Взаимодействие аммонийных удобрений с почвой

Са Са

ППК)Н + NH4Cl → ППК)NH4 + HCl

Mg Mg

Сульфат и хлорид аммония – физически кислые удобрения т.к. растения в большей степени поглощают NH4. Следует отметить что в кислых почвах такие реакции могут приводить к существенному подкислению почвенного раствора. Далее NН4 нитрифицируется до азотной кислоты, также подкисляющей почву. Аммонийные удобрения, кроме хлорида аммония, можно вносить под все культуры. Хлорид аммония не рекомендуется вносить на культурах чувствительных к хлору – картофель, лен, гречиха. Аммонийные удобрения чаще используют для основного внесения, как осенью под зяблевую вспашку так и весной под культивацию. Хлорид аммония вносят осенью чтобы хлор вымылся талыми водами, но необходимо помнить что осеннее внесение может привести к вымыванию азота перешедшего в нитратную форму в результате нитрификации. Аммонийные удобрения не вносят при посеве.

Аммонийно-нитратные удобрения.Содержит азот в аммонийной и нитратной форме. Главный представитель аммонийная селитра NH4NO3.

Аммонийная селитра (NH4NO3) (нитрат аммония, аммиачная селитра) [Naa]

Содержит 32-35%. Получают нейтрализацией азотной кислоты аммиаком.

NH3 + HNO3 → NH4NO3

Хорошо растворима вводе, бывает в кристаллической и гранулированной форме. Белого цвета, сильно гигроскопична, на открытом воздухе слеживается. Гранулированная форма – гранулы размером 1-4 мм или чешуйки, менее гигроскопична чем кристаллическая форма, но слеживается при неправильном хранении. В гранулированную селитру для уменьшения гигроскопичности добавляют кондиционирующие вещества (фосфоритная мука, гипс, мел) которые могут окрашивать гранулы в желтоватый, красноватый цвет. Аммонийная селитра огнеопасна т.к. при нагревании до 200-270 С разлагается с выделением тепла и кислорода. При определенных условиях может взрываться. В связи с рассмотренными свойствами ее надо хранить во влагонепроницаемых мешках и в специальных (не деревянных) складах.

Взаимодействие селитры с почвой происходит также как и аммонийных удобрений:

Са Са

ППК)Н + NH4NO3 → ППК)NH4 + HNO3

Mg Mg

Таким образом в ППК закрепляется только аммонийный азот, другая часть – нитратный азот остается в подвижном состоянии. В почвенных условиях катион аммония чаще всего потребляется растением быстрее чем нитрат-ион, поэтому обычно аммонийную селитру относят к физиологически кислым удобрениям, хотя ее физиологическая кислотность значительно ниже сульфата аммония. Аммонийная селитра пригодна для всех почв и всех культур. Как основное удобрение под культивацию. На тяжелых почвах можно вносить осенью под вспашку. Гранулированную форму можно применять после посева и для подкормки.

К данной группе относится известково-аммонийная селитра (известково-аммиачная селитра) NH4NO3∙CaCO3. Содержание азота 26-28%. Получают сплавлением NH4NO3 с СаСО3. Выпускают в гранулированной форме, это удобрение менее гигроскопично, не взрывоопасно, но в нашей стране не производится из-за плохой транспортабельности. Широко используется в западной Европе.

Аммиачные удобрения.Содержат азот в виде катиона аммиака, преобладают в ассортименте жидких азотных удобрений. Производить их в 1,5-2 раза дешевле чем твердые т.к. отсутствуют затраты на строительство сооружения на производство азотной кислоты, кристаллизации, упаривания, гранулирования, сушки и др. преимущество жидких удобрений – возможность полной механизации, что позволяет снизить затраты труда, по сравнению с твердыми. В тоже время на урожайность жидкие и твердые удобрения оказывают ?? действие. С другой стороны применение жидких удобрений возможно при наличии развитой инфраструктуры и может лимитироваться недостатком специального оборудования необходимого для их хранения, транспортировки и внесения. Во второй половине 20 века применение удобрений росло быстрыми темпами, сейчас эти удобрения в РФ практически не используются. В наибольшей степени используются в США.

