Тема 6. Азотные удобрения

1. Классификация удобрений.

2. Роль азота в жизни растений.

3. Круговорот и баланс азота в земледелии.

4. Классификация азотных удобрений, их состав и свойства.

5. Трансформация азота удобрений в почвах и его использование.

6. Применение азотных удобрений.

7. Биологический азот в земледелии.

Под удобрениями понимают вещества, предназначенные для улучшения питания растений и повышения плодородия почв в целях увеличения урожая с-х растений и улучшения качества получаемой продукции.

По способу производства удобрения подразделяются на промышленные и местные.

Промышленные - почти все минеральные удобрения, получаемые на специальных химических туковых заводах.

Местные – удобрения,получаемые в местах их использования, непосредственно в хозяйствах или вблизи них(навоз, птичий помет, зеленые удобрения и др.)

По химическому составу удобрения подразделяются на минеральные и органические.

Минеральные удобрения– это промышленные или ископаемые продукты, содержащие элементы, необходимые для питания растений и повышения плодородия почв. Их получают из минеральных веществ,путем химической и механической переработки. Это, главным образом, минеральные соли.

Минеральные удобрения бывают простые (содержащие один элемент) и комплексные (содержащие одновременно два и более элементов питания).

Органические удобрения содержат питательные вещества, главным образом, в составе органических соединений(навоз, солома) Содержание питательных веществ (%д.в.) в удобрениях выражают в %,в пересчете на азот, фосфор и калий.

Комплекс последовательно производимых операций по внесению удобрений, составляет технологию внесения удобрений. Она предусматривает дозы удобрений, приемы,сроки и способы внесения и заделки.

Доза удобрения – его количество, вносимое под с-х культуру за один прием или за весь вегетационный период.

Три приема (основное,припосевное, подкормка).

Сроки внесения – осеннее,весенние, летние.

Способы внесения – сплошной(разбросной), местный (рядковый), ленточный и др.

Способы заделки – под плуг, культиватор, борону.

По агрегатному состояниютвердые и жидкие, газообразные (СО2в теплицах).

Твердые бывают порошковидные(частицы менее 1 мм),кристаллические (размер кристаллов более 0,5 мм), гранулированные (гранулы более 1 мм).

Гигроскопичность – способность поглощать влагу из воздуха.

Азотные удобрения

Роль азота в жизни растений

Азот – один из основных элементов, необходимых для растений. Он входит во все простые и сложные белки, которые являются составляющей частью протоплазмы растительных клеток.

Азот содержится в хлорофиле, фосфатидах, алколоидах и многих других органических соединениях. Регулируя азотное питание растений, можно в значительной степени корректировать уровень урожаяс-х культур.

Азот является ведущим фактором в повышении урожая с-х культур.

При хорошем азотном питании растения образуют мощные стебли и листья, имеющие интенсивно зеленую окраску. Однако,односторонние избыточное азотное питание, особенно во второй половине вегетации.

В первую очередь дефицит азота сказывается на развитие вегетативной массы: листья мелкие, светло-зеленые,преждевременно желтеют, стебли тонкие слабо ветвятся. Урожай резко снижается, снижается содержание белка у зерновых. Больше всего азота в семенах.

Основными источниками азота являются соли азотной кислоты и аммония.

Классификация азотных удобрений

Азотные удобрения в зависимости от формы соединения азота подразделяются на следующие виды:

Нитратные – натриевая (NaNO₃) и кальциевая Ca(NO₃)₂ селитры.

Аммонийные – сульфат ((NH₄)₂SO₄)и хлорид (NH₄Cl) аммония, карбонат ((NH₄)₂CO₃)и бикарбонат (NH₄HCO₃) аммония.

Аммонийно-нитратные – аммонийная селитра (NH₄NO₃)

Аммиачные – безводный аммиак (NH₃), аммиачная вода (NH₄OH)

Амидные – мочевина (CO(NH₂)₂) и цианамид кальция CaCN₂

Нитратные удобрения

Натриевая селитра NaNO₃, N – 15-16%; Na – 26%.

