Для производства минеральных удобрений используется азот это химический элемент или вещество

Обновлено: 05.10.2024

Минеральные удобрения представляют собой промышленные или ископаемые продукты, в составе которых содержатся элементы, требующиеся для питания растений и увеличения плодородия почвы. Получают их из минеральных веществ путем механической или химической переработки. Питательные вещества в минеральных удобрениях в основном представлены в виде минеральных солей, однако есть и органические соединения, в частности, мочевина.

Минеральные удобрения классифицируют по нескольким параметрам.

По количеству питательных элементов

простые (односторонние, односоставные) – содержат только 1 питательный элемент (азотные, фосфорные, калийные);
комплексные (многосторонние) – содержат два и более питательных элемента (калийную селитру, нитрофоску, диаммофоску и пр.).

По агрегатному состоянию

твердые (хлорид аммония, натриевая селитра);
жидкие (аммиачная вода, жидкий аммиак);
газообразные (CO₂).

порошковидные (размер частиц менее 1 мм);
кристаллические (размер кристаллов более 0,5 мм);
гранулированные (размер гранул более 1 мм).

Гигроскопичность определяет условия хранения, транспортировки и упаковки удобрений.
Сильно гигроскопичные удобрения (7–10 баллов) хранят и перевозят только в герметично закрытой таре.
Обычно это полиэтиленовые мешки.

Сыпучесть удобрений показывает их пригодность для механического внесения туковысевающими агрегатами и зависит от влагоемкости.

Слеживаемость оценивается по семибальной шкале и оценивается по сопротивлению слежавшегося удобрения к разрушению.
Например, простой порошковидный суперфосфат слеживается очень сильно (7 баллов), мелкокристаллический хлорид калия несколько меньше (6 баллов). Слабо слеживается сульфат аммония (2–3 балла) и практически не слеживается калимагнезия (1 балл).

Гранулометрический состав (размер частиц удобрения) определяется всеми вышеуказанными физико-химическими свойствами минеральных удобрений.
Определяют его при механическом ситовом анализе удобрения.

Плотность удобрения – масса на единицу объема.
Самые легкие из твердых минеральных удобрений – хлорид аммония и мочевина (0,58–0,65 т/м 3 ), самые тяжелые – томасшлак, фосфоритная мука (2,01–1,62 т/м 3 ).

Ассортимент минеральных удобрений

Азотные удобрения – удобрительные вещества, содержащие азот в различных химических соединениях. Их производство основано на получении синтетического аммиака из молекулярного азота воздуха и водорода. Источником водорода служит природный газ, коксовые и нефтяные газы. Этот процесс требует значительных энергозатрат. При производстве 1 т азота затрачивается энергия, эквивалентная переработке 4 т нефти.

Нитратные – удобрения, содержащие азот в нитратной форме. К ним относится кальциевая и натриевая селитра. Нитратные удобрения используются под все сельскохозяйственные культуры, во всех почвенно-климатических зонах.
Аммонийные – удобрения, содержащие азот в аммонийной форме. К ним относятся сульфат аммония, сульфат аммония-натрия, хлористый аммоний. Использование аммонийных удобрений ограничивается их физиологической кислотностью. Для ее устранения применяют известкование почвы.

Амидные (мочевина) – удобрение, содержащее азот в форме органического соединения – мочевины. Содержит 46 % азота. Получают путем синтеза аммиака и диоксида углерода (CO₂) при высоких показателях давления и температуры. Применяют до посева и в подкормку.

Жидкие аммиачные удобрения – азотные удобрения в жидкой форме, содержащие азот в нитратной и (или) амммонийной форме. К ним относятся безводный аммиак, аммиачная вода, карбамид-аммонийно-нитратные. Жидкие аммиачные удобрения хорошо усваиваются растениями. Их производство гораздо дешевле, чем твердых удобрений.

Фосфорные удобрения – удобрительные вещества, содержащие фосфор в различных химических соединениях. Сырьем для получения фосфорных удобрений являются природные фосфорсодержащие руды – апатит и фосфорит, а также отходы металлургической промышленности.

Калийные удобрения – удобрительные вещества, содержащие калий – один из важнейших элементов в питании растений. Сырьем для производства этой группы удобрений являются природные калийные соли.

концентрированные (хлоистый калий, сернокислый калий, хлоистый калий – электролит, калийная соль, калимагнезия, калийно-магниевый концентрат);
сырые (каинит и сильвинит).

