Какие удобрения более подвержены вымыванию аммиачные нитратные аммонийно нитратные

Обновлено: 25.06.2024

Сырьем для производства азотных удобрений являются аммиак и азотная кислота, синтезируемые из атмосферного азота или утилизируемые из отходящих газов различных производств (переработка нефти, угля, газа). В зависимости от того, в какой форме представлен азот в туках, азотные удобрения подразделяют на нитратные (селитры), аммиачные (аммонийные), аммиачно-нитратные и амидные.

Нитратные удобрения

Эти удобрения содержат азот в виде нитратов - солей азотной кислоты (HNO₃). Они хорошо растворимы в воде, не поглощаются почвой и легко вымываются из пахотного слоя в грунтовые воды при внесении удобрений задолго до посева сельскохозяйственных культур. Поэтому во влажных районах, особенно на легких почвах, вносить их под яровые культуры осенью нецелесообразно. Нитратные удобрения легко усваиваются растениями. Они наиболее пригодны для предпосевного внесения и подкормки, когда растениям требуется усиленное азотное питание. Нитратные формы азотных удобрений являются физиологически щелочными, так как при поглощении растениями азота в виде нитратного иона большая часть оснований остается в почве. К нитратным азотным удобрениям относят натриевую и кальциевую селитры.

Натриевая селитра (азотнокислый натрий, нитрат натрия, или чилийская селитра) содержит 16,4 % азота и 26 % натрия. Ее получают при нейтрализации азотной кислоты содой или едким натром:
Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + Н₂O + СO₂, NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + Н₂O + СO₂.

Натриевую селитру получают также из естественных залежей чилийского месторождения, где содержание ее местами доходит до 95 %. Поэтому данное удобрение нередко называют чилийской селитрой. Натриевую селитру можно использовать на всех почвах и под все культуры. Однако поскольку она является физиологически щелочным удобрением, ее более эффективно применять на кислых неизвесткованных почвах нечерноземной полосы. Наиболее отзывчива на внесение натриевой селитры сахарная и кормовая свекла.

Кальциевая селитра (нитрат кальция, известковая селитра, норвежская селитра, или азотнокислый кальций) содержит 14 - 14,5 % азота в нитратной форме и 1 - 1,5 % в аммиачной. Выпускают ее в гранулированной форме или в виде чешуек. Она является физиологически щелочным удобрением. Обладает очень высокой гигроскопичностью и слеживаемостью. Поэтому ее необходимо упаковывать в водонепроницаемую тару. Для улучшения физических свойств кальциевой селитры допускается поверхностная обработка ее парафинистым мазутом при использовании последнего до 1 % веса удобрения. Кальциевую селитру получают при нейтрализации азотной кислоты известняком:
СаСО₃ + 2HNO₃ = Са (NO₃)₂ + Н₂O + СO₂.

Кальциевая селитра, являясь щелочным удобрением, наиболее эффективна на кислых почвах, особенно при внесении под чувствительные к кислотности и поглощающие большое количество кальция культуры - яровую пшеницу, ячмень, горох, сахарную свеклу и др.

Аммиачные удобрения

Они содержат азот в хорошо усвояемой растениями аммиачной (аммонийной) форме. В отличие от нитратных форм, аммиачные удобрения хорошо поглощаются почвой, что предохраняет их от вымывания, особенно при осеннем внесении на легких почвах.

Аммиачные удобрения относятся к физиологически кислым в связи с избирательным поглощением растениями аммиака и постепенным переходом его в почве в нитраты под влиянием нитрифицирующих бактерий. Интенсивность нитрификации зависит от аэрации, влажности и температуры почвы, а также от реакции почвенного раствора. Наиболее интенсивно процесс нитрификации проходит на почвах при рН 8,5 и температуре 20 - 35 °С. Поэтому переход аммиака в нитраты возрастает в весенне-летний период, резко ослабляется осенью и приостанавливается зимой. К аммиачным азотным удобрениям относят сульфат аммония, сульфат аммония-натрия, жидкий (безводный) аммиак, аммиачную золу и хлористый аммоний.
Сульфат аммония (сернокислый аммоний) - это кристаллический порошок, содержащий 21 % азота. Он образуется при взаимодействии аммиака с серной кислотой:
2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄.