Аммиак безводный NH3 (жидкий аммиак) [Nба]

Содержит 82,3% N и является самым концентрированным азотным удобрением, Получают сжижением газообразного аммиака под давлением. Бесцветная подвижная жидкость с характерным запахом. Плотность=0,61 т/м3; температура замерзания=-78 С; температура кипения=34 С. При хранении на открытом воздухе быстро испаряется, а при хранении в герметичных сосудах под давлением разделяется на 2 фаза: жидкую и газообразную. Обладает высокой упругостью насыщенных паров 8,5 атм при 20 С. Поэтому хранить и транспортировать безводный аммиак следует в специальных толстостенных стальных цистернах выдерживающих давление 20-30 атм.

Взаимодействие аммиака с водой и кислотами почвенного раствора

NH3 + Н2О → NH4OH

NH3 + Н2СО3 → NH4НСО3

Таким образом закрепление аммиака в почве зависит от ее влажности и количества мелкодисперсных частиц определенного ГС и гумуса. Первые дни после внесения почва подщелачивается, а затем по мере нитрификации аммиака в азотную кислоту – подкисляется. Аммиачные удобрения можно применять на всех почвах. Под все культуры. С осторожностью использовать на щелочных карбонатных почвах, где возможны потери аммиака в результате улетучивания. Можно вносить эти удобрения как основное и осенью и весной, а также в подкормке на пропашных. Не следует применять осенью на легких почвах характеризующихся низкой поглотительной способностью. Для внесения используют специальные машины обеспечивающие глубину заделки не менее 10-12 см на тяжелых почвах, и 14-18 на легких. Недопустимо поверхностное внесение и мелкая заделка аммиачных удобрений. Подкормки пропашных культур выполняют при междурядных обработках. Удобрение необходимо заделывать в середину междурядий или на расстоянии не менее 15 см от растения во избежание ожогов. Аммиак сильнодействующее отравляющее вещество. Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна, следовательно к работе допускается только специально обученный персонал, от которого следует требовать строгого соблюдения техники безопасности.

Аммиак водный (NH3 + NH4ОН + Н2О) (аммиачная вода) [Nва]

Основной недостаток – низкое содержание азота – 20,5 в 1 сорте и 16,4% во 2 сорте.

Это водный раствор синтетического или коксохимического аммиака, большая часть азота которого представляет свободный аммиак и некоторое количество находится в форме гидроксида аммония.

Прозрачная или желтоватая жидкость с запахом аммиака. Плотность значительно выше = 0,9 т/м3, температура замерзания 56 и 33 С соответственно 1 и 2 сорта. Не высокая упругость паров аммиака, поэтому можно перевозить в обычных цистернах из углеродистой стали. Аммиак этих удобрений при внесении в почву адсорбируется ППК, а также взаимодействует с водой и кислотами почвенного раствора, а также превращается в катион аммония который тоже адсорбируется ППК.

Взаимодействие аммиака с водой и кислотами почвенного раствора

NH3 + Н2О → NH4OH

NH3 + Н2СО3 → NH4НСО3

Таким образом закрепление аммиака в почве зависит от ее влажности и количества мелкодисперсных частиц определенного ГС и гумуса. Первые дни после внесения почва подщелачивается, а затем по мере нитрификации аммиака в азотную кислоту – подкисляется. Аммиачные удобрения можно применять на всех почвах, под все культуры. С осторожностью использовать на щелочных карбонатных почвах, где возможны потери аммиака в результате улетучивания. Можно вносить эти удобрения как основное и осенью и весной, а также в подкормке на пропашных. Не следует применять осенью на легких почвах характеризующихся низкой поглотительной способностью. Для внесения используют специальные машины обеспечивающие глубину заделки не менее 10-12 см на тяжелых почвах, и 14-18 на легких. Недопустимо поверхностное внесение и мелкая заделка аммиачных удобрений. Подкормки пропашных культур выполняют при междурядных обработках. Удобрение необходимо заделывать в середину междурядий или на расстоянии не менее 15 см от растения во избежание ожогов. Аммиачная вода менее опасна при использовании чем жидкий аммиак, но т.к. содержит мало азота, она малотранспортабельная и применение целесообразно в местах получения.

