Автор: Пользователь скрыл имя, 23 Февраля 2013 в 19:44, реферат
Важнейшим источником азотного питания растения является гумус. Он удерживает от миграции многие катионы, поглощает токсические вещества и металлы. На легких почвах высокий урожай культур можно получить при содержании гумуса 1,8 — 2,1, на суглинистых — 2,0 — 2,5 %. Ежегодно содержание гумуса уменьшается на 0,5— 1 т/га. Без применения удобрений запасы гумуса и азота в почве снижаются. Например, в дерново-подзолистой почве они за 30-50 лет убывают на 25 — 50 %. В круговороте веществ в земледелии велика роль биологического азота и азота минеральных руд.
Азотные удобрения
Азот — обязательный компонент белков. Все ферменты, катализирующие многочисленные биохимические процессы в растениях, — белковые вещества. Азот входит также в состав ДНК, РНК, хлорофилла, алкалоидов, ряда витаминов и других органических соединений. Растения используют аммиачный и нитратный азот, а бобовые и другие растении в симбиозе с микроорганизмами — и молекулярный азот.
Общие запасы азота в земной коре составляют миллиардов тонн. В основном он присутствует в виде органических соединений. В почвах Нечерноземной зоны в среднем держится общего азота, %: в супесчаной 0,05 — 0,07, в суглинистой 0,1 — 0,2, в торфянистой 0,6—1.
Важнейшим источником азотного питания растения является гумус. Он удерживает от миграции многие катионы, поглощает токсические вещества и металлы. На легких почвах высокий урожай культур можно получить при содержании гумуса 1,8 — 2,1, на суглинистых — 2,0 — 2,5 %. Ежегодно содержание гумуса уменьшается на 0,5— 1 т/га. Без применения удобрений запасы гумуса и азота в почве снижаются. Например, в дерново-подзолистой почве они за 30-50 лет убывают на 25 — 50 %. В круговороте веществ в земледелии велика роль биологического азота и азота минеральных руд.
Для повышения эффективности азотных удобрений можно использовать следующие способы:
Виды азотных удобрений. Выпускаемые промышленностью азотные удобрения подразделяют на следующие группы:
Рассмотрим некоторые из них.
Безводный аммиак МН3 — содержит 82,3 % азота. Это самое концентрированное безбалластное удобрение. Представляет собой белую подвижную жидкость с температурой кипения +34 °С. Хранится в толстостенных стальных цистернах. В почве аммиак превращается в газ, адсорбируется почвенным поглощающим комплексом, с водой образуется NН4ОН, который дает разнообразные соли. В значительной степени подвергается нитрификации. При обращении с аммиаком следует соблюдать меры предосторожности, так как пары аммиака вызывают удушье и слезотечение.
Аммиакаты — содержат 30 —50 % азота. Это растворы азотных удобрений в водном аммиаке, представляющие собой жидкости светло-желтого цвета. Можно перевозить в емкостях, рассчитанных на небольшое давление, вызывают коррозию черных металлов. По действию на урожай сельскохозяйственных культур равноценны твердым азотным удобрениям.
Аммиачная вода - содержит 16,4—20,5% азота. Свободного аммиака в ней значительно больше, чем гидроксида аммония, поэтому возможны потери МН3 во время транспортирования, хранения и внесения удобрения вследствие улетучивания. Использование аммиачной воды технически проще и безопаснее, чем жидкого аммиака. Существенный недостаток — низкое содержа азота. Применять аммиачную воду целесообразно в хозяйствах, расположенных недалеко от предприятий, производящих это удобрение.
Жидкие азотные удобрения вносят специальными машинами, обеспечивающими немедленную заделку их на глубину не менее 10—12 см на тяжелых почвах и 14—18 см на легких. Поверхностное внесение таких удобрений недопустимо, так как аммиак быстро улетучивается. Вносят их как весной перед посевом, так и осенью, а также для подкормки пропашных культур.
Сульфат
аммония (NH4)2SO4 — содержит до 21 % азота и до 24 % серы. Хорошо растворяется в воде и поглощается
почвенным поглощающим комплексом (ППК).
Удобрение мало слеживается, не расплывается
на воздухе, сохраняет рассыпчатость и
хорошо рассеивается туковой сеялкой.
Содержит небольшое количество серной
кислоты, которая придает удобрению слабокислую
реакцию. После нитрификации образуются азотная
и серная кислоты. Кислоты нейтрализуются кальцием,
входящим в состав ППК. В результате кальций в ППК
замещается водородом и кислотность
почвы повышается. В связи с этим данное
удобрение лучше при менять на карбонатных почвах
как основное. На этих почвах действие сульфата аммония иногда бывает
лучше, чем нитратных удобрений. Сульфат
аммония широко применяют в орошаемом земледелии. На дерново-подзолистых почвах
для устранения кислотности на 1 ц сульфата
аммония берут 1,3 ц карбоната кальция.
Это удобрение хорошо сочетать с фосфоритной
мукой для улучшения ее растворимости.
Сульфат аммония—натрия (МН4)2 8О4 • Nа28О4 — кристаллическая соль желтоватого цвета, содержит до 16% азота. Это очень хорошее удобрение для сахарной свеклы и растений семейства капустных, отзывчивых на применение серы и натрия. Используют также для подкормки сенокосов и пастбищ.