Сульфат аммония - физиологически кислое удобрение, поэтому наиболее целесообразно использовать его на насыщенных основаниями почвах - черноземах, каштановых почвах, сероземах. Применять сульфат аммония на кислых почвах можно лишь после известкования или нейтрализации почвы. Сульфат аммония пригоден для всех способов внесения, в том числе и для допосевного осеннего, так как поглощение аммиака почвенными коллоидами предотвращает его от вымывания. В теплую погоду аммиак переходит в нитраты, которые могут выщелачиваться из почвы атмосферными осадками. Наиболее отзывчивы на сульфат аммония субтропические культуры, чай, а также поливные культуры (рис, хлопчатник и др.).

Сульфат аммония-натрия содержит 17% аммиачного азота и 8 % натрия. Это кристаллическая соль желтоватого цвета. В почве ведет себя так же, как и сульфат аммония. Подкисляющее действие сульфата аммония-натрия на почву из-за присутствия натрия несколько слабее, чем у сульфата аммония. Сульфат аммония-натрия наиболее эффективен на почвах, насыщенных основаниями. Используя это удобрение на кислых почвах, необходимо проводить их известкование или нейтрализацию самого тука. Его можно применять под все культуры при основном и при посевном внесении, а также при подкормке. Наибольший эффект от сульфата аммония-натрия наблюдается у сахарной свеклы, положительно отзывающейся на натрий.

Аммиачно-нитратные удобрения

Эти удобрения содержат азот в аммиачной и нитратной формах. К указанным удобрениям относится аммиачная селитра и известково-аммиачная селитра.

Аммиачная селитра (нитрат аммония, азотнокислый аммоний, аммонийная селитра) содержит 34 % азота - половину в подвижной, быстро усвояемой нитратной форме и половину в медленно и продолжительно действующей аммиачной. Удобрение полностью используется растениями. Аммиачная селитра является наиболее распространенным азотным удобрением в СССР. Производство ее основано на нейтрализации газообразным аммиаком 45 - 58 %-ной азотной кислоты с последующим упариванием получаемого раствора:
NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃.
Для сельского хозяйства удобрение выпускают в гранулированном виде.
Аммиачная селитра является физиологически кислым удобрением, но ее подкисляющее действие значительно слабее, чем действие хлористого аммония и сульфата аммония.

Аммиачная селитра - универсальное азотное удобрение. Ее можно использовать на всех почвах под все сельскохозяйственные культуры при основном и при посевном внесении, а также и при подкормке, в том числе и при поверхностной (озимых культур, лугов и пастбищ). Применение аммиачной селитры на кислых не-произвесткованных почвах в течение нескольких лет без нейтрализующих добавок может привести к снижению ее эффективности.
Аммиачную селитру нельзя смешивать с органическими удобрениями, торфом, соломой и опилками, так как возможны самовозгорание и взрыв от детонации.

Амидные удобрения

Эти удобрения содержат азот в амидной форме. В почве амиды превращаются в аммиак и нитраты. К амидным азотным удобрениям относят карбамид, мочевино-формальдегидные удобрения и цианамид кальция.

Карбамид (мочевина, диамид угольной кислоты) содержит 46 % азота, являясь самым концентрированным из азотных удобрений. Для использования в сельском хозяйстве промышленность выпускает карбамид в виде гранул белого или желтоватого цвета, размером 1 - 2,5 мм. Для подкормки животных используют карбамид с более мелкими гранулами - размером 0,2 - 1 мм. Получают карбамид из аммиака и углекислоты под давлением 180 - 200 атм при температуре 185 - 200 °С:
2NH₃ + СO₂ = СО (NH₂)₂ + Н₂O.

Внесенный в почву карбамид под влиянием уробактерий в течение двух-трех дней аммонизируется, превращаясь в углекислый аммоний. Затем ионы аммония под действием нитрифицирующих бактерий переходят в нитраты, подкисляющие почву. При основном внесении этого удобрения под различные сельскохозяйственные культуры на разных почвах мочевина оказывает такое же действие, как и аммиачная селитра. В орошаемых условиях эффективность карбамида вследствие меньшего выщелачивания превышает эффективность аммиачной селитры.

