Азотные удобрения: виды и свойства

АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ: виды и свойства

Азотные удобрения — неорганические и  органические азотосодержащие вещества. К минеральным азотным удобрениям относят амидные, аммиачные и нитратные. Азотные удобрения получают главным образом из синтетического аммиака. Из-за высокой мобильности соединений азота его низкое содержание в почве часто лимитирует развитие культурных растений, поэтому внесение азотных удобрений вызывает большой положительный эффект.

Азотные удобрения представляют собой белый или желтоватый кристаллический  порошок (кроме цианамида калия  и жидких удобрений) , хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо поглощаются почвой. Поэтому азотные удобрения легко вымываются, что ограничивает их применение осенью в качестве основного удобрения. Большинство из них обладает высокой гигроскопичностью и требует особой упаковки и хранение.

По выпуску и использованию  в сельском хозяйстве наиболее важные из этой группы аммиачная селитра  и мочевина, составляющие около 60% всех азотных удобрений.

Из всех типов удобрений  азотные наиболее подвержены воздействию  со стороны почвенных микроорганизмов. В первую неделю после внесения до 70% массы удобрения потребляется бактериями и грибами (иммобилизуются), лишь после их гибели входящий в  их состав азот может использоваться растениями. Большие потери азота  удобрений происходят из-за выноса легкорастворимых нитратов и солей  аммония из почвенного профиля, а  также в ходе денитрификации (газообразные потери) и из-за нитрификации (образование  нитратов и их вынос). В итоге коэффициент  использования удобрений растениями редко достигает 50%, их применение может  вызывать эвтрофикацию близлежащих водоёмов. Образующийся в ходе денитрификации N2O является сильным парниковым газом.

Разнообразие почвенных  и климатических условий, биологические  особенности различных сельскохозяйственных культур, а также экономические  соображения обусловили необходимость  производства нескольких видов азотных  удобрений. Азотные удобрения содержат азот в трех основных формах:

1) в форме аммиака, связанного с какой-нибудь минеральной кислотой, — аммиачные удобрения; 
2)  в нитратной форме, т. е. в виде солей азотной кислоты,— нитратные удобрения; 
3) в амидной форме—амидные удобрения

Кроме перечисленных видов  азотных удобрений, имеются также  удобрения, содержащие азот одновременно в аммиачной и нитратной форме (например, аммиачная селитра).

К аммиачным  удобрениям относятся: сульфат аммония, хлористый аммоний, бикарбонат аммония, жидкие аммиачные удобрения.

К аммиачно-нитратным  удобрениям относятся: аммиачная селитра (нитрат аммония, азотнокислый аммоний), известковая селитра (сульфонитрат аммония, лейна-селитра, монтан-селитра, нитросульфат аммония).

Нитратные удобрения — натриевая селитра (нитрат натрия, азотнокислый натрий, чилийская селитра), кальциевая селитра (нитрат кальция, азотнокислый кальций, известковая селитра, норвежская селитра), калийная селитра (нитрат калия, азотнокислый калий). Калийная селитра, кроме азота, содержит калий и является источником азотно-калийного питания растений.

Амидные удобрения — мочевина (карбамид), цианамид кальция, мочевино-формальдегидные удобрения. Наиболее ценна мочевина.

Свойства основных минеральных  азотных удобрений

 
Амидные удобрения

Мочевина (карбамид) – CO(NH₂)₂ – содержит 46%  азота.  Это самое концентрированное из азотных   удобрений. Выпускают его в гранулированном виде, покрывая гранулы жировой пленкой для уменьшения слеживаемости. Мочевина в почве преобразуется при участии бактерий в углекислый аммоний. Ее используют как основное удобрение и в подкормки с незамедлительной заделкой в почву для предотвращения потерь в виде газообразного аммиака. 

Нитратные удобрения

К нитратным удобрениям относят  натриевую и кальциевую селитры, а также калийную селитру. Эти  удобрения являются физиологически щелочными, поэтому их целесообразно  применять на кислых почвах.

Натриевая селитра – NaNO₃. Содержит до 16% азота. Кристаллический порошок белого или сероватого цвета, хорошо растворяется в воде, гигроскопичен, поэтому хранить надо в сухом месте. Вносят это удобрение под все культуры, считается, что наиболее отзывчивы на него корнеплоды, особенно сахарная свекла.

Кальциевая (норвежская) селитра  – Ca(NO₃)₂. Содержит до 15,5% азота. Удобрение гигроскопично, поэтому его хранят во влагонепроницаемых мешках. На кислых почвах это самое распространенное азотное удобрение. 

Аммиачно-нитратные  удобрения

Аммиачная селитра (нитрат аммония, NH₄NO₃) - высококонцентрированное азотное гранулированное удобрение. Получают нейтрализацией азотной кислоты газообразным аммиаком с последующим гранулированием продукта. Содержит азот в двух формах: аммонийный и нитратный по 17% каждого. Универсальное азотное удобрение может применяться в качестве предпосевного (основного) удобрения и как подкормка. Особенно эффективна для ранневесенней подкормки зерновых. Для предотвращения слеживаемости селитра обрабатывается антислеживающей добавкой. Марка А - применяется в промышленности, Б - в сельском хозяйстве. Селитра аммиачная марки «Б» выпускается с применением кондиционирующих добавок, содержащих кальций, магний, сульфат или сульфат в сумме с фосфатом. Допускается применять новые добавки по согласованию с потребителем. Аммиачная селитра - наиболее эффективна из группы азотных удобрений. Вносится под большинство сельскохозяйственных культур во все типы почв, характеризуется высокой усвояемостью азота. Выпускается гранулированная и чешуированная селитры.

Известково-аммиачная селитра – NH₄NO₃×CaCO₃ – содержит до 20% азота. Получают введением в плав нитрата аммония тонко молотого доломита с последующим гранулированием. Благодаря углекислому кальцию, обладает более благоприятными физическими свойствами, чем аммиачная селитра. В сельском хозяйстве применяется в качестве сложного (азот-кальций-магний) гранулированного удобрения. Азот в нитратной (NO ₃) форме способствует усвоению кальция, который улучшает окраску и качество плодов, лежкость фруктов, картофеля и лука, и тем самым способствует предотвращению потерь урожая при хранении и транспортировке.Универсальное удобрение может применяться на всех видах почв, под все сельскохозяйственные культуры. Широко применяется в странах Западной Европы.

Аммонийные  и аммиачные удобрения

Сульфат аммония - кристаллическое азотносерное удобрение, содержит 21% азота в аммонийной форме, не слеживается. В сульфате аммония содержится также до 24% серы, поэтому одновременно он является источником серного питания. Сульфат аммония – одно из широкоприменяемых в сельском хозяйстве минеральных удобрений. Используется под все сельскохозяйственных культур (от картофеля до цитрусовых) на черноземах и сероземах. Удобрение обладает ценным качеством – низкой миграционной способностью, так как катион аммония активно поглощается почвой и это предохраняет его от вымывания. Поэтому сульфат аммония рекомендуют вносить на легких почвах, при орошении, т.е. там, где есть потенциальная опасность потери азота удобрения за счет миграционных явлений. Аммонийный азот сульфата аммония усваивается растениями. Сера необходима для питания всех культур, так как входит в состав некоторых синтезируемых растениями незаменимых аминокислот. Сульфат аммония получают как побочный продукт в производстве капролактама, прямым взаимодействием аммиака и серной кислоты.

Жидкие  азотные удобрения

В сельском хозяйстве применяют  и жидкие азотные удобрения: безводный (жидкий) аммиак, водный аммиак (аммиачная  вода), аммиакаты. Их производство значительно  дешевле, чем твердых удобрений, однако известные неудобства в транспортировке  и внесении ограничивают их использование, по крайней мере в нашей стране. В наиболее широких масштабах жидкий аммиак применяется в США.

Безводный аммиак – NH₃. Это концентрированное удобрение представляет собой бесцветную жидкость с содержанием азота 82,3%. Получают его сжижением газообразного аммиака под давлением. При хранении в открытых емкостях быстро испаряется, коррозирует медь, цинк и сплавы, но нейтрален по отношению к железу, чугуну и стали, поэтому его перевозят   и хранят в специальных стальных толстостенных цистернах, способных выдерживать давление 25 – 30 атмосфер. Причем цистерны заполняют не полностью.

Аммиачная вода. Это удобрение представляет собой раствор аммиака в воде, в зависимости от сортности содержание азота составляет от 16,4 до 20,5%. Аммиачная вода не разрушает черные металлы, имеет небольшое давление, поэтому хранят и перевозят ее в емкостях из обычной углеродистой стали. Работать с аммиачной водой проще, хотя и в этом случае возможны потери азота за счет испарения свободного аммиака. Однако из-за низкого содержания азота транспортировать на далекие расстояния это удобрение не выгодно, и  его применение экономично только вблизи производящих предприятий.

Вносят жидкие удобрения  специальными машинами и заделывают на глубину не менее 10 – 12 см, а на легких почвах, с целью уменьшения потерь азота от испарения аммиака, глубину заделки удобрения увеличивают  до 14 – 18 см. Так же поступают и  на крупно комковатых хорошо аэрируемых почвах.

Аммиакаты. Получают растворением в водном аммиаке азотных удобрений в различных комбинациях: аммиачную селитру, аммиачную и кальциевую селитры, мочевину, аммиачную селитру и мочевину. В результате получается жидкость желтого цвета с содержанием азота  от 30 до 50%. Перевозят и хранят в специальных герметически закрываемых  цистернах из алюминия или его сплавов, рассчитанных на небольшое давление.  Можно хранить и в емкостях из полимерных материалов. Азот в аммиакатах находится в различных формах и соотношениях, в зависимости от исходных составляющих это может быть свободный и связанный аммиак, амидная и нитратная форма. По действию на сельскохозяйственные культуры аммиакаты равноценны с твердыми азотными удобрениями, но являются существенно менее распространенными по причине неудобства использования.

Карбамидо-аммиачная смесь. КАС является высокоэффективным жидким азотным удобрением, находящим широкое применение в сельском хозяйстве. Растворы КАС имеет ряд преимуществ перед другими азотными удобрениями. Основное из них – низкое содержание свободного аммиака. Это практически исключает потери азота из-за летучести свободного аммиака при погрузочных операциях, транспортировании и внесении КАС в почву, которые имеются в случае применения аммиакатов и жидкого аммиака. При применении растворов КАС отпадает необходимость в создании дорогостоящих герметизированных хранилищ и в использовании специальных, рассчитанных на повышенное давление, цистерн для перевозки этих растворов.

Растворы КАС представляют собой смеси водных растворов карбамида и аммиачной селитры с содержанием азота 28% (КАС - 28), 30% (КАС - 30) 32%, (КАС - 32), 34% (КАС - 34). Все эти растворы содержат 0,05% свободного аммиака и 0,2% (в пересчете на P₂O₅) фосфатов аммония – ингибиторов для подавления коррозии. В наибольшем количестве в России производится КАС-32. Ниже приведены характеристики основных марок КАС и содержание карбамида в % по массе.

Ниже приведены технические  характеристики основных азотных удобрений.

Технические характеристики карбамида согласно ГОСТ 2081-92 

Технические характеристики аммиачной селитры согласно ГОСТ 2-85 

Технические характеристики известково-аммиачной селитры

Технические характеристики сульфата аммония

 
Технические характеристики КАС