому что он характеризует общее потребление растениями азота. Балансовые расчеты, выполненные в многолетних опытах, включающих несколько ротаций севооборота, подтверждают эти выводы. Коэффициенты использования азота удобрений по балансовому методу составляют 60-70%.

Большая часть внесенного в почву азота удобрений расходуется за вегетационный период на потребление растениями, иммобилизацию, денитрификацию, вымывание и эрозию. Поэтому последействие азотных удобрений принято не учитывать.

Источник