Азотные удобрения подразделяются на следующие группы:
– нитратные удобрения (селитры), которые содержат азот в нитратной форме;
– аммонийные и аммиачные удобрения (твердые и жидкие), которые содержат азот в аммонийной и аммиачной форме;
– аммонийно-нитратные удобрения, они содержат азот в аммонийной и нитратной форме (аммиачная селитра);
– удобрения, в которых азот находится в амидной форме (мочевина, или карбамид);
– водные растворы мочевины (карбамида) и аммиачной селитры, которые получили название КАС (карбамид-аммиачная селитра).
Производство различных азотных удобрений основано на получении синтетического аммиака из молекулярного азота и водорода. Азот получают пропусканием воздуха в генератор с горящим коксом, а источниками водорода служат природный газ, нефтяные и коксовые газы.
Синтетический аммиак используют не только для производства мочевины, аммонийных солей и жидких аммиачных удобрений, но также и азотной кислоты, из которой получают аммонийно-нитратные удобрения.
Нитратные удобрения – натриевая и кальциевая селитры – составляют около 1% выпускаемых азотных удобрений.
Натриевая селитра (нитрат натрия, чилийская селитра) содержит 16% азота и 26% натрия. Она является побочным продуктом при получении азотной кислоты из аммиака и представляет собой мелкокристаллическую соль белого или желтовато-бурого цвета, хорошо растворимую в воде. Обладает слабой гигроскопичностью. Если хранить данное удобрение в неподходящих для него условиях, то оно может слежаться. При правильном хранении сохраняет хорошую рассеи–ваемость.
Кальциевая селитра (нитрат кальция) содержит около 13% азота. Получают ее при нейтрализации азотной кислоты известью, а также в качестве побочного продукта при производстве комплексных удобрений – нитрофосов – путем азотнокислотной переработки фосфатов. Кальциевая селитра представляет собой кристаллическую соль белого цвета, хорошо растворимую в воде. Обладает высокой гигроскопичностью. При неправильных условиях хранения (например, при повышенной влажности воздуха в помещении) сильно отсыревает, слеживается и расплывается. Хранят и перевозят ее в специальной водонепроницаемой упаковке. Для уменьшения гигроскопичности кальциевую селитру гранулируют с применением гидрофобных покрытий.
Кальциевая и натриевая селитры – физиологически щелочные удобрения. Растения потребляют больше анионов, чем катионов. Использование кальциевой селитры на кислых, бедных основаниями почвах дает хорошие результаты. При ее внесении уменьшается кислотность, а физические свойства почвы улучшаются.
В условиях влажного климата или при обильном орошении нитратный азот может вымываться из почвы, а также теряться в виде газообразных продуктов в ходе денитрификации.
Не рекомендуется вносить селитры осенью, их лучше заделывать весной под предпосевную культивацию. Эти удобрения можно использовать в качестве подкормки озимых и пропашных культур, а натриевую селитру – при посеве сахарной свеклы, кормовых и столовых корнеплодов в рядки. Эффективность натриевой селитры связана с ролью натрия. Он усиливает отток углеводов из листьев, в результате чего повышается урожай корнеплодов и содержание в них сахара.
Аммонийные и аммиачные удобрения
Твердые аммонийные удобрения составляют примерно 4% валового производства азотных удобрений. Производство твердых удобрений постоянно возрастает. К твердым аммонийным удобрениям относятся сульфат аммония и хлористый аммоний.
Сульфат аммония содержит примерно 21% азота. Сульфат аммония представляет собой кристаллическую соль, хорошо растворимую в воде. Гигроскопичность удобрения слабая, при нормальных условиях хранения слеживается мало и сохраняет хорошую рассеваемость. Получают сульфат аммония путем улавливания серной кислотой аммиака из газов, которые образуются при коксовании каменного угля, или нейтрализацией синтетическим аммиаком отработанной серной кислоты различных химических производств. Большое количество сульфата аммония вырабатывается в качестве побочного продукта при производстве капролактама. Синтетический сульфат аммония белого цвета, а коксохимический имеет серую, синеватую или красноватую окраску. Удобрение содержит 24% серы и служит хорошим источником этого элемента питания для растений.
Хлористый аммоний является побочным продуктом при производстве соды. Удобрение содержит около 25% азота. Для культур малопригоден, так как содержит большое количество хлора.