Мочевино-формальдегидные удобрения (МФУ, карбамиформ, уреаформ) представляют собой белый аморфный негигроскопичный порошок. Это медленно действующее удобрение. Содержит 33 - 42 % азота, из них только 3 - 10 % в водорастворимой форме. Следовательно, эти удобрения можно вносить в почву в больших дозах без опасения вымывания даже в районах с избыточным увлажнением и на орошаемых землях.

Цианамид кальция (кальций цианамид) содержит 17 - 19 % азота, является кальциевой солью цианамида. Это сильно пылящий порошок темно-серого или черного цвета из-за примеси 10 - 15% углерода. Для устранения распыления цианамида кальция к нему добавляют до 3 % нефтяных масел, отчего он пахнет керосином. Получают цианамид кальция из азота и карбида кальция при температуре 1100 ºС:
N₂ + СаС₂ = CaCN₂ + С.

В почве под действием воды и углекислого газа цианамид переходит сначала в кислую соль цианамида кальция [Ca(HCN₂)₂], затем - в свободный цианамид (H₂CN₂), из которого образуется мочевина [CO(NH₂)₂]. Мочевина, в свою очередь, под влиянием уробактерий превращается в карбонат аммония.
Цианамид кальция необходимо вносить в почву не менее чем за 10 дней до посева, так как неразложившееся удобрение повреждает семена и корни растений.

Азотные удобрения должны вноситься в почву в такие сроки, чтобы растение могло их усвоить незадолго до начала интенсивного роста. Поэтому подкормку озимых культур азотными удобрениями проводят весной. Осенью при своевременном посеве всходы озимых обеспечиваются в достаточном количестве азотом, который освобождается в почве в результате минерализации органических остатков. Внесение азотных удобрений осенью вызывает интенсивный рост растений, что неблагоприятно влияет на их зимостойкость. Кроме того, азот, не использованный растениями до наступления морозов, обычно вымывается весной.
При внесении азотных удобрений весной справедливо положение: лучше слишком рано, чем слишком поздно. Однако на легких почвах при очень раннем внесении азотных удобрений возможно их вымывание.

Под яровые зерновые культуры азотные удобрения наиболее целесообразно вносить незадолго до посева, так как действие азота в этом случае наиболее эффективно. Удобрения хорошо перемешиваются с почвой при предпосевных обработках, одновременно разрыхляются следы от разбрасывателя удобрений.

Под пропашные культуры, особенно на засоренных участках,, азотные удобрения вносят незадолго до посева или при предпосевной обработке почвы. Под зерновые культуры более высокие дозы азотных удобрений вносятся в несколько сроков. При этом возрастает опасность полегания посевов. Самым благоприятным сроком для второй подкормки, обусловливающей образование сухого вещества и белка при отсутствии опасности полегания посева, является время перед началом колошения или начало колошения.

Норма азота определяется биологическими особенностями возделываемых культур, предшественником в севообороте, почвенно-климатическими условиями, а также обеспеченностью почвы другими минеральными и органическими удобрениями. Для зерновых культур доза ограничена опасностью полегания стеблей. На посевах других культур одностороннее обильное азотное удобрение вызывает интенсивный рост вегетативной массы, что может неблагоприятно сказаться на формировании урожая. При бобовом предшественнике, а также в случае применения зеленого удобрения или навоза необходимо учитывать освобождение азота последними.

Уровень азотного питания должен обеспечивать высокие хозяйственные и технологические качества получаемой продукции. Например, для пивоваренного ячменя требуется низкое содержание азота в зерне, а для кормового ячменя, наоборот, желательно высокое содержание.

Использование внесенных азотных удобрений растениями зависит от дозы, вида возделываемых культур, предшественника, почвенных условий, срока внесения, погоды и наличия в почве других элементов питания растений. Считается, что на создание урожая затрачивается от 50 до 70 % внесенного азота. Остальная часть теряется или в небольшой части закрепляется в форме органических соединений в почве.

Высокие потери азота могут быть следствием плохого использования минеральных удобрений, т. е. азот, остающийся после окончания вегетационного периода, вымывается с осадками из почвы, либо улетучивается в результате разложения удобрений.

