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.

Медленнодействующие азотные удобрения

Характеризуются постепенным высвобождением азота.

Бывают:

- слаборастворимые в воде

- капсулированные

Слаборастворимые в воде получают конденсацией мочевины с альдегидами. Например: при применении формальдегида получают мочевиноформальдегидное удобрение с содержанием азота 38-40%, при использовании кротонового альдегида – кротонилидендимочевина (КДМ) содержание азота 32%. В связи с постепенным высвобождением азота из состава этих удобрений потерь практически не происходит (не вымываются, не улетучиваются, не переходят в труднодоступное состояние, не накапливается избыток нитратов). Эти удобрения перспективны для районов с избыточным увлажнением и орошением. Преимущество: возможность использования полной дозы удобрения до посева с/х культур и внесение увеличенных доз рассчитанных на 2-3 года. Существенный недостаток – несоответствие скорости высвобождения азота динамике потребления его растением в течение вегетации. Установлено что слаборастворимые удобрения не превосходят традиционные формы по влиянию на урожайность и качество. А во многих случаях урожай может быть и ниже.

Капсулированные удобрения – это удобрения гранулы которых покрыты пленками гидрофобных материалов (парафин, сера, формальдегидная смола и др.) Таким образом азот этих удобрений переходит в доступное состояние по мере разрушения пленок. Капсулированные удобрения менее гигроскопичны, не слеживаются при хранении. Преимущества и недостатки этих удобрений такие же как и у слаборастворимых. Основной недостаток ограничивающий их применение – это их высокая стоимость.

Дозы .Дозы как правило определяются с помощью таблиц средних рекомендуемых доз, разработанных НИИ на основе многочисленных полевых опытов проведенных в конкретных почвенно-климатических условиях. Такие таблицы предназначены для использования в соответствующем регионе. Дозы азота устанавливаются в зависимости от выращиваемой культуры и планируемой урожайности, степени насыщенности почв основаниями, типа почвы, содержания в почвах минеральных форм азота и т.д. Чем выше планируемая урожайность, тем больше азота необходимо вносить для ее получения. Высокое содержание минерального минеральных форм позволяет применять значительно более низкие дозы данного элемента. Дозы также могут рассчитываться балансовыми методами в которых за основу принимается вынос азота планируемой урожайностью культур. Полученные дозы могут корректироваться с учетом предшественников, действия органических удобрений. Например: выращивание какой-либо культуры после бобовых рекомендуется уменьшать дозы на 1/3-1/2. Внесение органических удобрений позволяет использовать пониженные дозы. Определение доз азота для проведения подкормок осуществляется как правило на основании результатов растительной диагностики. В нечерноземной зоне для основного внесения под озимые и яровые зерновые рекомендуется применение 45-90 кг/га азота. Под пропашные и овощные 60-120 кг/га азота. Под бобовые и зернобобовые 30-45 кг/га (стартовые). Дозы азота для припосевного внесения и подкормок в зависимости от культуры составляют 10-30 и 20-60 кг/га.

Сроки и способы.Основное внесение производят весной под предпосевную культивацию т.к. при осеннем использовании могут наблюдаться значительные потери азота. Осенью можно применять только аммонийные и амидные, однако нужно учитывать возможность их нитрификации, совершенно недопустимо вносить на легких почвах осенью, а также на торфянистых почвах и почвах подверженных эрозии. Для припосевного удобрения азотом в сочетании с фосфором используют комплексные удобрения. Широко рекомендуется применять весенние подкормки озимых зерновых.

Эффективность азотных удобрений.

Азотные удобрения эффективны на всей территории РФ. При использовании полного минерального удобрения (NPK) 50% прибавки рожая обеспечивает N, на Р и К приходится по 20-30%. При рациональном использовании 1 кг азотных удобрений позволяет получать дополнительно 8-15 кг зерна, 50-70 кг картофеля, 30-40 кг сахарной свеклы, 70-100 кг зеленой массы кукурузы, 20-30 кг сена луговых трав. Эффективность зависит от ряда факторов, среди которых следует рассматривать географический аспект. Так в европейской части эффективность снижается при движении с С на Ю и с З на В, по мере ухудшения условий увлажнения, кроме того при движении с С на Ю возрастает уровень почвенного плодородия и снижается потребность растений в азоте. Таким образом наиболее эффективны азотные удобрения на бедных гумусом дерново-подзолистых почвах не черноземной зоны. Плодородные степные почвы (черноземы и каштановые) сформировавшиеся в засушливых условиях менее отзывчивы на внесение азотных удобрений, однако при улучшении влагообеспеченности данных почв с помощью агротехнических мер или орошения эффективность существенно повышается. Эффективность зависит от ГС почвы. Например: в зоне дерново-подзолистых почв максимальное действие наблюдается на более бедных песчаных и супесчаных почвах. Не маловажное значение имеет уровень агротехники. Азотные удобрения наиболее эффективны удобрения при качественной обработке, выращивании эффективных сортов, оптимальной реакции среды, хорошей обеспеченности другими элементами питания и т.д. Эффективность азотных удобрений во многом определяется правильностью выбора форм, доз, способа внесения. С повышением доз азотных удобрений урожайность культур увеличивается однако использование слишком высоких доз не только не обеспечивает рост урожайности но и приводит к ухудшению качества продукции. Эффективность форм азотных удобрений зависит от почвенных условий, биологических особенностей культур. Физиологически кислые удобрения не целесообразно применять на кислых почвах. Na содержащие более эффективны на Na любивых культурах сахарной свекле, кормовых корнеплодах. Сера-содержащие перспективны для крестоцветных и бобовых. NH4Cl может снижать урожайность хлорофобных культур. Мочевина в связи с частичной потерей менее эффективна при весенней подкормке озимых, в тоже время лучшее удобрение для некорневых подкормок. Важно применять удобрения в оптимальные сроки, и использовать оптимальные способы внесения. Сроки нужно приближать к периодам интенсивного потребления. Например: при выращивании культур с длинным вегетационным периодом применение высоких доз до посева может быть менее эффективно чем сочетание основного удобрения с подкормками, т.к. предпосевное внесение создает условия для потерь элемента из-за трансформации в недоступные формы. Азотные удобрения улучшают и качество продукции. Повышается содержание белка в зерне и кормах, клейковины в зерне, следовательно повышается качество хлеба. С другой стороны возможно и ухудшение качества в результате внесения избыточно высоких доз. Это приводит к снижению содержания крахмала в зерне, накоплению нитратов в овощах. Следует отметить что нитраты содержаться и в не удобренных растениях. При грамотном использовании азотных удобрений содержание нитратов повышается но находится в пределах ПДК. При внесении высоких доз азота снижается устойчивость к болезням и вредителям, что также может служить причиной ухудшения качества продукции многих культур.

Экологические аспекты применения азотных удобрений.

Систематическое применение кислых удобрений повышает кислотность почв снижая тем самым уровень плодородия. Загрязнение окружающей среды происходит если азот удобрений теряется из системы «почва-растение». Неправильное хранение, нарушение правил транспортировки, использования неоправданного высоких доз, внесение осенью – приводит к вымыванию нитратного азота в грунтовые воды и дальнейшему перемещению в водоемы. При неграмотном применении эрозионноопасных участков происходит смыв азота в водные источники. Повышенная концентрация азота в воде вызывает эвтрофикацию водоемов (цветение). Усиленное развитие фитопланктона, водорослей, прибрежных зарослей, нарушение экологического баланса приводит к снижению концентрации кислорода в воде, развитию анаэробных процессов, накоплению Н2S и NH3 в результате наблюдается гибель рыбы, вода становится не пригодной для питья. Эвтрофированные водоемы утрачивают хозяйственное и биогеоценотическое значение. Нарушение технологии внесения мочевины и жидких азотных удобрений. Вызывает загрязнение атмосферного воздуха аммиаком. Особую опасность представляет повышенная концентрация в воздухе оксидов азота образующихся при денитрификации т.к. N2O обладает способностью разрушать озоновый слой. В тоже время газообразные потери азота в результате денитрификации всегда имеют место. Поэтому при использовании азотных удобрений необходимо добиваться максимального снижения интенсивности денитрификации путем выбора оптимальных доз, сроков и способов, а также использования соответствующих агротехнических приемов. Таким образом неблагоприятное влияние азотных удобрений на окружающую среду в большинстве случаев связано с нарушением технологии хранения транспортировки и внесения. В ближайшем будущем человечество не сможет отказаться от азотных удобрений, поэтому необходимо стремиться к улучшению свойств азотных удобрений. Совершенствовать технологию их внесения, а также разрабатывать менее опасные с экологической точки зрения формы.