Сульфат аммония и хлористый аммоний – физиологически кислые удобрения. При однократном внесении умеренных доз этих удобрений подкисление почвы не наблюдается, но если их использовать постоянно, то малобуферные почвы значительно подкисляются. После внесения в почву аммонийные удобрения быстро растворяются в почвенной влаге и вступают в обменные реакции с катионами.
Поглощенный аммоний хорошо доступен для растений. Подвижность его в почве и опасность вымывания в условиях обычного увлажнения уменьшаются. Аммонийные удобрения лучше всего вносить с помощью специальных машин (рис. 4) осенью под вспашку.
Рис. 4. Машина для внесения твердых минеральных удобрений
Для подкормки лучше использовать нитратные удобрения, аммонийные применяют до посева в качестве основного удобрения. С течением времени разница в подвижности нитратных и аммонийных удобрений сглаживается, так как аммонийный азот постепенно подвергается нитрификации и переходит в нитратную форму. Хлористый аммоний нитрифицируется медленнее, чем сульфат аммония, что связано с отрицательным влиянием хлора на деятельность нитрифицирующих бактерий.
При постоянном применении аммонийных удобрений, особенно на малобуферных и слабоокультуренных дерново-подзолистых почвах, повышается активная, обменная и гидролитическая кислотность, уменьшается степень насыщенности почвы основаниями, увеличивается содержание подвижных форм алюминия и марганца. В результате ухудшаются условия роста растений и снижается эффективность удобрений. Возрастает потребность в известковании. На подкисляющее действие аммонийных удобрений сильно реагируют культуры, чувствительные к почвенной кислотности, – такие, как пшеница, ячмень, капуста, свекла. Для этих растений аммонийные удобрения уже с первых лет их применения оказываются менее эффективными, чем нитратные. Хорошая заправка почвы навозом, повышающая ее буферность, также снижает отрицательное действие этих удобрений на свойства почвы и имеет большое значение для более эффективного их применения.
К жидким аммиачным удобрениям относятся безводный аммиак и аммиачная вода.
Безводный аммиак содержит 82% азота. Его получают сжижением газообразного аммиака под давлением. По внешнему виду бесцветная, подвижная жидкость, температура кипения 20°С. При хранении в открытых сосудах быстро испаряется. Безводный аммиак обладает высокой упругостью паров, поэтому его хранят и перевозят в стальных баллонах или цистернах, которые выдерживают высокое давление.
Аммиачная вода – это водный 25% – и 22%-ный раствор аммиака, выпускаемый двух сортов с содержанием азота 20, 5% и 18%. Раствор представляет собой бесцветную или желтоватую жидкость с резким запахом аммиака. Упругость паров небольшая. Транспортировать и хранить аммиачную воду нужно в герметически закрывающихся резервуарах, которые рассчитаны на невысокое давление.
Преимущество жидких азотных удобрений заключается в том, что производство и применение их обходятся значительно дешевле, чем твердых. При производстве жидких аммиачных удобрений отпадает необходимость в строительстве цехов азотной кислоты, а также кристаллизации, упаривания, гранулирования, сушки, что позволяет значительно снизить капиталовложения на строительство азотно-тукового завода равноценной мощности. При правильном применении жидкие азотные удобрения дают такие же прибавки урожаев культур, как и равная доза азота в аммиачной селитре.
Жидкие аммиачные удобрения вносят специальными машинами (рис. 5), которые обеспечивают немедленную заделку их на глубину 12 см на тяжелых почвах и до 18 см на легких почвах. Поверхностное внесение этих удобрений недопустимо, так как аммиак быстро испаряется. При мелкой заделке возможны его значительные потери, особенно на легких песчаных и супесчаных поч–вах. Из влажной почвы потери аммиака значительно меньше, чем из сухой.
Рис. 5. Машина для внесения жидких минеральных удобрений
При внесении жидких аммиачных удобрений ион аммония поглощается и поэтому слабо передвигается в почве. В первые дни после заделки удобрений почва подщелачивается, а затем по мере нитрификации аммиачного азота ее реакция сдвигается в сторону подкисления. При нитрификации азота удобрений возрастает его подвижность в почве. В зоне внесения безводного аммиака происходит временная стерилизация почвы, и скорость нитрификации замедляется.
