34. Аммиачная селитра, мочевина, кас. Состав, свойства и приемы их эффективного применения под различные сельскохозяйственные культуры в различных почвенно-климатических зонах.

1. Аммиачная селитра (нитрат аммония, азотнокислый аммоний) NH₄ NO₃. Содержит 34,6% нитратного и аммиачного азота. Получается нейтрализацией 56-60 % азотной кислоты газообразным аммиаком: HNO₃ + NH₃ (газ) = NH₄ NO₃.

Для выделения аммиачной селитры раствор упаривают до 95-98 % NH₄ NO₃, затем подвергают перекристаллизации и высушиванию. Получается белое кристаллическое вещество с содержанием 98 - 99 % NH₄ NO₃.

Нитрат аммония очень гигроскопичен, на воздухе сильно отсыревает и слеживается. Для уменьшения слеживаемости к нему добавляют небольшое количество кондиционирующих веществ (тонкоразмолотая фосфоритная или костяная мука, гипс, каолинит и др.), не разлагающих аммиачную селитру и способных поглощать значительное количество влаги. Эти добавки придают селитре желтый оттенок. Физические свойства аммиачной селитры зависят от размеров и формы получаемых кристаллов. В настоящее время она есть в гранулированном виде и в виде чешуек. Гранулированная обладает лучшими физическими свойствами, чем кристаллическая, она сохраняет хорошую сыпучесть и рассеваемость.

Аммиачная селитра быстро и полностью растворяется почвенной влагой. Из раствора нитрата аммония растения быстрее поглощают катионы NH₄⁺, чем анионы NO₃^-. Поэтому аммиачную селитру относят к группе физиологически кислых удобрений. В почве в рез-те обменного поглощения NH₄⁺ адсорбируется коллоидами почвы, а NO₃^- образует в растворе соли с кальцием, магнием и др. ионами.

Ее с успехом можно применять под различные культуры на всех почвах нашей страны. Для повышения эффективности NH₄ NO₃ при систематическом внесении ее в малобуферные кислые дерново-подзолистые почвы большое значение имеет их известкование.

Аммиачную селитру применяют в качестве допосевного (основного) удобрения, вносят в рядки или в лунки при посеве и в подкормку в период вегетации.

В условиях влажного климата, особенно на легких по механическому составу почвах, где возможно вымывание нитратного азота, внесение NH₄ NO₃ с осени по зяблевую вспашку менее эффективно, чем весной под предпосевную культивацию. В менее увлажненных районах ее можно вносить с осени, не опасаясь вымывания азота. NH₄ NO₃ в небольших дозах (10-15 кг N) вместе с удобрениями других видов вносят в рядки при посеве сахарной свеклы, в лунки при посадке картофеля, овощных и других культур. NO₃^- – одно из лучших азотных удобрений для ранневесенней подкормки озимых. Ее можно применять и для подкормки пропашных и овощных культур с обязательной заделкой в междурядья на глубину 10-15 см культиваторами- растениепитателями или при последующей междурядной обработки почвы.

2. Мочевина (карбамид) СО(NН₂)₂. Синтетическая мочевина содержит 46 % азота, это самое концентрированное из твердых азотных удобрений. Исходные продукты для производства синтетической мочевины – газообразный или жидкий аммиак и диоксид углерода (углекислый газ). Получается она в результате взаимодействия диоксида углерода с аммиаком при высоких давлении и температуре.

СО₂ + 2NН₃ = СО(NН₂)₂ + Н₂О

По внешнему виду мочевина – белый кристаллический продукт, хорошо растворимый в воде. Гигроскопичность ее при температуре до 20 °С сравнительно небольшая, но с повышением температуры значительно увеличивается. При хранении кристаллическая мочевина может слеживаться и рассеваемость ее ухудшается. Промышленность выпускает мочевину для удобрения в гранулированном виде 1-3 мм размер гранул.

В процессе грануляции под влиянием температуры в мочевине образуется биурет:

2 СО(NН₂)₂ (СОNН₂)₂НN + NН₃.

При высоком содержании (более 3 %) биурет становится токсичным для растений и при внесении мочевины с таким содержанием, непосредственно перед посевом угнетает развитие растений.

В почве биурет полностью разлагается в течение 10-15 дней, поэтому при внесении мочевины за 1-2 мес до посева отрицательного действия биурета на молодые растения не наблюдается. В кристаллической мочевине содержание биурета не превышает 0,2-0,8 %, а гранулированную мочевину в настоящее время с содержанием биурета не более 1,0 %.

В почве мочевина полностью растворяется почвенной влагой и под действием фермента уреазы, выделяемого уробактериями, быстро аммонифицируется, превращаясь в углекислый аммоний:

СО(NН₂)₂ + 2 Н₂О = (NН₄)₂СО₃, а затем

(NН₄)₂СО₃ → NН₄НСО₃ + NН₃.

Поэтому при поверхностном внесении мочевины без заделки в почву и при отстствии осадков могут происходить частичные потери азота в виде NН₃. Они сильнее выражены на почвах с нейтральной и щелочной реакцией.

Установлено, что мочевина может поглощаться корнями, а также листьями растений без предварительного превращения в углекислый аммоний.

Мочевина применяется в качестве допосевного удобрения на всех почвах под различные с/х культуры. В зоне достаточного увлажнения на легких дерново-подзолистых почвах и при орошении на сероземах мочевина дает более высокие прибавки урожая, чем аммиачная селитра, т к. амидный азот мочевины быстро превращается в аммиачный, а последний поглощается почвой и меньше вымывается в глубь почвы.

При использовании для ранневесенней подкормки озимых культур мочевина дает такой же высокий эффект, как и аммиачная селитра. Мочевину можно применять и для подкормки пропашных и овощных культур с немедленной заделкой в почву. При несвоевременной заделке возможны потери азота вследствие улетучивания NН₃. Ее можно использовать и для некорневой подкормки растений (кристаллическая мочевина).

В отличие от других форм азотных удобрений мочевина даже в повышенной концентрации (1 % - ный раствор) не обжигает листья и вместе с тем хорошо используется растениями.

При внесении одной мочевины ее смешивают с сухим песком.

3. Растворы аммиачной селитры и мочевины (КАС).

В растворах, содержащих смесь мочевины и аммиачной селитры, создается эффект взаимного растворения, что позволяет получать удобрения с более высокой концентрацией азота без риска высаливания. Концентрированные растворы карбамида и аммиачной селитры, получившие название КАС (карбамид- аммиачная селитра), не содержат свободного аммиака, поэтому они более технологичны и удобны в обращении.

КАС представляет собой светло-желтую жидкость. В зависимости от температуры воздуха в зоне применения растворов КАС содержание азота в них варьирует от 25 до 32 %. Концентрацию этих удобрений следует выбирать такую, чтобы при холодной погоде не происходило высаливание, т.к. кристаллы могут закупоривать трубопроводы и вентили емкостей для хранения, средств транспортировки и машин для хранения.

Хранить растворы КАС можно в металлических и бетонных емкостях. Обычно КАС вносят в почву с помощью наземных средств. Для поверхностного внесения используют широкозахватные штанговые опрыскиватели. Корневую подкормку посевов пропашных культур проводят одновременно с междурядной обработкой или окучиванием. Растворы КАС можно использовать и при орошении дождеванием или по бороздам.

35. Ассортимент аммонийных и нитратных азотных удобрений. Получение, состав, свойства этих удобрений и приемы эффективного использования при выращивании с-х культур в различных почвенно-климатических условиях.

Выпускаются группы азотных удобрений:

НИТРАТНЫЕ – натриевая селитра, кальциевая селитра;

АММОНИЙНЫЕ и АММИАЧНЫЕ – сульфат аммония, углеаммиакаты, безводный аммиак, аммиачная вода;

АММИАЧНО-НИТРАТНЫЕ – аммиачная селитра, известково-аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония, жидкие аммиакаты;

АМИДНЫЕ – мочевина, цианамид кальция.