Величина потерь от вымывания зависит от количества осадков, поглотительной способности почвы, формы удобрений и -растительного покрова. Вымыванию подвержены преимущественно нитраты и только в незначительной степени ионы аммония и органически связанный азот. Легкоподвижны также цианамид кальция и мочевина. Хотя оба эти удобрения при благоприятных условиях очень быстро подвергаются превращению в почве, они могут вымываться при неблагоприятных условиях. Наиболее сильное вымывание происходит в зимне-весенние месяцы, когда вода не поглощается растениями и не испаряется, а избыток влаги просачивается на большую глубину. Во время вегетационного периода азот вымывается только весной в начале роста растений. На легких почвах при большом количестве осадков вымывание азота может происходить и при наличии покрова растений.

Потери азота могут быть обусловлены улетучиванием аммиака. Это происходит при внесении аммиачных удобрений, которые разлагаясь в нейтральных и щелочных почвах, образуют аммиак. Потери зависят от поглотительной способности почвы, концентрации аммиака и площади соприкосновения аммиаксодержащего почвенного раствора и атмосферы. В связных почвах освобождающийся аммиак связывается поглощающим комплексом, в песчаных же почвах он не закрепляется и улетучивается.

Сравнение эффективности различных элементов питания растений свидетельствует о том, что наибольшее повышение урожая на 1 кг действующего вещества для азота значительно выше. Эффективность эта значительно возрастает при регулярном снабжении почвы органическим веществом. Существует также взаимосвязь между эффективностью азота и структурой почвы. На почвах с плохой структурой, с плохой водопроницаемостью, недостаточной аэрацией действие сильнокислых и биологически малоактивных азотных удобрений выражено слабо.

Аммонийно-нитратные удобрения содержат азот сразу в двух формах: аммонийной и нитратной. Относятся к азотным удобрениям. Применяются во всех почвенно-климатических зонах, под любые культуры для основного, припосевного внесения и подкормок.

Содержание:

Получают аммонийно-нитратные удобрения на основе взаимодействия азотной кислоты с газообразным аммиаком.

Виды аммонийно-нитратных удобрений

К группе аммонийно-нитратных удобрений относится аммиачная селитра (NH₄NO₃), сульфо-нитрат аммония (NH₄)₂SO₄*2NH₄NO₃+(NH₄)SO₄, известково-аммонийная селитра (NH₄NO₃*CaCO₃). [5]

Аммиачная селитра

(NH₄NO₃) – гранулированное удобрение. Содержит 34 % азота. Чистая аммиачная селитра очень гигроскопична и сильно слеживается.

Аммиачная селитра

Для устранения этого нежелательного явления ее гранулируют, предварительно добавив тонкоразмолотую фосфоритную муку, гипс, каолинит, нитрат магния и другие вещества. [5] (фото)

Известково-аммонийная селитра

(NH₄NO₃*CaCO₃) – гранулы с различным соотношением компонентов NH₄NO₃ : CaCO_3. Соотношение варьирует от 80: 20 до 56: 47. Наилучшие физико-химические свойства наблюдаются у продукта, содержащего 20,5 % азота, при соотношении NH₄NO₃:CaCO₃ как 60 к 40 %. Промышленность выпускает удобрения с содержанием азота 26–28 %. Удобрение менее гигроскопично, чем чистая аммонийная селитра, не взрывоопасно. Известково-аммонийная селитра распространена в странах Западной Европы. В России она не выпускается из-за пониженного содержания азота и плохой транспортабельности. [5]

Сульфо-нитрат аммония (NH₄)₂SO₄*2NH₄NO₃+(NH₄)₂SO₄) (сульфат-нитрат аммония, монтан-селитра, лейна-селитра). Содержит 25–27 % азота, из них в аммонийной форме 18–19 % и в нитратной 7–8 %. Внешне сульфат аммония – сероватое мелкокристаллическое или гранулированное вещество. Хорошо растворим в воде, гигроскопичность меньше, чем у аммонийной селитры. При хранении в сухом помещении сохраняет рассыпчатость.