Получают ее как побочный продукт при производстве азотной кислоты из аммиака. Мелкокристаллическая соль белогоцвета, серого или буровато-желтого, хорошо растворима в воде. При повышенной влажностиперекристаллизовывается в более крупные кристаллы. При правильном хранении в сухом состоянии не слеживается, сохраняет рассыпчатость и удобна для внесения в почву.

Кальциевая селитра Ca(NO₃)₂, N – 12-15%.

Побочный продукт при получении азотной кислоты из аммиака. Относится к сильно гигроскопичным удобрениям.Сильно отсыревает и слеживается, перевозят и хранят в мешках.

Использование. Можно применять повсеместно на разных почвах под все с-х культуры.Из-за низкого содержания азот перевозить на большие расстояния не выгодно. Кальциевая селитра равноценна натриевой, только при внесении под сахарную свеклу она уступает натриевой по эффективности. Натрий оказывает положительное влияние на отток углеводов из листьев в корни, следовательно, повышается содержание сахаров. Они быстро растворяют в почве, вступают в обменную реакцию с ППК.

(ППК)К⁺+ NaNO₃  (ППК)Na⁺+ КNO₃

NO₃^–осенью и зимой не поглощается, поэтому при промывном типе водного режима не рекомендуется вносить осенью. Применять под культивацию и в подкормку. Физиологически щелочные удобрения.

На дерново-подзолистых более пригодны. Так как снижают кислотность. Не рекомендуется вносить на солонцах.

Аммонийные

Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ N– 21,2, а в техническом продукте, идущем на удобрение – 20,5%. Широко применяют в орошаемом земледелии и в районах избыточного увлажнения, хорошо растворяется в воде. В сухом состоянии обладает хорошими физическими свойствами, гигроскопичность невелика, мало слеживается при хранении, хорошо рассеивается туковой сеялкой, кристаллическое вещество. Содержание примеси смоляных кислот, фенола и немного роданистого аммония. Эти примеси придают синеватую и красноватую окраску. Содержит 23-24% серы.

Сульфат аммония-натрия(NH₄)₂SO₄* Na₂SO₄ N – 16%; N₂O – 9%, и до 2,5% органических примесей. Отход промышленности, кристаллическая соль, желтого цвета. Хорошее удобрение для сахарной свеклы.

Хлорид аммония - NH₄Cl, N -24-25% и Cl -66.6% побочный продукт при производстве соды, мелкокристаллический белый или желтый порошок.

Хорошие физические свойства,малогигроскопичен, при хранении не слеживается, физиологически кислый, снижает урожайность картофеля. Льна. Вносить осенью, хлор вымывается.

Карбонат (NH₄)₂CO₃N - 21-24%и бикарбонат (NH₄HCO₃) N - 17% аммония

Карбонат аммония –кристаллическое вещество белого цвета, разлагается с выделением NH3 и переходит в бикарбонат.

Бикарбонат аммония, немедленно заделывать в почву

(ППК)Н⁺+ NH₄Cl  (ППК)NH₄⁺+ HCl

(ППК)Са⁺⁺ + (NH₄)₂SO₄ (ППК)2NH₄⁺ + CaSO₄

Физиологически кислые соли. Вносят до посева.

Аммонийно-нитратные удобрения

Аммонийная (аммиачная)селитра - NH₄NO₃, N – 34,6%. Получают нейтрализацией азотной кислоты, аммиаком. Хорошо растворяется в воде, гранулирована (1-4 мм)не более 0,3% влаги, реакция нейтральная или слабо кислая. Упаковывается в полиэтиленовые мешки. В большие штабеля укладывать нельзя, т.к внизу будет слеживаться. Огнеопасен и при определенных условиях может взрываться наиболее эффективна из азотных удобрений. При внесении быстро растворяется в почвенной влаге. Растения быстрее помещают NH₄,чем NO₃, поэтому относят к физиологически кислым удобрениям, однако ниже,чем у аммонийных удобрений. NH₄, в ППК, а NO₃ в почвенном растворе. Для повышения эффективности аммиачную селитру необходимо на кислых почвах известкование. Вносят до посева,в рядки, подкормка. На промывных почвах весной, подкормка.

Сульфонитрат аммония (NH₄)₂SO₄ * 2NH₄NO₃с примесью (NH₄)₂SO₄, N – 25-27%. Сероватое мелкокристаллической или гранулированное вещество. Получают путем механического смешивания 65% сульфата аммония и 35% нитрата аммония. Хорошо растворимое в воде, меньшая гигроскопичность, чем аммонийная селитра. В сухом помещении не слеживается. По действию близкое к сульфат аммония. Применение на кислых почвах требует предварительного известкования.

Известково-аммонийная селитра - NH₄NO₃*СаСО₃, N – 20,5%, получают сплавление нитрата аммония с известняком, гранулированное, соотношениеNH₄NO₃ : СаСО₃ 60:40, менее гигроскопично, не взрывоопасно,широко используется в западной Европе.

Аммиачные

Жидкий аммиак - NH₃, N – 82,3%. Пути сжижения газообразного аммиака под давлением. Внесенный в почву жидкий аммиак превращается в газ, который адсорбируется почвенными коллоидами и поглощается почвенной влагой, образуя гидроксид аммония. Хорошо растворим в воде, на тяжелых почвах поглощается лучше, чем на легких. В первые дни после внесения реакция смещается в сторону подщелачивания. Через 1-2 недели микробиологические процессы восстанавливаются

Водный аммиак (аммиачная вода) NH₃ + NH₄OH +Н₂О, N – 20,5% (25% аммиак) и 16,4% - N (20% NH₃). NH₃–адсорбируется коллоидами. Немедленная заделка на глубину 10-12 см. Применяют в основное внесение,подкормка.

АмидныеМочевина (карбамид) CO(NH₂)₂, N– 46%. Азот находится в органической форме в виде амида карбаминовой кислоты. Исходный продукт для производства NH3 + СО2 при высоком давлении и t -150-220о. белое и желтоватое кристаллическое вещество. Гигроскопичность не большая. При хранении может слеживаться, выпускают в гранулированном виде (1-3 мм гранулы) Обладает лучшими физическими свойствами, почти не слеживается, сохраняет хорошую рассеваемость. В процессе грануляции под влиянием повышенной температуры в мочевине образуется биурет.

2CO(NH₂)₂  CO(NH₂)₂ НN + NH₃

При содержании более3% биурет становится токсичным для растений. В почве он разлагается за 10-15 дней. При внесении быстро растворяется почвенной влагой и под действием уреазы , растительных остатков микрофлоры быстроаммонифицируется, превращаясь в карбонат аммония.

CO(NH₂)₂+ 2Н₂О  (NH₄)₂СО₃

Карбонат аммония непрочное соединения на воздухе, он разлагается с образование бикарбоната аммония и аммиака.

(NH₄)₂СО₃ NH₄НСО₃+ NH₃

Поэтому при поверхностном внесении могут быть потери. В почве карбонат аммония подвергается гидролизу с образованием бикарбонат аммония и NH4OH.

(NH₄)₂СО₃ + Н₂О  NH₄НСО₃+ NH₄OH

Происходит временное подщелачивание почвы, со временем аммоний подвергается нитрификации и почва подкисляется.Однако по мере усвоения азота в почве не остается не щелочных не кислотных остатков удобрений. Вносят в основное внесение на всех почвах под все с-х культуры, некорневая подкормка, необходимо сразу заделать в почве во избежание газообразных потерь.

Смешанные формы азотных удобрений

КАС – карбомид и аммиачная селитра водный раствор N -28-32%. Не содержит свободного аммиака. Плотность 1,26-1,33%. Реакция раствора нейтральная или слабощелочная. Основное внесение, подкормка (некорневые, прикорневые).

В первый год азот используется-60-70%.