НИТРАТНЫЕ. Селитры (соли азотной кислоты). Изначально применялись селитры природного происхождения (чилийская). Сейчас – синтетические селитры.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА: легкорастворимы, легкодоступны, сильная вертикальная и горизонтальная миграция в почве, физиологически щелочные удобрения (т.е. оказывают нейтрализующее действие на кислые почвы).

Вступают в обменные реакции с ППК. ППК поглощает Na и Ca, а нитрат-ион образует HNO₃ или (для натриевой селитры) Ca(NO₃)₂. Нитратный азот не подвергается химическому или физико-химическому поглощению в почвах.

НАТРИЕВАЯ СЕЛИТРА: NaNO₃ . Содержит 15-16% N и 26% Na.

ПОЛУЧЕНИЕ: при производстве азотной к-ты из аммиака путем щелочной адсорбции окислов азота. непоглощенные NO и NO₂ пропускают через р-р соды или NaOH (в поглотительных башнях). Na₂CO₃+2NO₂=NaNO₃+NaNO₂+CO₂. NaNO₂+2HNO₃(слабая)=3NaNO₃+2NO+H₂O. NO → в поглотительные башни для окисления в NO₂. Выпаривают и центрифугируют осадок NaNO₃ – получают белую или серую мелкокристаллическую соль. Удобрение гигроскопично.

КАЛЬЦИЕВАЯ СЕЛИТРА: Ca(NO₃)₂. “Норвежская селитра”. 13-15% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: нейтрализация 40-48% HNO₃ мелом или известью:

CaCO₃+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+H₂O+CO₂. Азотную к-ту получают окислением аммиака.

Оч. гигроскопична, для улучшения физических свойств добавляют ≈0,5% гидрофобных добавок (парафинистый мазут).

Применение: можно вносить под все культуры (особенно на дерново-подз. почвах, т.к. подщелачивают среду, но на черноземах заметно меньше эффект, особенно под зерновые). Натриевая селитра хороша под сах. свеклу и др. корнеплоды – они способствуют оттоку углеводов в корни.

Можно в рядки (только натриевую, особенно под корнеплоды. Кальциевая слишком гигроскопична), основное или подкормку.

На дерново-подз. почвах оптимум – кальциевая, на черноземах равноценны, на засоленных почвах натриевую не рекомендуется. Малоэффективны в орошаемом земледелии, т.к. легко вымываются из верхних слоев почвы.

АММИАЧНЫЕ

Бывают твердые (сульфат аммония, сульфат аммония-натрия, хлористый аммоний, карбонат аммония, бикарбонат аммония) и жидкие (безводный аммиак, аммиачная вода).

СУЛЬФАТ АММОНИЯ: (NH₃)₂SO₄. Содержание азота 20,5 – 21%.

ПОЛУЧЕНИЕ: нейтрализацией серной к-ты аммиаком, выделенным из отходящих газов при коксовании или синтетическим. Осадок (NH₄)₂SO₄ отделяют центрифугированием и высушивают. Серную к-ту можно заменить гипсом (CaSO₄*2H₂O), мирабилитом или глауберовой солью (Na₂SO₄*10H₂O, в этом случае получается (NH₄)₂SO₄ и сода).

Легкорастворим, мало слеживается, слабогигроскопичен, внешене – кристаллическая соль разной окраски (белый, серый, красноватый). Физиологически кислое удобрение. Содержит ≈23% серы, доли процента свободной серной к-ты (синтетический) и органические примеси (коксохимический – смоляные к-ты, фенол, роданит аммония. Последний токсичен для р-ний).

В почве быстро растворяется, ионы аммония переходят в ППК, где легкодоступны растениям, но мало подвержениы вымыванию из почвы. Но из-за этого же локализуется в очагах внесения. Малопригодны для рядкового удобрения – избыток аммиака токсичен для проростков. Постепенно нитрифицируется. При длительном применении почва заметно подкисляется (кроме щелочных каштановых). Хорош для основоного удобрения. Повышает эффективность фосмуки.

СУЛЬФАТ АММОНИЯ-НАТРИЯ: (NH₃)₂SO₄* Na₂SO₄.

Содержит не менее 16% азота и до 2,5% органических примесей.

ПОЛУЧЕНИЕ: отход производства капролактама.

Хорошее удобрение под сах. свеклу и др. корнеплоды в связи с наличием Na, для крестоцветных, отзывчивых на серу и натрий. Применять на черноземах и произвесткованных дерново-подз. почвах.

ХЛОРИСТЫЙ АММОНИЙ: NH₄Cl.

Содержит 24-25% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: побочный продукт при производстве соды:

NH₃+CO₂+H₂O+NaCl = NaHCO₃+NH₄Cl.

Легкорастворим, малогигроскопичен, хорошие физические свойства. Высокая физиологическая кислотность и 66,6% хлора, к-рый угнетающе действует на картофель, табак, виноград, а на дерн-подз почвах – и на лук, капусту, лен. Нормально для зерновых при обычных нормах азота. Заделывать, осенью – в этом случае ионы хлора не поглощаются корнями, а легко вымываются.

КАРБОНАТ АММОНИЯ: (NH₄)₂CO₃.

Представляет собой смесь карбоната, бикарбоната и карбамата аммония. Содержит 21-24% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: получают насыщением аммиачной воды CO₂ с последующей отгонкой карбоната аммония; или в рез-те взаимодействия газообр. Аммиака и CO₂ в присутствии паров воды.

Оч. нестоек на открытом воздухе, разлагается:

(NH₄)₂CO₃ = NH₃+NH₄HCO₃

БИКАРБОНАТ АММОНИЯ: NH₄HCO₃.

Содержит 17% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: адсорбция газообразного аммиака и углекислого газа р-ром карбоната аммония. NH₄HCO₃ выпадает в осадок. Оставшийся в р-ре NH₄HCO₃ насыщают газообразным аммиаком и получившийся (NH₄)₂CO₃ вновь используют для производства NH₄HCO₃.

Более стоек, чем карбонат аммония, но не намного. При разбросном методе внесения в почву заделывать сразу же. По действию на растения приближается к аммиачной селитре.

БЕЗВОДНЫЙ АММИАК: NH₃.

Содержит 82% азота. Получают сжижением газообразного аммиака под давлением. Хранят под давлением.

При внесении в почву превращается в газ, к-рый адсорбируется коллоидами и поглощенной почвенной влагой, образуя NH₄OH. Ионы аммония дают различные соли, поглощаются твердой фазой, нитрифицируются.

АММИАЧНАЯ ВОДА:

р-р аммиака в воде. I сорт содержит 20,5% азота (25% аммиак), II – 16,5% (20% аммиак).

Рекомендуется в качестве основного удобрения. При подкормке вносят в середину междурядий, чтобы не создавалось токсичных концентраций аммиака.

АММИАЧНО-НИТРАТНЫЕ

АММИАЧНАЯ СЕЛИТРА: NH₄ NO₃ .

Содержит 35% нитратного и аммиачного азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: Нейтрализацией 55-60% азотной к-ты газобразным аммиаком. Затем р-р упаривают до содержания 98-99% NH₄ NO₃, перекристаллизовывают и высушивают.

Белое кристаллическое в-во с 98-99% NH₄ NO₃ и некоторыми примесями, в т.ч. добавками для улучшения физических свойств. Оч. гигроскопичен, слеживается. Добавки (гипс, фосмука, каолинит) моут придавать желтоватый цвет. Иногда гранулируют (физические св-ва улучшаются). физиологически кислое удобрение. Непосредственно перед внесением можно смешать с известью.

При внесении ион аммония поглощается ППК а нитрат-ион образует в р-ре соли с кальцием, магнием и т.п. может при длительном внесении подкислять легкие малобуферные почвы. Аммиачная селитра занимает первое место по эффективности среди азотных удобрений.

Вносят в основное удобрение, подкормку, в рядки. Оч. хорошо для ранневесенней подкормки озимых.

По почвенно-климатическим зонам: селитры лучше на дерново-подз. и др. кислых почвах, т.к. физиологически щелочные. Не рекомендуются при орошении – вымывается нитрат-ион. Аммиачные жидкие – на почвах со значительной емкостью, иначе улетит аммиак. Натрийсодержащие удобрения – под корнеплоды и особенно сахарную свеклу.