1.2. Азотное сырье

Д.Н. Прянишников на основе исследования практики земледелия в Европе отмечал, что главным условием, определяющим среднюю высоту урожая в разные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом.

Азот почвы пополняется тремя путями:

1) азот воздуха связывается почвен­ными бактериями и бобовыми растениями;

2) его вносят в виде минералов, добытых в земных недрах;

3) он попадает в почву в виде соединений, изготовленных промышленным синтетическим способом (аммиак, сульфат аммония и др.).

Азот исключительно подвижный химический элемент. В почвах образует два типа соединений — нитратные и аммонийные. Нитраты легко раство­ряются и выносятся водой, а аммиак просто испаряется в атмосферу. Поэтому можно сказать, что азота в почве всегда не хватает.

Основная масса азотных удобрений (около 80 млн.т) получают синтетическим способом из азота, содержащегося в воздухе.

С бактериями и растениями в почву поступает до 400 млн т в год. На долю природного минерального сырья приходится не более 15-20 млн. т.

Природа не наделила недра Земли достаточным количеством азотных полезных ископаемых.

Азотное минеральное сырьё представлено селит­рами, гуано, мочевиной.

Наибольшее значение имеют месторождения селитры в Южной Америке, Северном Чили и Южном Перу (в пустынях Сечура и Атакама). Именно отсюда поступала на мировой рынок знаменитая чилийская селитра. Имеется также бесчисленное множество мелких и мельчайших скоплений селитры (селитренников), расположен­ных в других пустынях и полупустынях на нашей планете.

Для накопления соединений азота необходимы особые условия:

- сухой жаркий климат;

- отсутствие пышной расти­тельности, которая энергично их поглощает.

Селитра накапливается на буграх, холмах и пологих грядах, образуя на них корки, линзы, налёты (выцветы) толщиной всего несколько сантиметров, где содержание селитры около 5— 8%. Однако роль этих минеральных карликов в жизни земледельцев была исключительно велика. Прежде всего, на протяжении тысячелетий они служили важным источником удобрений для местных садов и виноградников, бахчевых и овощных культур.

Селитренники формируются в результате циркуляции растворов, обога­щенных нитратами, образующимися при окисле­нии органического вещества. В пустынях рассолы поднимаются вверх по тончайшим капиллярам в глинистых породах. На холмах и других возвышенных участках местности испарение воды усиливается, и из растворов выпадают различные золи. Нитраты, как наиболее растворимые соеди­нения, осаждаются последними. При новом по­ступлении влаги нитраты опять растворяются и продолжают своё движение. Поэтому селитренники обладают одним замечательным свойством: в отличие от других видов месторождений они восстанавливаются. Собранные корки, выцветы и налёты достаточно быстро воспол­няются.

Натриевая (чилийская) селитра - это смесь минералов: нитронатрита (NаNO₃) - 8,5-27,0%; нитрокалита (КNОз) - 1,5-2,5%; сульфата натрия -12,0% и сульфата магния - 11,0%. Важной примесью является йод, составляющий 0,03-0,4%.

До Первой мировой войны Чили было основным постав­щиком селитры на мировой рынок. Селитра использовалась для изготовления азотных и калийно-азотных удобрений и в производстве чёрного пороха. В последующие годы в связи с развитием технологий получения синтетической селитры и искусственных удобрений значение чилийской селитры для мировой экономики уменьшилось.

Согласно существующим представлениям, азот перво­начально накапливается в рыхлых отложениях в результате разрядов атмосферного электричества, деятельности организмов или поступает из горячих вулканических источ­ников. В условиях Чили и Перу нитраты сначала образовы­вались в высокогорьях Анд. Затем они подземными водото­ками выносились в предгорья. Здесь под воздействием капиллярного подсасывания на глубинах 1—2 м под слоем глин и песков возникала руда. Её месторождения расположены, как правило, около небольших пологих возвышенностей, обрамляющих крупные солончаки.

Образование селитры связано с процессами нитрифика­ции, энергично идущими в жарких безводных климатических условиях. Материалом для нитрификации, по представле­ниям некоторых ученых, служили залежи гуано, или мор­ские водоросли, скопившиеся на побережье, по мнению дру­гих— азот поступал при извержениях вулканов в Андах или из атмосферы — при грозовых разрядах и осаждался на поверхность Земли туманами; предполагается также возмож­ность скопления селитры за счет азотистых соединений, вы­мытых из почвы, в специфических климатических условиях этой местности.

Калиевая (индийская) селитра. Минерал нитрокалит KNO₃, как и нитронатрит, образуется в условиях сухого жаркого климата. Источником азота являются органические вещества, возникающие в результате почвообразования или при разложении трупов животных и птиц, а также их помета (обычно в пещерах). Возможна фиксация азота непосредственно из воздуха под действием грозовых разрядов.

Месторождения калиевой селитры часто встречаются в пе­щерах (Индия, Шри-Ланка, некоторые штаты США, Крым). Сбор селитры в отдельных пещерах Шри-Ланки достигает 10...20 т в год. В середине прошлого века из Индии ежегод­но вывозили 20...30 тыс. т нитрокалита (эти месторождения сейчас уже выработаны).

Залежи селитры связаны иногда с местами древних го­родов, крепостей, скотопрогонных дворов и т. п. Такие ме­сторождения «курганной» селитры известны в окрестностях Ашхабата, Куня-Ургенча, в Мервском оазисе и других райо­нах Средней Азии. В этих же местах встречаются скопле­ния нитрата калия на буграх и холмах, не имеющих следов древних поселений. Эти поверхности лучше всего прогревают­ся солнцем, и капиллярная подпитка их пересохших почв рас­творами, содержащими нитраты, идет особенно интенсивно. Обычны здесь выделения нитрокалита и на некоторых кар­бонатных почвах.

Селитряные солончаки можно использовать как местное удобрение и в настоящее время.

Гуано (от испанского - «птичий помёт», удобрение») – руда для получения фосфора, калия и азота. В сухом жарком климате птичий помёт не разлагается. На островах, в при­брежной зоне морей и океанов, в местах обитания огром­ного количества птиц (на птичьих базарах) он скапливается в значительных количествах.

В конце XIX — первой четверти XX вв. гуано использо­валось в сельском хозяйстве в качестве удобрения, и в хи­мической промышленности для изготовления спичек, фотореактивов и т.д. Позже нашли более крупные и рас­пространённые источники фосфора. Промышленного зна­чения гуано в последние годы практически не имеют. В настоящее время в Перу и Чили добываются незначительные объемы гуано, применяемые для местных нужд.

?

• Какое происхождение имеют природные азотнокислые агроруды?

• Какие условия необходимы для накопления природных соединений азота?