Комплексные удобрения – удобрительные вещества, содержащие 2, 3 и более элементов питания: азот, фосфор, калий, магний, серу и микроэлементы.

Магниевые удобрения – комплексные минеральные удобрения, содержащие магний. Основной источник производства – природные соединения магния. Они используются и как непосредственные источники магния, и для переработки на магнийсодержащие удобрения. К этой группе удобрений относятся доломитовая мука, полуобожженный доломит, магнезит, сульфат магния.

Серосодержащие удобрения – комплексные минеральные удобрения, содержащие серу. Кроме элементарной серы, к этой группе удобрений относятся суперфосфат, сульфат аммония, сульфат аммония – натрия, сульфат калия, калимагнезия, сульфат магния, азофоска с серой, марганец сернокислый пятиводный, азотосульфат и др.

Микроудобрения – минеральные удобрительные вещества, содержащие микроэлементы. Наиболее распространены борные, марганцевые, молибденовые, медные и цинковые микроудобрения.

Повышение содержания микроэлементов в почве до их оптимального уровня рентабельно только при условии бедности почвы тем или иным микроэлементом. Вносятся микроэлементы путем обработки семенного материала и при внекорневых подкормках.
При избыточном содержании микроэлемента в почве его внесение категорически исключается.

Зачем они нужны

Многочисленные исследования показывают, что применение минеральных удобрений – один из основных факторов получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур и улучшения плодородия почв.

В мировой практике сохраняется тенденция роста производства и применения минеральных удобрений.
По интенсивности применения минеральных удобрений на 1 га пашни в десятку первых стран входят Малайзия, Голландия, Корея, Иордания, Бельгия, Египет, Новая Зеландия, Япония, Великобритания и Колумбия.

Между дозами применяемых удобрений на 1 га и урожайностью прослеживается четкая связь. Установлено, что наиболее высокие дозы минеральных удобрений применяются во Франции, Нидерландах и Великобритании. Средняя урожайность зерновых во Франции – 73,2 ц/га, Нидерландах – 82,9 ц/га, Великобритании – 70,8 ц/га. Это самые высокие показатели в мире.

Однако стоит помнить, что эффективным применение удобрений может быть только при их комплексном использовании совместно со средствами защиты растений (пестицидами) и при общей культуре земледелия.

В настоящее время мировой рост цен на газ привел к резкому подорожанию минеральных удобрений для сельского хозяйства. В их себестоимости доля энергии (природного газа) составляет, по данным Европейской ассоциации производителей удобрений (Fertilizers Europe), до 80%, и затраты сейчас растут вместе с котировками газа.

Но подорожание лишь часть проблемы, на рынке всерьез возник риск дефицита удобрений. А их нехватка - это снижение урожая зерновых, кукурузы, картофеля и прочих культур. Дефицит не должен коснуться российского рынка, мы единственная в мире страна, на 100% обеспечивающая себя удобрениями. Наши мощности по их производству избыточны, а стоимость газа для оптовых потребителей не превышает 75 долл. США/1000 м 3 . Но рост мировых цен на удобрения может вызвать их подорожание в России, как уже было с бензином и металлами.

Агрохимикаты , статья из раздела: Питательные элементы

Азот – один из самых необходимых для растений химический элемент. Присутствует повсеместно в свободном или связанном состоянии. Азотные удобрения выпускаются в различных формах и применяются для основного и предпосевного внесения – как поверхностного, так и на подкормку. Только 1 % азота почвы находится в легко усваиваемых растениями минеральных формах, поэтому применение азотных удобрений – важное условие для сохранения и повышения плодородности сельскохозяйственных земель.

Содержание:

Многие известные научные открытия были сделаны двумя учеными, которые работали независимо друг от друга, и такие случаи довольно многочисленны. Однако в том, что касается открытия элемента азота, приоритет пришлось отдавать одному из трех известных химиков. Все они выделили азот из воздуха, используя немного различающиеся методики получения, и сделали это практически в одно и то же время, в конце XVIII века.

Известный ученый и был прав, и ошибался одновременно. Пусть газообразный азот и не поддерживает дыхания, однако он образует множество органических веществ, из которых построены компоненты живых клеток, в первую очередь, молекулы белка. Это определяет абсолютную незаменимость азота для жизни на Земле и делает его одним из главных макроэлементов живой клетки, наряду с кислородом, водородом и углеродом. [7]

Физические и химические свойства

Азот – химический элемент V группы системы Менделеева. Атомный номер – 7, атомная масса – 14,0067. Природный азот составлен из двух стабильных изотопов. [6]

Азот – бесцветный газ, не имеющий запаха.

Температура кипения – 195,80 °С,
Температура плавления – 210,00 °С.

В воде малорастворим, легче воздуха. Молекулярный азот химически малоактивен. При комнатной температуре взаимодействует только с литием. При нагревании реагирует с кальцием, магнием, титаном. Реакция взаимодействия с водородом проходит под воздействием высоких температур, высокого давления и в присутствии катализатора, с кислородом – при температуре 3000–4000°С.

Наибольшее значение из соединений с водородом имеет аммиак – газ без цвета с характерным запахом нашатырного спирта.

С кислородом азот образует ряд оксидов: закись азота N₂O, окись азота NO, диоксид азота NO₂, азотистый ангидрид N₂O₃. [3]

Содержание в природе

Общее содержание азота в литосфере 1 х 10 -2 % по массе. Наибольшая часть данного химического элемента находится в атмосфере в свободном состоянии. Он является главной составной частью воздуха. В атмосфере земли азот составляет 75,6 % по массе и 78,09 % по объему.

В связанном состоянии азот встречается повсеместно: в воздухе, водах рек, океанов и морей. В земной коре образует три основных типа минералов, отличающихся входящими в их состав ионами, – CN - , NO₃ - и NH₄ + .

Крупные залежи натриевой селитры NaNO₃ находятся в Чили на берегу Тихого океана. Это единственное в мире крупное месторождение, содержащее неорганическое соединение азота.

Элемент входит в состав всех живых организмов. Его содержание обнаруживается в каменном угле (1,0–2,5 %), нефти (0,2–1,7 %). Азот не поддерживает дыхание и горение, однако значение азота в жизнедеятельности растений и животных огромно. В белках его содержится до 17 %. Более того, без азотной составляющей белки не существуют. [3]

Круговорот азота в природе

Содержание азота в различных типах почв

На долю органических соединений – белков, аминов, амидов, аминокислот и прочих – приходится 93–95 % почвенного азота. Однако органический азот практически недоступен растениям и становится усваиваемым ими только после минерализации.

Минеральный азот, входящий в состав нитратных и аммиачных форм, накапливается в почве в результате процессов аммонификации и нитрификации, которые осуществляют различные группы микроорганизмов.

Разложение азотистых органических соединений в различных типах почв проходит по единой схеме:

белки → гуминовые вещества → аминокислоты → амиды → аммиак → нитриты → нитраты

Скорость минерализации основного запасного фонда азота – органических веществ почвы – зависит от многих факторов: влажности почвы, температурного режима, кислотности, характера органического вещества. Поэтому количество образующихся минеральных форм азота постоянно пребывает в динамичном состоянии. Максимальное количество накапливается в весенний период, наиболее благоприятный по режиму температуры и влажности для нитрификации. Однако нитраты – подвижные соединения, и они могут вымываться из почвы или подвергаться биологической денитрификации (образованию газообразных форм). В результате почва теряет часть азота.

Валовое содержание азота в почве сильно варьирует и зависит от типа почвы, гранулометрического состава, запасов органики, режима увлажнения и степени окультуренности почвы.

Содержание общего азота тем больше, чем больше содержание гумуса. Кроме того, содержание доступного элемента значительно возрастает при окультуривании почвы.

Дерново-подзолистые почвы

содержат 0,1–0,16 % азота. Количество минеральных соединений (обменно-поглощенного аммония и нитратов) мало – оно не превышает 1–3 % общего содержания данного элемента.

Содержание и запасы азота в метровом слое данных почв суглинистого состава в 2–2,5 раза больше, чем в песчаных. Кроме того, содержание азота снижается в нижележащих горизонтах.

Содержание и запасы азота в дерново-подзолистых почвах, согласно данным: [2]

Азот – это химический элемент с атомным номером 7. Является газом без запаха, вкуса и цвета.

Таким образом, человек не ощущает присутствия азота в земной атмосфере, между тем как она состоит из этого вещества на 78 процентов. Азот относится к самым распространенным веществам на нашей планете. Часто можно слышать, что без азота не было бы жизни на Земле, и это правда. Ведь белковые соединения, из которых состоит все живое, обязательно содержат в себе азот.

Азот в природе

Азот находится в атмосфере в виде молекул, состоящих из двух атомов. Помимо атмосферы, азот есть в мантии Земли и в гумусном слое почвы. Основной источник азота для промышленного производства – это полезные ископаемые.

Однако в последние десятилетия, когда запасы минералов стали истощаться, возникла острая необходимость выделения азота из воздуха в промышленных масштабах. В настоящее время эта проблема решена, и огромные объемы азота для нужд промышленности добываются из атмосферы.

Роль азота в биологии, круговорот азота

На Земле азот претерпевает ряд трансформаций, в которых участвуют и биотические (связанные с жизнью) и абиотические факторы. Из атмосферы и почвы азот поступает в растения, причем не напрямую, а через микроорганизмы. Азотфиксирующие бактерии удерживают и перерабатывают азот, превращая его в форму, легко усваиваемую растениями. В организме растений азот переходит в состав сложных соединений, в частности – белков.

По пищевой цепи эти вещества попадают в организмы травоядных, а затем – хищников. После гибели всего живого азот вновь попадает в почву, где подвергается разложению (аммонификации и денитрификации). Азот фиксируется в грунте, минералах, воде, попадает в атмосферу, и круг повторяется.

Применение азота

– в медицине. Жидкий азот является хладагентом при процедурах криотерапии, то есть лечения холодом. Мгновенная заморозка применяется для удаления различных новообразований. В жидком азоте хранят образцы тканей и живые клетки (в частности – сперматозоиды и яйцеклетки). Низкая температура позволяет сохранить биоматериал в течение длительного времени, а затем разморозить и использовать.

Возможность хранить в жидком азоте целые живые организмы, а при необходимости размораживать их без всякого вреда высказана писателями-фантастами. Однако в реальности освоить эту технологию пока не удалось;

– в пищевой промышленности жидкий азот используется при розливе жидкостей для создания инертной среды в таре.

Вообще азот применяется в тех областях, где необходима газообразная среда без кислорода, например,

– в пожаротушении. Азот вытесняет кислород, без которого процессы горения не поддерживаются и огонь затухает.

Газообразный азот нашел применение в таких отраслях:

– производство продуктов питания. Азот используется как инертная газовая среда для сохранения свежести продуктов в упаковке;

– в нефтедобывающей промышленности и горном деле. Азотом продувают трубопроводы и резервуары, его нагнетают в шахты для формирования взрывобезопасной газовой среды;

– в самолетостроении азотом накачивают шины шасси.

Все вышесказанное относится к применению чистого азота, но не стоит забывать, что этот элемент является исходным сырьем для производства массы всевозможных соединений:

– аммиак. Чрезвычайно востребованное вещество с содержанием азота. Аммиак идет на производство удобрений, полимеров, соды, азотной кислоты. Сам по себе применяется в медицине, изготовлении холодильной техники;

– красители и т.д.

Азот – не только один из наиболее распространенных химических элементов, но и очень нужный компонент, применяемый во многих отраслях человеческой деятельности.

Удобре́ния — вещества, применяемые для улучшения питания растений, свойств почвы, повышения урожаев. Их эффект обусловлен тем, что данные вещества предоставляют растениям один или несколько дефицитных химических компонентов необходимых для их нормального роста и развития.

Содержание

Классификация удобрений

Удобрения можно классифицировать по следующим признакам:

по происхождению (минеральные и органические);
по агрегатному состоянию (жидкие, полужидкие, твёрдые);
по способу действия (прямого и косвенного);
по способу их внесения в почву
основное, припосевное, подкормочное
внутрипочвенное, поверхностное

Минеральные удобрения

Согласно данным Росстата сельскохозяйственными предприятиями минеральных удобрений внесено в пересчете на 100% питательных веществ, Российская Федерация, значение показателя за год 1990 -9,9 млн. т, 2010 -1,9 млн. т Таким образом, в нашей стране масштабы применения минеральных удобрений на полях за последние 20 лет сократились более чем в 5 раз.

