Глава 28 АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ

28.1. Значение азота в питании растений

Азот — необходимый элемент для растений, с его участием образуются простые и сложные белки, нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК), имеющие определяющее значение в обмене веществ в организмах. Он входит в состав хлорофилла (хлорофилл «а» — C₅₅H₇₂0₅N₄Mg), фосфатидов, алкалоидов, витаминов, ферментов и других физиологически активных веществ.

Недостаток азота в почве резко ухудшает рост и развитие растений: формируются мелкие листья светло-зеленой окраски, которые постепенно желтеют; стебли вырастают тонкие; ухудшается формирование и развитие репродуктивных органов. При оптимальном азотном питании растения быстро растут, образуют мощные стебли и листья интенсивно-зеленой окраски, повышаются урожайность и содержание белка. Избыточное азотное питание задерживает созревание растений, гипертрофирует вегетативные органы, а урожай плодов и семян при этом снижается. При повышенной концентрации азота, особенно аммиачного, в почвенном растворе могут погибнуть всходы растений.

28.2. Виды азотных удобрений

Промышленность поставляет следующие азотные удобрения:

1. Аммиачно-нитратные.

2. Аммиачные.

3. Нитратные.

4. Амидные.

К аммиачно-нитратным азотным удобрениям относятся аммиачная селитра, известково-аммиачная селитра. Особенностью утих азотных удобрений является содержание азота в аммиачной и нитратной формах.

Аммиачная селитра (нитрат аммония, азотнокислый аммоний — NH4NO3) содержит 34,6 % азота. Это белое кристаллическое вещество, очень гигроскопичное. Для уменьшения слежи-иасмости в него добавляют небольшое количество гипса, каолинита и др., которые придают удобрению желтый оттенок, затем удобрение гранулируют в шарообразную форму диаметром 1—3 мм, упаковывают в бумажные пятислойные мешки, пропитанные битум-автоловой смесью. Хранить аммиачную селитру необходимо в сухом помещении, чтобы удобрение не слеживалось в комки.

При внесении в почву удобрение быстро растворяется. Из раствора нитрата аммония катион NH₄ поглощается быстрее, чем анион NO3, поэтому это удобрение относят к физиологически кислым. В почвенном растворе аммиачная селитра вступает в обменную реакцию с почвенным поглощающим комплексом:

NH*4

[ППК]^Г. ₊2NH₄N0₃ = [nnK]^ + Ca(N0₃)₂

При обменном поглощении аммоний адсорбируется коллоидами почвы, а анион N0₃ образует растворимые соли с вытес-пенными катионами.

В кислых почвах внесение аммиачной селитры в повышенных дозах может вызвать подкисление почвенного раствора, а в елучае локального внесения — создавать очаги с повышенной кислотностью:

н⁺ nh;

[ППК]”*₂. +3NH₄N0₃ = [nnKQ + HNO3 + Ca(N0₃)₂

Н^{+ 4}

Такое подкисление почвенного раствора временно, с поглощением нитратного азота оно нейтрализуется. Однако оно может угнетающе действовать на проростки и всходы растений.

Аммиачная селитра в повышенных дозах на малобуферных Почвах с легким гранулометрическим составом повышает содержание нитратов в растениях. Поедание таких растений животными вызывает нарушение обмена веществ и отравления.

Микрофлора рубца жвачных животных восстанавливает нит. раты до нитритов, которые, всасываясь в кровь, соединяются _с гемоглобином, блокируя его способность снабжать организм ки~ слородом. Повышенная концентрация метгемоглобина в крови приводит к удушью животных, при сильном отравлении приводит к смерти.

Азот внесенной в почву аммиачной селитры частично поглощается почвенной микрофлорой. После отмирания микроорганизмов часть этого азота поглощается растениями, другая часть в процессе гумификации микробного белка превращается в устойчивые к разложению гумусовые вещества. Превращение азота удобрения в органическую форму сильно возрастает при внесении в почву органических материалов (соломы, торфа, соломистого навоза и др.). Азот сложных органических соединений очень медленно минерализируется, и усвоение его растениями уменьшается. Часть нитратного азота удобрений подвергается восстановлению денитрифицирующими бактериями до газообразных продуктов (N₂, NO и др.) и теряется из почвы в атмосферу. В исследованиях агрохимиков с применением изотопа азота ^I5N было установлено, что из внесенного в почву азотного удобрения растения поглощают 50—60 % азота, 15—30% превращается в органическую форму, 10—20 % теряется в газообразной форме.

При промывном водном режиме почвы нитратный азщ’ удобрений может вымываться за пределы почвенного профиля,! грунтовые воды. Использование азота удобрений растениями | среднем составляет 70—80 % от внесенного количества.

Для повышения эффективности аммиачной селитры на кмф лых почвах нужно смешивать ее с фосфоритной мукой, изв# стью, доломитом, проводить известкование почв. На почвах с промывным водным режимом это удобрение лучше вносить под предпосевную обработку почвы, в рядки при посеве в дозе 10 кг/га, в лунки при посадке картофеля и овощных культур, в подкормки при уходе за посевами. Аммиачная селитра — эффективное удобрение для ранневесенней подкормки озимых культур. На почвах с непромывным водным режимом аммиачную селитру можно вносить с осени под основную обработку почвы.

К аммиачным удобрениям относятся сульфат аммония, хлористый аммоний, жидкий аммиак, аммиачная вода.

Сульфат аммония (сернокислый аммоний — (NH₄)₂S0₄ содержит 20—21 % азота в аммиачной форме, 23—24 % серы. По внешнему виду это кристаллическая соль белого цвета. Органи-чсские примеси придают соли серую или красноватую окраску. Сульфат аммония хорошо растворяется в воде, малогигроскопи-_чСн и не слеживается при хранении в сухом помещении.

Сернокислый аммоний быстро растворяется в почвенной ₁₅одс и мгновенно вступает в обменные реакции с катионами П Г1К (почвенно-поглощающего комплекса):

nh;

[ППК]^;; + (NH₄)₂S0₄ = [ППК]™‘ + CaS0₄

Поглощенный аммоний менее подвижен, не вымывается при фильтрации воды, но хорошо усваивается растениями.

В процессе биологического окисления азота сернокислого аммония (нитрификации) образуются азотная и серная кислоты, которые подкисляют почвенный раствор. Подкисление почвенного раствора дополняется и физиологической кислотностью этого удобрения, так как растения быстрее и больше поглощают катион NHJ, чем анион SO4".

Подкисление происходит заметнее на кислых почвах, бедных органическим веществом, с малым количеством катионов кальция в ППК. На почвах с большим количеством органического вещества и кальция подкисление малозаметно. Только длительное применение сульфата аммония в больших дозах может вызвать сильное подкисление почвенного раствора. Эта кислотность нейтрализуется кальцием с образованием бикарбонатов на черноземах и каштановых почвах, богатых гумусом и обладающих большой буферностью.

Для повышения эффективности сульфата аммония его лучше вносить с осени под основную обработку почвы как основное Удобрение. Перед внесением в почву его полезно смешивать с известняком, молотым мелом, фосфоритной мукой и др. Кислые почвы необходимо известковать, вносить высокие дозы органических удобрений.

Нецелесообразно вносить сульфат аммония локально, особенно в рядки при посеве. Локализация аммиачного азота в почве затрудняет его поглощение растениями в начале их роста.

Сульфат аммония целесообразно вносить под культуры, которые менее чувствительны к подкислению почвенного раствори: овес, озимая рожь, лен, картофель, брюква и др. Хорошие Результаты от внесения аммиачных удобрений получают на орошаемых участках.

Хлористый аммоний — NH₄C1 — содержит 24—25 % азота ц 66,6 % хлора. Удобрение хорошо растворяется в воде, малогигроскопично, не слеживается. Содержащийся в удобрении хлор оказывает отрицательное влияние на качество урожая картофеля, льна, табака, винограда, лука, капусты и др. Под эти культуры лучше вносить сульфат аммония.

Мероприятия по повышению эффективности хлористого аммония сходны с применением сульфата аммония. Но хлористый аммоний не следует вносить под чувствительные к хлору культуры. Вносить нужно с осени, чтобы ионы хлора частично вымывались в глубокие горизонты почвы до посева культур.

К жидким азотным удобрениям относятся жидкий аммиак, аммиачная вода. Безводный сжиженный под давлением аммиак (NH₃) содержит 82,3 % азота. По внешнему виду это бесцветная жидкость, обладает высокой упругостью паров (при t= 10 °С давление равно 5,2 атм). Хранить и перевозить его необходимо в специальных цистернах, выдерживающих давление >20 атм. Применение жидкого аммиака ограниченно, потому что нужно иметь специальное оборудование для его хранения и внесения.

Аммиачная вода — раствор аммиака в воде. Содержит 20,5 fo азота (25%-ный аммиак) или 16,4% азота (20%-ный аммиак^ Азот находится в форме свободного аммиака (NH₃) и аммоний (NH₄OH). Упругость паров невысокая (25%-ный раствор аммиак ка при 40 °С имеет давление 0,15 атм). Аммиачная вода не вызь# вает коррозию черных металлов, ее можно хранить и перевозит! в герметичных резервуарах из обычной стали с невысоким дав*-лением — 0,4 атм. *

Аммиачная вода вносится в почву специальными машинами, обеспечивающими немедленную заделку на глубину 10—12 см на тяжелых почвах и до 18 см на легких во избежание улетучивания аммиака. Под все культуры удобрение вносят с осени под основную обработку почвы. При внесении аммиачной воды в почву аммиак адсорбируется коллоидами. Постепенно азот аммиака нитрифицируется и мигрирует с почвенным раствором. Скорость и полнота поглощения аммиака почвой зависит от содержания гумуса, гранулометрического состава и влажности почвы, способа и глубины заделки в почву. На тяжелых, богатых органическим веществом и влажных почвах аммиак меньше испаряется, поглощается быстрее и полнее, чем на песчаных, бедных гумУ" сом. По влиянию на урожай растений аммиачная вода приравнИ' вается к твердым аммиачно-нитратным удобрениям.

К нитратным удобрениям относятся натриевая селитра, кальциевая селитра.

Натриевая селитра (нитрат натрия, азотнокислый натрий — NaN0₃) содержит 15—16 % азота и 26 % натрия. Это мелкокристаллическая соль белого или серого цвета, хорошо растворяется и воде, гигроскопична. При хранении в бумажных мешках со специальной пропиткой в сухих помещениях сохраняет рассыпчатость. Физиологически это щелочное удобрение.

Нитратный азот селитры не поглощается почвой и может вымываться при промывном водном режиме. Вносить удобрение нужно весной под предпосевную обработку почвы и в подкормки.

Натриевая селитра более эффективна при внесении под корнеплоды, что связано с положительным влиянием натрия на отток углеводов из листьев в корни, на повышение содержания сахаров.

Нецелесообразно использовать селитру на орошаемых участках и нельзя вносить на засоленных почвах.

Кальциевая селитра (нитрат кальция, азотнокислый кальций — Ca(N0₃)₂) содержит 13—15% азота. Удобрение хорошо растворяется в воде, сильно гигроскопично, при присоединении паров воды образует четырехводную соль Ca(N0₃)₂ • 4Н₂0, содержащую 14,86 % азота. Хранят кальциевую селитру во влагонепроницаемых мешках. Более эффективна на кислых почвах. При систематическом внесении происходит пополнение ППК кальцием, снижается кислотность почвы:

н⁺

[ППК]"! + 2Ca(N0₃)₂ = [ППК]?Х! +4HN0₃

н⁺

Вносить кальциевую селитру лучше под предпосевную обработку почвы и в подкормки озимых весной.

К амидным удобрениям относятся мочевина (карбамид) — CO(NH ₂)₂, цианамид кальция — CaCN₂.

Карбамид — CO(NH₂)₂ — кристаллический порошок белого Ц^ета, содержит 46 % азота в амидной форме — это концентрированное удобрение. Хорошо растворяется в воде, гигроскопично, может слеживаться. Промышленность выпускает карбамид в Аннулированном виде (гранулы — 1—3 мм). Гранулированный Арбамид при хранении в сухом помещении не слеживается, хорошо рассеивается при внесении в почву, это одно из лучщ_Их азотных удобрений.

Внесенный в почву карбамид хорошо растворяется и з_а 2—3 дня аммонифицируется аэробными уробактериями до углекислого аммония:

CO(NH₂)₂ + Н₂0 = (NH₄)₂C0₃

Углекислый аммоний гидролизуется с образованием бикарбоната аммония и водного раствора аммиака (NH₄OH). Образующийся аммоний поглощается ППК и постепенно усваивается растениями.

Карбамид применяют перед посевом под все сельскохозяйственные культуры, для подкормки озимых и пропашных культур.

Мочевину нецелесообразно вносить в рядки при посеве зерновых культур, так как возможно отрицательное действие свободного аммиака на прорастающие зерна. Из-за высокого содержания азота в карбамиде его нужно равномерно распределять при внесении и немедленно заделывать в почву во избежание потерь азота в форме аммиака.

Цианамид кальция — CaCN₂, содержит 20—22 % азота. Заводской технический цианамид содержит примеси: СаО — 20—28 %, уголь — 9—12 %, кремневую кислоту, окиси железа, алюминия. Это порошок темно-серого или черного цвета, сильно пылит при рассеве, при попадании в глаза и дыхательные пути вызывает воспаление. В качестве удобрения почти не применяется: его используют для предуборочного удаления листьев у хлопчатника, подсолнечника на семена и других растений. ,

Растворы аммиачной селитры и карбамида в воде (КАС) не содержат свободного аммиака, поэтому при их поверхностном внесении отсутствуют потери азота. В состав карбамидо-аммиач^ ной селитры можно добавлять микроэлементы в виде солей ко* бальта, бора, меди, молибдена и др. до 0,1 %, гербициды, ретар^-данты. /

КАС — светло-желтая жидкость с плотностью 1,25—1,35 г/см³, с содержанием азота от 25 до 30 %. Хранят КАС' в металлических или бетонных емкостях, перевозят в автоцистернах, вносят штанговыми опрыскивателями. Растворы КАС можно вносить с оросительной водой дождевальными установками.

28-3* Эффективность азотных удобрений

Азотные удобрения оказывают решающее влияние на повышение урожаев всех сельскохозяйственных культур на большин-_сГне типов почв. Каждая тонна азота, внесенного с удобрениями, может обеспечить дополнительно 10—15 т зерна, 20—30 т многолетних трав, 30—40 т корней сахарной свеклы, 2 т льноволокна с улучшением качества урожая — повышением белка в зерне и кормах.

Эффективность азотных удобрений выше на бедных азотом почвах при достаточном увлажнении, особенно при орошении. На почвах с коэффициентом увлажнения <1 эффективность азотных удобрений снижается. Азотные удобрения повышают эффективность фосфорных и калийных удобрений при их совместном внесении.