Амидные удобрения.Мочевина ((СО(NH2)2) (карбамид) [Nм]

Содержит 46,46,5% азота. Является органическим соединением. Это самое концентрированное твердое азотное удобрение. Получают при взаимодействии аммиака и углекислого газа при высоком давлении и температуре 150-220 С.

2NH3 + СО2 → СО(NH2)2 + Н2О

Хорошо растворяется в воде, выпускается в виде белых кристаллов или в виде гранул диаметром 3-4 мм. Кристаллическая форма гигроскопична и может слеживаться. Поверхность гранул покрывается слоем гидрофобных добавок, поэтому гранулированная мочевина меньше слеживается, однако в процессе гранулирования при высокой температуре в удобрении образуется токсично вещество – биурет.

Образование биурета

2СО(NH2)2 → (СОNH2)2HN + NH3

Содержание биурета регламентируется и не должно быть более 1%. В почве под влиянием уробактерий выделяющих фермент уреазу мочевина за 2-3 дня аммонифицируется до углекислого аммония (карбонат аммония)

СО(NH2)2 + Н2О → (NH4)2СО3

Карбонат аммония не стойкое соединение и разлагается с выделением аммиака, который улетучивается.

(NH4)2СО3 → NH4HСО3 + NH3↑

Углекислый аммоний гидролитически щелочная соль, следовательно наблюдается временное подщелачивание, затем азотная кислота подкисляет среду. Однако в результате усвоения азота растениями не остается ни щелочных ни кислотных остатков. Мочевина может быть использована на всех почвах, под все культуры. В качестве основного удобрения и осенью и весной, а также для корневых и некорневых подкормок. При поверхностном внесении ее необходимо немедленно заделывать в почву. Карбамид лучшее азотное удобрении для некорневых подкормок т.к. дыже в повышенных концентрациях (>5%) не обжигает листья и может усваиваться растениями непосредственно в органической форме.

В историческом аспекте определенное значение имеет цианамид кальция (СаСN2) [Nц]

Содержит 20-21% азота. Был одним из первых синтетических азотных удобрений. Производство основано на свойствах азота реагировать с карбидом кальция при температуре 700-800 С.

N2 + CaC2 → CaCN2 + C

Порошок темного или черного цвета нерастворимый в воде. В почве трансформируется с образованием ядовитых веществ, поэтому рекомендуется заблаговременное внесение.

Аммиакаты.Аммиакаты – это растворы аммонийной селитры, мочевины или их смеси в аммиачной воде. В зависимости от компонентов содержит 30-50% азота. (значительно больше чем в аммиачной воде).

Светло-желтые жидкости существенно различающиеся по физическим свойствам. Так упругость паров аммиака при t=32 составляет 0,2-3,6 Атм, повышается с увеличением содержания азота. Температура начала кристаллизации от +14 до -70. При их хранении, транспортировке и применении действуют те же требования что и для безводного аммиака.

Карбамид-аммиачная селитра (КАС) Это совместные водные растворы мочевины и аммонийной селитры. Высокое содержание азота 28-32% обусловлено эффектом взаимного растворения. КАС получают из не упаренных компонентов карбамида и аммиачной селитры, сокращая тем самым ряд технологических процессов по производству твердых удобрений. Растворы КАС прозрачные или желтоватые жидкости с плотностью 1,3 т/м3. рН нейтральная или слабощелочная. Температура кристаллизации в зависимости от соотношения компонентов от -2 до -18. КАС обладает теми же положительными качествами что и жидкие удобрения, вместе с тем преимущество КАС отсутствие свободного аммиака, поэтому их можно перевозить в обычных цистернах, хранить в открытых резервуарах, вносить поверхностно, использовать туже технику что и для аммиачной воды. Можно применять под все культуры на всех типах почв как основное так и подкормочное.