Минеральные удобрения вносятся для пополнения запаса питательных веществ в почве, таких как фосфор (P), калий (К), азот (N). Если эти удобрения вносятся отдельно — их называют простыми (аммиачная селитра (N), суперфосфат (P), хлористый калий (K)). При внесении могут использоваться смеси удобрений, но это значительно усложняет подготовку к внесению и ухудшает качество их распределения по полю. Поэтому широкое распространение получили сложные удобрения (нитрофоски (фосфор, азот и калий) и аммофос (фосфор и азот)).

Азотные удобрения

Выпускаются в трех видах: аммиачные (сульфат аммония), нитратные(аммиачная селитра), амидные (мочевина). Формы азота определяют сроки и технику внесения удобрения. Аммиачный азот значительно легче поглощается корнями при слабой кислотности почвы, на некоторое время закрепляется в ней. Его можно вносить как весной, так и поздней осенью. Нитратный азот почвой не закрепляется, находится в ней в виде раствора. Поэтому такое удобрение можно вносить только в период с ранней весны до середины лета. Это удобрение легко поглощается растениями и хорошо подходит для летних подкормок. К амидным удобрениям относится мочевина. Азот этого удобрения быстро (особенно при повышенных температурах) переходит в аммиачную форму. Это удобрение быстродействующее. Используется для подкормок, слабо подкисляет почву.

Фосфорные удобрения

По степени растворимости: водорастворимые (суперфосфат простой и двойной); полурастворимые — не растворяются в воде, но растворяются в слабых кислотах (преципитат); труднорастворимые в воде, но растворимые в слабых кислотах (фосфоритная мука). Водорастворимые применяют на любых почвах. При этом тщательно перемешивать с водой их не обязательно. Полурастворимые и труднорастворимые вносят преимущественно на кислых почвах. Они становятся доступными растениям лишь после воздействия на них кислотности почвы. Вносят их заблаговременно, стараясь перемешать с почвой.

Калийные удобрения

В качестве минеральных удобрений применяются концентрированные хлористые (хлористый калий) и сернокислые (калийная соль) соли. Все они хорошо растворимы в воде. Калий довольно медленно проникает в глубь почвы, но все же быстрей чем фосфор. На глинистых и суглинистых почвах калийные удобрения надо вносить в те слои почвы, где развивается основная масса мелких корней, чтобы обеспечить быстрое поступление в них калия. На песчаных почвах калия меньше, чем на глинистых, поэтому потребность в калийных удобрениях здесь выше. На легких и торфяных почвах внесение калийных удобрений с осени нежелательно из-за вымывания калия.

Хлористые удобрения

Сера, входящая в состав сернокислых удобрений, — элемент, необходимый растению. Хлор же не нужен. Хлористые удобрения поэтому лучше вносить с осени в повышенных дозах. Осенними дождями и весенними водами входящий в их состав хлор вымывается в глубокие слои почвы и не вредит растениям. В небольших дозах эти удобрения можно вносить и весной.

Микроудобрения (удобрения содержащие бор, марганец, цинк, медь, молибден и др.)

При использовании микроудобрений большое значение имеет точное установление доз, так как не только недостаток, но и их избыток вреден для растений. Правильное применение микроудобрений предохраняет растения от некоторых заболеваний (пробковая пятнистость яблок, розеточная болезнь и др.), влияет на их рост и развитие, на завязывание плодов (усиливает процессы оплодотворения, плодообразования), урожайность и качество плодов.

В качестве микроудобрений используют чистые химические соли, которые можно приобрести в магазинах, рынках. Кроме того, промышленность выпускает простые и комплексные удобрения, включающие ряд отдельных микроэлементов: суперфосфат с бором, марганцем; аммофос с цинком и др.

Простые удобрения

Сложные (комплексные)

Органические удобрения

Наиболее распространённые виды органических удобрений — перегной, торф, навоз, гуано, птичий помёт, компост, сапропель. Согласно данным Росстата сельскохозяйственными предприятиями внесено органических удобрений, , Российская Федерация, 1990 г - 389,5 млн. т, 2010 г - 53,0 млн. т (снижение более 7 раз)

Другие

Кроме того, выделяют такие категории, как:

Удобрения, получаемые непосредственно в хозяйствах, называются местными (навоз, компост, торф, зола), на химических предприятиях — промышленными.

В последнее время зависимость растений от концентрации углекислого газа также становится объектом исследований. Углекислый газ применяется, в частности, для повышения продуктивности растений в теплицах.

Действие удобрений

Для экономии удобрений применяют различные технологии точного земледелия, например, дифференцированное внесение.

Читайте также: