Азотные удобрения
Главным условием для нормальной жизнедеятельности растений является азот, который необходим для синтеза белков. И хотя в атмосфере его количество составляет 4/5, растения (как, впрочем, и животные) не способны усваивать азот из воздуха.
Получить хороший урожай сельскохозяйственных культур без внесения азотных удобрений в почву практически невозможно. При дефиците азота растения отстают в развитии, листва становится бледно-зеленой из-за нехватки хлорофилла, а плоды не успевают вызреть.
Однако азотные удобрения, внесенные с нарушением норм, способны принести больше вреда, чем пользы и людям, и самим растениям.
Впервые о применении азотных удобрений задумались еще в конце 19 века, когда в связи с быстро увеличивающимся населением Земли нужно было срочно решать вопрос о производстве продуктов питания и увеличении производительности сельского хозяйства. Уже тогда в сельском хозяйстве в качестве азотных удобрений широко применялась чилийская селитра, природные залежи которой были в Чили, в пустыне Атакама. Но поскольку запасы природной селитры быстро истощались, да и доставка ее в Европу сильно влияла на себестоимость продукции, нужно было срочно решать вопрос о промышленном производстве азотных удобрений в больших объемах.
В самом начале 20 века был предложен так называемый цианамидный способ получения азотных удобрений: вначале из смеси угля и извести путем накаливания получали карбид кальция, который при высокой температуре вступает в реакцию с азотом воздуха и образует цианамид кальция. Из него при помощи перегретого пара получали аммиак, а из аммиака и серной кислоты — сульфат аммония.
Норвежские химики получали азотные удобрения другим способом: они через электрическую дугу пропускали влажный воздух, в результате чего выделялась азотная кислота (около 1% от объема воздуха). Затем при помощи извести ее превращали в нитрат кальция (норвежскую селитру).
Азотные удобрения, полученные этими способами, оказывались слишком дорогостоящими и потому оба способа не нашли широкого применения.
Азотные удобрения подразделяются на 4 вида: нитратные (селитра), амидные, аммиачные и аммиачно-нитратные.
Нитратные азотные удобрения
В них азот содержится в виде солей азотной кислоты (HNO3).
Нитратные азотные удобрения подразделяются на 2 вида:
- натриевая селитра (Na NO3) — является побочным продуктом при получении из аммиака азотной кислоты;
- кальциевая селитра (Ca(NO3)2) — побочный продукт от производства комплексных удобрений при помощи метода азотно-кислотной переработки фосфатов.
Также ее получают нейтрализацией азотной кислоты известью.
В настоящее время натриевой и кальциевой селитры в нашей стране выпускают не более 1% от общего количества азотных удобрений.
Нитраты отлично растворяются в воде, не поглощаются почвой и поэтому легко вымываются грунтовыми водами из пахотного слоя. Вносить нитратные азотные удобрения рекомендуется незадолго до посева или для подкормки растений в период интенсивного развития, когда им необходимо повышенное азотное питание. Особенно эффективна натриевая селитра для подкормки корнеплодов: натрий способствует оттоку углеводов из листьев в корни, поэтому увеличивается урожайность и повышается содержание сахаристых веществ в плодах.
При регулярном применении нитратных азотных удобрений (особенно кальциевой селитры) на кислых дерново-подзолистых почвах можно существенно снизить их кислотность и улучшить физические свойства.
Амидные азотные удобрения
В них азот содержится в амидной форме. Амиды превращаются в почве в аммиак и нитраты.
Амидные азотные удобрения подразделяются на 3 вида:
- карбамид или мочевина (CO(NH2)2) — получают из углекислоты и аммиака под давлением 200 атм при температуре от 185 до 200°С. Карбамид содержит не менее 46% азота и является самым концентрированным среди всех азотных удобрений;
- цианамид кальция (Ca(HCN2)2) — получают из карбида кальция и азота при температуре 1100ÐС. Он представляет собой сильно пылящий порошок, и для уменьшения распыления к нему добавляют около 3% нефтяных масел;
- мочевино-формальдегидные удобрения: МФУ, уреаформ, карбамиформ — с замедленным освобождением азота форма удобрений. Они либо малорастворимы, либо их гранулы покрыты обыкновенной серой или синтетическими материалами. В МФУ содержится до 42% азота, из которых не более 10% являются водорастворимыми, поэтому этот вид азотных удобрений можно вносить в почву заблаговременно даже в районах с большой влажностью.
Аммиачные азотные удобрения
В этих удобрениях азот находится в аммонийной форме, поэтому отлично усваивается всеми видами растений. Аммиачные азотные удобрения хорошо поглощаются почвой, поэтому не боятся вымывания весенними паводками и обильными осадками.
В эту группу входят:
- сульфат аммония ((NH4)2 SО4) — получают путем улавливания аммиака серной кислотой из газа, образующегося при коксовании угля, либо путем нейтрализации уже отработанной серной кислоты, в огромных количествах имеющейся на любом химическом производстве;
- сульфат аммония-натрия (NaSO4) — в нем содержится 18% азота и 7% натрия, что делает его особо ценным азотным удобрением для подкормки корнеплодов;
- жидкий аммиак (NH3) — содержание азота 82,2%, но этот тип азотных удобрений требует повышенных мер безопасности при хранении, транспортировке и обработке посевов;
- аммиачная вода (NH4 OH) — водный раствор аммиака двух видов: с содержанием азота 20,5% или 18%. Недостатком является то, что азот здесь находится в летучей форме, поэтому потери при внесении азотных удобрений этого типа неизбежны.
Аммиачно-нитратные азотные удобрения
Самые универсальные виды азотных удобрений, которые пользуются большим спросом благодаря высокому содержанию азота и простоте применения. Выпускаются в гранулах белого цвета.
В группу входят:
- аммиачная селитра (NH4NO3) — содержание азота 34%, причем 50% — в подвижной нитратной форме, 50% — в медленно действующей аммиачной. Ее применяют практически под все культуры;
- известково-аммиачная селитра (NH4NO3 + CaCO3) — содержание азота 18 — 22%. Входящая в ее состав известь полностью нейтрализует нитрат аммония, и тем самым делает этот тип азотных удобрений более эффективным на кислых почвах, чем аммиачную селитру.
Институтом для производства кальций-аммиачной селитры (ОАО «НАК «Азот») были разработаны конструкции аппаратов:
- гидродинамический смеситель плава аммиачной селитры и доломита с обеспечением функции дополнительного ввода тепла в смесь;
- проточный циклон на газоходе большого диаметра (D = 1,6м) для улавливания доломита из газовой смеси до абсорбционной очистки.
Азотные удобрения должны вноситься так, чтобы растение могло усвоить их до начала интенсивного роста. Поэтому под озимые их рекомендуется вносить весной, иначе, при осенней подкормке азотными удобрениями, растения начнут бурно развиваться, а это снижает их зимостойкость и как следствие — урожайность. К тому же, неиспользованный растениями азот обычно вымывается весенними талыми водами. При весеннем внесении азотных удобрений желательно делать это в строго определенные сроки, но если не получается внести их вовремя, то предпочтительнее действовать по принципу: лучше раньше, чем позже.