Хлористый аммоний NН4Сl — мелкокристаллический белый или желтоватый малогигроскопичный порошок, содержит 24 —25 % азота. При хранении не слеживается. Поглощается ППК, подвергается нитрификации. Имеет высокую физиологическую кислотность. Для нейтрализации лучше вносить одновременно с углекислым кальцием. Наличие хлора в удобрении снижает урожай картофеля, винограда, лука, капусты, льна, поэтому его лучше вносить с осени для вымывания хлора атмосферными осадками.
Карбонат аммония — белое кристаллическое вещество, легко в бикарбонат NН4НСО3 с выделением аммиака. Обычно эта смесь содержит до 21 — 24 % азота. При использовании следует немедленно заделывать в почву.
Нитратные удобрения КNО3, NаNОз, Са(NO3)2 — растворимы в воде. Их рекомендуется применять в подкормки. Нитрат натрия содержит 15—16 % азота и служит хорошей подкормкой для свеклы. Кальциевая селитра содержит 15,5 % азота. Она очень гигроскопична, поэтому применяют ее до посева при обработке культиватором, для подкормки озимых и пропашных культур. Натриевую селитру можно вносить при посеве. Селитры из-за их высокой подвижности на легкодренируемых почвах в условиях влажного климата могут вымываться. Это физиологически щелочные удобрения. Систематическое внесение селитр на легких малобуферных почвах снижает их кислотность, поэтому использование селитр очень эффективно на дерново-подзолистых почвах.
Аммиачная селитра NH4NО3 — содержит 34,6 % азота. Соль гигроскопична, поэтому удобрение производят в гранулированном виде (диаметр гранул 1 — 3 мм) и хранят в сухом помещении в пятислойных бумажных мешках. Это физиологически кислое удобрение, при внесении необходимо проводить опережающее известкование. Катион аммония поглощается ППК, нитраты частично вымываются, подвергаются денитрификации, теряются в газообразной форме. Тяжелые почвы обладают большой емкостью необменной фиксации аммония. Аммиачную селитру вносят в качестве основного удобрения, рядкового при посеве, для подкормок. Очень эффективно вносить ее весной на озимых.
Методы получения нитрата аммония:
Основной метод
В промышленном производстве
используется безводный аммиак и
концентрированная азотная
NH3+HNO3=NH4NO3+Q
Реакция протекает бурно с выделением большого количества тепла. Проведение такого процесса в кустарных условиях крайне опасно (хотя в условиях большого разбавления водой нитрат аммония может быть легко получен). После образования раствора, обычно с концентрацией 83 %, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95—99,5 % в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нём (w H2O) получить практически невозможно.
Метод Габера:
По способу Габера из азота и водорода синтезируется аммиак, часть которого окисляется до азотной кислоты и реагирует с аммиаком, в результате чего образуется нитрат аммония:
Нитрофосфатный метод:
Этот способ также известен как способ Одда, названный так в честь норвежского города, в котором был разработан этот процесс. Он применяется непосредственно для получения азотных и азотно-фосфорных удобрений из широко доступного природного сырья. При этом протекают следующие процессы:
Природный фосфат кальция (апатит) растворяют в азотной кислоте:
Ca3(PO4)2+6HNO3+12H2O = 2H3PO4+3Ca(NO3)2+12H2O
Полученную смесь охлаждают до 0 °C, при этом нитрат кальция кристаллизуется в виде тетрагидрата — Ca(NO3)2·4H2O, и его отделяют от фосфорной кислоты.
На полученный нитрат кальция и не удалённую фосфорную кислоту действуют аммиаком, и в итоге получают нитрат аммония:
Ca(NO3)2+4H3PO4+8NH3=CaHPO4+
А также иногда используют амфотерный метод.
Мочевина (карбамид) СО(NН2)2 — самое концентрированное из твердых азотных удобрений, содержит 46 % азота. Выпускается в гранулированном виде с диаметром гранул 0,2 — 2,5 мм. Гранулы покрывают жировой оболочкой. В процессе грануляции образуется биурет. Содержание биурета более 3 % угнетает рост растений, поэтому мочевину лучше вносить за 10—15 дней до посева, чтобы биурет разложился. В почве мочевина растворяется и под действием фермента уреазы превращается в (NН4)2СО3. На богатых гумусом почвах это превращение происходит за 2 — 3 дня, на песчаных и болотистых несколько медленнее. Углекислый аммоний на воздухе разлагается, образуя бикарбонат аммония и аммиак. Для того чтобы избежать потери аммиака, удобрение следует сразу заделывать в почву. В почве углекислый аммоний подвергается гидролизу с образованием бикарбоната аммония и гидроксида аммония, который подщелачивает почвенный раствор. Затем в результате процесса нитрификации происходит подкисление. При внесении под рис и чай мочевина действует так же, как сульфат аммония, на легких почвах ее действие эффективнее действия литры. Целесообразно применять мочевину в качестве основного удобрения, а также для ранневесенней подкормки озимых и пропашных культур при немедленной заделке в почву. При использовании мочевины в качестве некорневой подкормки раствор концентрацией до 5 % не вызывает ожога листьев.
Мочевино-формальдегидные удобрения — содержат 37—40 % азота, водорастворимого — 4—10 %. Удобрение не слеживается, хорошо рассеивается. Перспективно использовать их на поливных почвах и в районах с избыточным увлажнением. Применяют под чай, цитрусовые культуры.
ЛИТЕРАТУРА: