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) NH ₄ NO ₃. Содержит 34,6% нитратного и аммиачного азота. Получается нейтрализацией 56-60 % азотной кислоты газообразным аммиаком: HNO ₃ + NH ₃ (газ) = NH ₄ NO ₃.

Для выделения аммиачной селитры раствор упаривают до 95-98 % NH ₄ NO ₃, затем подвергают перекристаллизации и высушиванию. Получается белое кристаллическое вещество с содержанием 98 - 99 % NH ₄ NO ₃.

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 NH ₄⁺, чем анионы NO ₃^-. Поэтому аммиачную селитру относят к группе физиологически кислых удобрений. В почве в рез-те обменного поглощения NH ₄⁺ адсорбируется коллоидами почвы, а NO ₃^- 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 NH ₄ NO ₃ 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 NH ₄ NO ₃ 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. NH ₄ NO ₃ 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. NO ₃^- – 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(NН ₂) 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.

СО ₂ + 2NН ₃ = СО(NН ₂) ₂ + Н ₂ О

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(NН ₂) ₂ (СОNН ₂) ₂ НN + NН ₃.

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(NН ₂) ₂ + 2 Н ₂ О = (NН ₄ ) ₂ СО ₃, а затем

(NН ₄) ₂ СО ₃ → NН ₄ НСО ₃ + NН ₃.

Поэтому при поверхностном внесении мочевины без заделки в почву и при отстствии осадков могут происходить частичные потери азота в виде NН ₃. 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 NН ₃. 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.

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 HNO ₃ или (для натриевой селитры) Ca(NO ₃) ₂. Нитратный азот не подвергается химическому или физико-химическому поглощению в почвах.

НАТРИЕВАЯ СЕЛИТРА: NaNO ₃. Содержит 15-16% N и 26% Na.

ПОЛУЧЕНИЕ: при производстве азотной к-ты из аммиака путем щелочной адсорбции окислов азота. непоглощенные NO и NO ₂ пропускают через р-р соды или NaOH (в поглотительных башнях). Na ₂ CO ₃ +2NO ₂ =NaNO ₃ +NaNO ₂ +CO ₂. NaNO ₂ +2HNO ₃ (слабая)=3NaNO ₃ +2NO+H ₂ O. NO → в поглотительные башни для окисления в NO ₂. Выпаривают и центрифугируют осадок NaNO ₃ – получают белую или серую мелкокристаллическую соль. Удобрение гигроскопично.

КАЛЬЦИЕВАЯ СЕЛИТРА: Ca(NO ₃ ) ₂. “Норвежская селитра”. 13-15% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ:нейтрализация 40-48% HNO ₃ мелом или известью:

CaCO ₃ +2HNO ₃ =Ca(NO ₃) ₂ +H ₂ O+CO ₂. 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: (NH ₃ ) ₂ SO ₄. Содержание азота 20,5 – 21%.

ПОЛУЧЕНИЕ: нейтрализацией серной к-ты аммиаком, выделенным из отходящих газов при коксовании или синтетическим. Осадок (NH ₄) ₂ SO ₄ отделяют центрифугированием и высушивают. Серную к-ту можно заменить гипсом (CaSO ₄ *2H ₂ O), мирабилитом или глауберовой солью (Na ₂ SO ₄ *10H ₂ O, в этом случае получается (NH ₄) ₂ SO ₄ 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: (NH ₃ ) ₂ SO ₄ * Na ₂ SO ₄.

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: NH ₄ Cl.

Содержит 24-25% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: побочный продукт при производстве соды:

NH ₃ +CO ₂ +H ₂ O+NaCl = NaHCO ₃ +NH ₄ Cl.

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: (NH ₄ ) ₂ CO ₃.

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

ПОЛУЧЕНИЕ: получают насыщением аммиачной воды CO ₂ с последующей отгонкой карбоната аммония; или в рез-те взаимодействия газообр. Аммиака и CO ₂ в присутствии паров воды.

Оч. нестоек на открытом воздухе, разлагается:

(NH ₄) ₂ CO ₃ = NH ₃ +NH ₄ HCO ₃

БИКАРБОНАТ АММОНИЯ: NH ₄ HCO ₃.

Содержит 17% азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: адсорбция газообразного аммиака и углекислого газа р-ром карбоната аммония. NH ₄ HCO ₃ выпадает в осадок. Оставшийся в р-ре NH ₄ HCO ₃ насыщают газообразным аммиаком и получившийся (NH ₄) ₂ CO ₃ вновь используют для производстваNH ₄ HCO ₃.

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: NH ₃.

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 NH ₄ OH. 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: NH ₄ NO ₃.

Содержит 35% нитратного и аммиачного азота.

ПОЛУЧЕНИЕ: Нейтрализацией 55-60% азотной к-ты газобразным аммиаком. Затем р-р упаривают до содержания 98-99% NH ₄ NO ₃, перекристаллизовывают и высушивают.

Белое кристаллическое в-во с 98-99% NH ₄ NO ₃ 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.