По действию на растения и поведению в почве близок к сульфату аммония, однако обладает значительной потенциальной кислотностью, поэтому при применении на кислых почвах необходимо проводить предварительное известкование или нейтрализацию самого удобрения. [5]

Виды аммонийно–нитратных удобрений

Применение

Сельское хозяйство

Аммонийно-нитратные удобрения применяются в качестве минеральных удобрений для повышения плодородия почв. [3]

Промышленность

Аммонийно-нитратные удобрения находят применение в различных отраслях промышленности. Так, аммиачная селитра применяется для производства взрывчатых веществ и в атомной энергетике. [4]

Поведение в почве

При внесении в почву аммонийно-нитратные удобрения быстро растворяются в почвенном растворе и диссоциируют на катионы и анионы.

Аммонийная составляющая удобрений (NH₄ + ) вступает в обменные реакции с ионами твердой фазы почвы и в дальнейшем трансформируется так же, как и азот аммонийных удобрений. [3]

Нитратная составляющая – анион NO - ₃ – в теплое время года сразу поглощается корневой системой растений. Осенью, зимой и весной он свободно мигрирует в почве с грунтовыми водами и может вымываться из корнедоступного слоя. Поведение нитратной группы в почве аналогично нитратным удобрениям. [3]

Сера в составе сульфо-групп(SO₄ 2- ) легкодоступна растениям и быстро поглощается из почвенного раствора корневыми системами. [2]

Известь CaCO₃ известна как идеальное средство нейтрализации кислотности почв и обеспечения их кальцием. [5]

Применение на различных типах почв

Аммонийно-нитратные удобрения с некоторыми нюансами используются в различных почвенно-климатических условиях.

На почвах, насыщенных основаниями

аммиачную селитру можно применять в чистом виде, поскольку несмотря на то, что это физиологически кислое удобрение, в данном случае в почвенном растворе образуются азотистые соли кальция (магния), и он не подкисляется даже при систематическом использовании удобрения.

На

кислых дерново-подзолистых почвах, в составе которых содержится мало кальция в поглощенном состоянии и много ионов водорода, в почвенном растворе образуется кислота. Однако это подкисление временное. Оно исчезает по мере использования нитратного азота растениями. Здесь и на других почвах с кислой реакцией рекомендуется проводить известкование или применять известково-аммонийную селитру. [1]

Азот в качестве элемента питания играет первостепенную роль в росте, развитии и плодоношении растений, принимая разные химические формы. С одной стороны, азот — это благо, а с другой — угроза, поскольку опасны многочисленные изменения, которые с ним происходят в окружающей среде при внесении азотных и органических удобрений. Растениям для развития нужно строго определенное количество азота, а его избыток или недостаток вызывают неблагоприятные последствия.

Меняющийся климат, распространение болезней и вредителей, повторяющиеся засухи, высокие затраты в аграрной сфере и неопределенная ситуация на рынках показывают, что небольшая ошибка в обращении с азотом может дорого обойтись земледельцу и окружающей среде. Поэтому проводимую в аграрном секторе деятельность следует ориентировать на моделирование высококачественного производства при сохранении оптимальных затрат и заботе об экологии.

Откуда взялся азот и в чем его польза?

Наиболее важны функции азота в процессах структурообразования у растений — в качестве основного строительного компонента, регулирования усвоения других макро- и микроэлементов, протекания в растении биохимических реакций. В качестве компонента генетической информации азот участвует в репродуктивной функции, а как переносчик энергии молекул обеспечивает энергетическую функцию. В итоге азот оказывает огромное влияние на продуктивность и качество урожая сельскохозяйственных культур.

Чтобы быть эффективным для культур, азоту нужно постоянное присутствие других макро- и микроэлементов (калия, фосфора, кальция, магния, серы, железа, бора, меди, марганца, цинка, молибдена, кобальта, кремния и др.), необходимых для правильного функционирования растений. Недостаток каждого из них также вызывает нарушения в развитии растений (табл. 1).

Формы азота в почве подвержены преобразованиям

В наших минеральных почвах общее содержание азота составляет в среднем 0,06-0,3%, а органические почвы могут содержать до 3,5% азота. Из всего общего количества азота только 1-5% приходится на долю минеральных соединений, которые потребляют растения в форме иона аммония NH₄+ и нитрат иона NO₃-. Остальное количество азота в почве (95%) составляют органические соединения Nорг, для разложения и перевода которых в доступную для растений минеральную форму требуется время и условия.

К легкоразлагаемому в почве органическому азоту относятся корневые и надземные послеуборочные остатки, виды органических удобрений, солома и зеленые удобрения.

Формы азота в питании растений

Состояние питания растений определяется формами азота, которые поглощает растение: NH₄+ и нитрат иона NO₃-. В природе также существует несколько десятков видов микроорганизмов, которые способны связывать атмосферный азот N₂. Многие растения из семейства бобовых, благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями, способны фиксировать атмосферный азот.

Почвенный поглощающий комплекс имеет отрицательный заряд, поэтому способен притягивать и удерживать положительно заряженные элементы питания и отталкивать отрицательно заряженные. Если поглощающий комплекс почвы притягивает определенные формы азота, то они не выщелачиваются, что полезно для плодородия. Некоторые формы азота могут отталкиваться частицами почвы, что вызывает большие потери элемента.

Катион аммония NH₄+ имеет положительный электрический заряд, благодаря которому хорошо удерживается почвой. А вот нитратная форма NO₃- является анионом с отрицательным зарядом, поэтому слабо удерживается почвой и легко вымывается (табл. 2).

Что наиболее выгодно с точки зрения питания растений, экологической безопасности и экономики? Это взаимодействие нитратной и аммонийной формы.

Потери азота

Какой коэффициент использования азота растениями из минеральных удобрений? Обычно не более 70%, и это хороший результат. Исследования показывают, что в отдельных случаях азот из минеральных удобрений может использоваться всего на 20%, что свидетельствует о впустую затраченных средствах.

Какие процессы оказывают влияние на размеры потерь азота? Выщелачивание и улетучивание NO₃-, а также вызываемая бактериями Alcaligenes, Pseudomonas, Flavobacterium, Bacillus денитрификация, которая с химической точки зрения выглядит следующим образом:

C₆H₁₂O₆ + 4NO₃- → 6CO₂ + ↑2N₂ + 6H₂O + энергия

Газообразные потери N₂ представляют собой экологическую проблему, поскольку восстановление нитратов до N₂ — это естественный процесс. К сожалению, образующиеся закись NO и окись N₂O азота являются парниковыми веществами, разрушающими озон.

Вымыванию больше подвержена нитратная форма азота NO₃-. Нитрат-ионы мигрируют с дождевой водой, перемещаются в почвенном профиле с капиллярной водой. Это еще один источник потерь. Избыток нитратов на песчаных почвах осенью — это практически 100% вымывание из почвы. В глинистых почвах риск вымывания снижается до 50%.

На вымывание нитратов из почвы влияет погода, затяжная осень, мягкая зима, сильные снегопады, быстрые оттепели ранней весной, проливные дожди.

На потери азота от вымывания влияет стратегия внесения азотного удобрения:

большое количество минерального азота в почве с осени;
высокие дозы минерального азота ранней весной;
трансформация минерального азота в почве;
вид азотного удобрения;
срок внесения и доза удобрения.

Сдерживает потери азота в холодное время растительный покров и правильная агротехника: севооборот, структура почвы, уклон и фактура участка.

уреаза
H₂N - CO – N-H₂ + 2H₂O → (NH₄)₂CO₃

Гидролиз мочевины обычно приводит к газообразным потерям азота в виде аммиака NH₃. Это происходит вскоре после поверхностного внесения мочевины без заделки в почву и при длительном отсутствии осадков. Процесс потерь аммиака ускоряется при высокой температуре, недостаточном уровне рН и на легких почвах. По оценкам разных ученых, потери азота из мочевины в разных условиях (луга, культуры) могут достигать 20-90%. Почему они такие высокие?

После поверхностного внесения мочевины без заделки в почву и при длительном отсутствии осадков происходят газообразные потери азота в виде аммиака!

Чем дольше мочевина лежит на почве или в почве в нерастворенном виде, тем больше потери азота в виде аммиака и не только. Аммиак повреждает растения, снижает всхожесть, а попадая в атмосферу, возвращается в окружающую среду с дождем, способствуя подкислению почвы и эвтрофикации водоемов.

Однако у мочевины много преимуществ. Прежде всего, низкая стоимость, низкая взрывоопасность производства, транспортировки и хранения. Благодаря высокому содержанию азота она удобна для внесения на поля.

Глобальная задача современного сельского хозяйства

Как снизить потери азота из мочевины и максимально использовать азот из минеральных удобрений? Проблема повышения эффективности использования питательных веществ давно беспокоит ученых. За последние годы для решения этой задачи были разработаны и предложены производству разные технологии, призванные решить экономические (повышение рентабельности производства), социальные (более высокое качество сельхозкультур) и экологические (азотный баланс) аспекты.

Важнейшей задачей на данный момент является повышение эффективности всех видов удобрений, в том числе и азотных, значительная часть питательных элементов из которых теряется. Наукой доказано, что в первый год после внесения минеральных удобрений растениями используется: азот — до 70%, калий — на 50-60%, фосфор — на 10-25%.

Уже много лет наука трудится над способами снижения потерь азота, решая экологические и экономические проблемы. Агрохимическая промышленность разрабатывает особые виды удобрений, которые сдерживают потери азота из минеральных удобрений. К этой группе относятся стабилизированные удобрения, содержащие ингибиторы нитрификации или ингибиторы уреазы. Ингибиторы — это вещества, замедляющие процессы превращения азота.

Ингибиторы нитрификации замедляют окисление иона аммония (NH₄+) до иона нитрата (NO₃-) многочисленными почвенными бактериями (включая Nitrosomonas и Nitrobacter). Задерживая превращение аммония в нитрат — уменьшают количество нитратов в почве, процесс их вымывания и денитрификации. Такое замедление на практике длится от 4 до 10 недель и сильно зависит от температуры почвы. Цель использования ингибиторов нитрификации — повышение эффективности использования азота культурами.

Многие природные и искусственно созданные соединения обладают свойствами, замедляющими процесс нитрификации. Однако большая часть таких соединений обладает токсичностью по отношению к почвенным микроорганизмам, животным и человеку.

Поэтому к ингибиторам нитрификации предъявляют высокие требования, которые должны иметь способность:

замедлять или блокировать окисление катиона аммония (NH₄+) без превращения анионов нитрита (NO₂-), что делает невозможным дальнейшее окисление до нитрат-аниона (NO₃-);
блокировать процесс нитрификации на несколько недель после применения;
быть безопасными для фауны, флоры и человека в используемых дозах;
быть рентабельными.

Как добиться максимальной эффективности азота через сбалансированное питание растений

Преимущества использования ингибиторов нитрификации сводятся к более низким выбросам парниковых газов (NO и N₂O), снижению вымывания азота в поверхностные и грунтовые воды, улучшению усвоения растениями фосфора и микроэлементов из почвы.

К недостаткам ингибиторов нитрификации можно отнести то, что полевые испытания в большинстве случаев не показывают значительного воздействия этих вещества на урожай. Ингибиторы нитрификации отрицательно влияют на почвенные микроорганизмы, а имеющиеся на рынке вещества работают недостаточно долго (не стабильны). К тому же замедление нитрификации снижает вымывание азота в грунтовые воды, но не устраняет его полностью.

Что можно сказать об ингибиторах уреазы, которые замедляют гидролиз мочевины ферментом уреазой. Мочевина содержит азот в амидной форме, которую растения не могут напрямую усвоить. После перехода амидной формы в аммонийную (гидролиз мочевины) растения способны поглощать азот из мочевины.

Гидролиз мочевины вызывает большие потери газообразного азота в виде улетучивания аммиака, что происходит при поверхностном внесении удобрения. Летучий аммиак может повредить проростки или рассаду, уменьшая всхожесть и силу роста растениий, приводя к экономическим потерям. В зависимости от температуры воздуха, влажности почвы и инсоляции потери азота могут составлять 80% (особенно при подкормке кукурузы). Ингибитор уреазы позволяет устранить или значительно уменьшить эти потери.

Образующаяся из амидной формы мочевины аммонийная форма азота очень мало перемещается в почве, поэтому азот размещается в верхней части почвенного профиля, что неблагоприятно для большинства культур. Процесс нитрификации в этом случае также более интенсивен. Причина этого — более быстрое повышение температуры на небольшой глубине почвы и большая доступность кислорода. Нитрификация, а значит большое количество нитратного азота в почве — это потеря денег и экологический риск.

Влияние азотного питания на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы в Северо-Западном регионе РФ

Ингибитор уреазы останавливает гидролиз мочевины. Продолжительность блокирования действия уреазы зависит от дозы используемого ингибитора. Амидная форма мочевины благодаря нейтральному электрическому заряду подвижна в почве, в отличие от аммонийной формы.

Следовательно, гидролиз мочевины на поверхности почвы при подкормке или неглубоко в почве (мелкие обработки почвы) провоцирует ситуацию образования в верхнем слое почвы большого количества аммиачной формы, что делает корневую систему ленивой для поиска питания (неспособна проникать в более глубокие слои). Ингибитор уреазы, замедляющий гидролиз мочевины, заставляет амидную форму азота перемещаться в корневую зону, где происходит переход в аммонийную форму.

Современные ингибиторы уреазы блокируют гидролиз мочевины на поверхности почвы, поэтому потеря аммиака сводится к нулю. Ослабление процесса нитрификации также вызывает снижение потерь азота в результате процессов денитрификации и вымывания.

Азотные удобрения - неорганические и органические вещества, содержащие азот, которые вносят в почву для повышения урожайности. К минеральным азотным удобрениям относят амидные, аммиачные и нитратные.

Мочевина (карбамид) (NH2)2CO

Сульфат аммония (NH4)2SO4
Хлористый аммоний NH4Cl
Карбонат аммония (NH4)2CO3
Сульфид аммония (NH4)2S
Аммофос NH4H2PO4
Диаммофос (NH4)2HPO4

Натриевая селитра NaNO3
Кальциевая селитра Са(NО3)2
Калиевая селитра KNO3

Аммиачная селитра NH4NO3

Амидная форма усваивается только через листья. За 1-4 дня она превращается в аммонийную. Если удобрение содержит NH4 (аммонийную форму азота), то азот сразу же соединяется с почвой. Аммонийная форма азота не промывается, но недоступна растениям. Чтобы азот NH4 стал доступен растениям, должен пройти процесс нитрификации, т.е. бактерии должны превратить его в NO3 – нитратную форму азота. Нитратная форма азота NO3 усваивается только корнями, растение начинает её потреблять сразу же после внесения. Эта форма азота легко промывается (вымывается) с дождями, поливом.

Наглядно процесс трансформации одних форм азота в другие отображен на рисунке.

Карбамид содержит одну форму азота – Амидную. Как мы уже отмечали, эта форма усваивается только через листовую поверхность. Для превращения в доступную нитратную форму может понадобится 40-45 дней и температура не ниже +5…+10°С. В холодное время года карбамид неэффективен. Азот, который содержится в карбамиде, будет доступен растению только после преобразования бактериями в нитратную форму. В двух словах! Если вы захотели подкормить помидору, яблоню или виноград и выбрали для этого карбамид то применять его нужно по листу, если насыпать под корень или полить им растение то эффект от него наступит через 10-20 дней.

Сульфат аммония содержит одну форму азота - Аммиачную + серу (важнейший элемент для роста растения). Также как и карбамид, толк от него будет! Но Эффект будет заметен только через 7-18 дней.

Кальциевая селитра содержит одну форму нитратного азота NO3 + кальций Са. Одно из лучших удобрений для быстрого устранения азотного голодания растения. Если вы решили подкормить азотом свои растения, то после его применения растения сразу же начинает потреблять азот. Эффект от применения будет заметен уже на следующий день! Плюс в ней содержится кальций, незаменимый элемент. Кальций снижают поступление избыточного количества азота в растение, способствуют увеличению прочности клеточных стенок, повышению накопления сухого вещества - увеличению резистентности к заболеваниям и вредителям, улучшению транспортабельности плодов и лежкости.

Калиевая селитра содержит одну форму нитратного азота NO3 + калий K. По своим свойства похожа на кальциевую.

Читайте также: