агрохимия Р. ЕЛЕШЕВ

Ааммоний селитрасының топырақпен әрекеттесуі

Топыраққа еңгізілген аммоний селитрасы ериді де топырақтың сіңіру кешенімен реакцияға түседі:

( T.C.K) 2Ca + 2NH4NO3 = (T.C.K) 2NH4 + Ca(NO3)2

Бұл реакция барысында тыңайтқыштың аммоний катионын топырақтың коллоидты бөлшектерін адсорбциялайды, ал нитрат ерітіндіде сілтілік немесе сілтілік жер метилдардың тұзын түзеді.

Негізбен қанықпаған топырақпен әрекеттескенде орта реакциясы қышқылдық жаққа қарай жылжыйды:

(T.C.K) H,Ca + 3 NH4NO3 = (T.C.K) 3NH4 + HNO3 + Ca (NO3)2

Сол сияқты аммоний селитрасының нитрификация құбылысына ұшырауы, топырақ ерітіндісінің реакциясын уақытша қышқылдандырады:

2NH4NO3 + 4O2 = 4HNO3 + 2H2O

Өсімдіктің алғашқы даму кезеңдерінде уақытша пайда болған қышқылдық реакция аздаған зиянды болады.

Сонымен бұл тыңайтқыштың катионы топырақтың сіңіру комплексінің құрамында болса, анионы топырақ ерітіндісіне өтеді. Кейбір жағдайларда бұл тыңайтқыштың аммоний катионы алмаспайтын, қиын алмасатын күйге ауысуы ықтимал. Сонымен бірге аммоний селитрасының құрамындағы азотты топырақ микроорганизмдері де пайдаланады, соның нәтижесінде біраз бөлігі күрделі органикалық қосылыстар құрамына енеді.

Аммиакты тыңайтқыштар

Аммоний сульфаты (NH4)2SO4. Қүрамында 20,5-21% азот болады. Күкірт қышқылын газ күйіндегі аммиакпен бейтараптау арқылы алады:

H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4

141

Сұр немесе көкшілдеу-сұр түсті, суда жақсы еритін, ылғалды аз сіңіретін, майда кристалды, физиологиялық қышқыл тыңайтқыш.

Аммоний сульфатын өндіруде күкірт қышқылын гипс (CaSO4•2H2O) және глаубер тұзы (Na2SO4•10H2O) сияқты арзан заттармен алмастыруға болады:

Na2SO4 + 2NH3 + 2CO2 + 2H2O = (NH4)2SO4 +2 NaHCO3

CaSO4 + 2NH3 + CO2 + H2O = (NH4)2SO4 + Ca CO3

Аммоний сульфатының құрамында 0,025-0,05 пайыз шамасында бос қышқыл болады. Бұл тыңайтқышты көбінесе бейтарап және сілтілі реакциялы топырақтарға қолданған пайдалы. Оның құрамындағы азот біраз уақытқа дейін шайылмайтындықтан аммоний сульфатын ылғалы мол және суармалы аймақтарда және күзде топырақты жыртар кезде де қолдана береді. Оны тұқым еккенде және өсімдік жас кезінде көп беруге болмайды, өйткені құрамындағы аммиакты азот дақылды уландыруы мүмкін. Бүл тыңайтқышты қолданғанда дақылдардың биологиялық ерекшеліктеріне баса назар аударған жөн. Мысалы, күздік қара бидай, сұлы, картоп сияқты дақылдар аммоний сульфатын қолданудан ешқандай зиян шекпейді, ал көкөніс, жаздық бидай, арпа, қант қызылшасына бұл тыңайтқышты қолданудың пайдасы шамалы. Күріш үшін аммоний сульфаты ең тиімді тыңайтқыштың бірі болып саналады.

Аммоний сульфатының қышқыл қалдығының пайдалы жағы да бар. Ылғалы мол топыраққа қолданғанда құрамындағы қышқыл қалдығы қиын еритін фосфор қосылыстарын ыдыратып өсімдіктерге сіңімді түрге ауыстырады.

Аммоний хлориді NH4CI. Қүрамында 24-25% пайыз азот бар. Сода өндірісінде алынады:

NH3 + CO2 + H2O + NaCI = NaHCO3 + NH4CI

Ол жақсы физикалық қасиетімен ерекшеленеді: ақ түсті, майда кристалды, суда жақсы еритін, гигроскопиялығы төмен, сақтағанда нығыздалмайтын, физиологиялық қышқыл тыңайтқыш. Құрамында көп мөлшерде (66,6%) хлор болатындықтан ол картоп, жүзім,

142

темекі сияқты дақылдардың өнімінің сапасына теріс әсер етеді. Сондықтан бұл тыңайтқышты хлор элементіне сезімтал дақылдарға қолдануға болмайды. Аммоний хлоридін күзде топырақ жыртар алдында беру керек.

Аммоний карбонаты (NH4)2CO2. Бүл тыңайтқышты аммиак суын көмірқышқыл газымен қанықтыру арқылы немесе газ күйіндегі аммиакты су буының қатысында көмірқышқыл газымен әрекеттестіріп алады. Құрамында 21-24% азот болатын‚ өте тұрақсыз‚ майда кристалды‚ ақ түсті зат.

Аммоний бикарбонаты NH4HCO3. Оны көмірқышқыл газы мен газ күйіндегі аммиакты аммоний карбонатының ерітіндісімен адсорбциялау арқылы алады:

(NH4)2CO3 + H4O + CO2 = 2NH4HCO3

Тыңайтқыш құрамында 17% азот бар. Өсімдікке әсер етуі жағынан аммоний селитрасына жақындау.

Аммоний-натрий сульфаты (NH4)2SO4•Na2SO4. Капролактам өндірісінің қалдығы болып саналады. Құрамындағы азот мөлшері 16%. Қант қызылшасы үшін жақсы тыңайтқыш‚ себебі құрамында 9% натрий кездеседі. Сұйық аммиак тыңайтқыштары сусыз (сұйық) аммиак‚ аммиакты су және аммиакаттар жатады. Сусыз аммиактың 82‚3% азот болады. Оны газ күйіндегі аммиакты жоғары қысымда сығу арқылы алады. Түссіз сұйық‚ арнаулы болаттан жасалған цистернада сақтайды.

Аммиакты суды және сусыз аммиакты суда еріту арқылы өндіреді. Бірінші сортында 20‚5%‚ екіншісінде - 16% азот болады.

Аммиакаттарды қатты азот тыңайтқыштарын аммиак суында еріту арқылы алады. Мысалы‚ аммиак селитрасы мен кальций селитрасын немесе аммоний селитрасы мен мочевинаны аммиак суында ерітеді. Аммиакатта 30-35% азот болады. Оның негізгі физикалық-химиялық қасиеттері аммиакты-нитратты тыңайтқыштарға ұқсас.

Сұйық азот тыңайтқыштарын барлық ауыл шаруашылығы дақылдарына қолданады.

143

Аммиакты тыңайтқыштардың топырақпен әрекеттесуі

Топырақта тез ериді де, оның сіңіру кешенімен алмасу реакциясына түседі:

(TCK)2Ca + (NH4)2SO4 = (TCK)2NH4 + CaSO4

Ca

(T.C.K)Ca + 2NH4Cl = (TCK)NH4 + CaCl 2

Са

Мұнда тыңайтқыш құрамындағы аммоний иондарының біраз бөлігі топырақтың сіңіру кешеніне ауысып жылжымалығы азаяды. Сіңіру кешеніндегі аммонийді өсімдік жақсы сіңіреді.

Нитрификация құбылысының нәтижесінде аммиакты тыңайтқыштардың азоты нитратты формаға ауысады:

(NH4)2SO4 + 4O2 = 2HNO3 + H2SO4+ H2O

NH4Cl + 2O2 = HNO3 + HCl + H2O

Пайда болған минералдық қышқылдар топырақ ерітіндісіндегі бикарбонаттармен және сіңіру кешеніндегі катиондармен әрекеттеседі.

2HNO3 + Ca(HCO3)2 = Ca(NO3)2 + 2H2CO3

H2SO4 + Ca(HCO3)2 = CaSO4 + 2H2CO3

2HCl + Ca(HCO3)2 = CaCl2 + 2H2CO3

(T.C.K)Ca + H2SO4 = (T.C.K)H + CaSO4

Ca

144

Ca H

(T.C.K)Ca + 2HCl = (T.C.K)H + CaCl2

Ca

Аммиакты тыңайтқыштарды еңгізгенде, топырақта болатын өзгерістерге өсімдіктердің катионадарды жылдам сіңіретіндігін атап көрсеткен жөн. Қазақстанның қара қоңыр‚ боз топырақтарына аммоний сульфаты мен аммоний хлоридін қолдану кезінде қышқылдық орта туғызбайтын себебі, қышқыл қалдықтарын кальций толық бейтараптайды.

Нитратты тыңайтқыштар

Нитрат селитрасы NaNO3. Тыңайтқыш құрамында 15-16% азот бар. Аммиактан азот қышқылын алғанда бөлініп шыққан нитроз газдарын (NO және NO2) сүзгі мұнара ішіндегі сода немесе натрий сілтісінің ерітіндісінен өткізу арқылы алады:

Na2CO3 + 2NO2 = NaNO3 + NaNO2+CO2

Натрий нитритін нитратқа ауыстыру үшін қоспаға әлсіз азот қышқылын қосады:

2NaNO2 + 2HNO3 = 3NaNO3 + 2NO + H2O

Түзілген NO тотықтырғыш мұнараға қайтарылып NO2 дейін толықтырылады.

Натрий селитрасы суда жақсы еритін‚ ақ немесе ақшылсұрғылт түсті‚ майда кристаллды‚ едәуір ылғал сіңіргіш‚ физиологиялық сілтілі тұз.

Кальций селитрасы Са(NO3)2. Құрамында 13% азот болады. Бұл тыңайтқышты 40-48 пайызтік азот қышқылын әкпен бейтараптау арқылы алады:

CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2

145

Суда жақсы еритін‚ гигроскопиялығы өте жоғары‚ ақшылсары түсті‚ ірі кристалды немесе түйіршікті‚ физиологиялық сілтілі тыңайтқыш.

Нитратты тыңайтқыштардың топырақпен әрекеттесуі

Нитратты тыңайтқыштар топырақ ерітіндісінде тез ериді де сіңіру кешеніндегі катиондармен алмасу реакциясына түседі:

Ca Na

(T.C.K)Ca + 2NaNO3 = (T.C.K) Na + Ca(NO3)2

Са

H

(T.C.K)H + Ca(NO3)2 = (T.C.K)Ca + 2HNO3

Натрий және кальций катиондарын топырақ өз бойына сіңіреді‚ ал нитраттар топырақтың сіңіру кешенінен ығыстырылған Ca2+, H+ катиондарымен әрекеттесіп Ca(NO3)2 және HNO3 түзеді. Нитратты азот тыңайтқыштары топырақта физикалық-химиялық және химиялық жолмен сіңірмейді. Нитраттар өздерінің жоғары жылжымалы қасиеттерін сақтайтындықтан, ылғалы көп‚ әрі суармалы аймақтарда топырақтың астыңғы қабатына шайылуы ықтимал. Мұндай жағдайларда нитратты тыңайтқыштардың қолдану мерзімін анықтаудың маңызы үлкен рөл атқарады. Кальций‚ натрий селитраларын тұқымды себер алдында, топырақты өңдеуде және өсімдіктің вегетациялық дәуірінде үстеп қоректендіру үшін қолдану тиімді. Суармалы аймақтарда бұл тыңайтқыштарды күріш‚ мақта сияқты дақылдарға қолданудың қажеті жоқ. Сонымен бірге натрий селитрасын сор‚ сортаң топырақтарға беруге болмайды.

Амидті тыңайтқыштар

Мочевина СО(NH2)2. Қүрамында 46% азот болады. Оны газ күйіндегі немесе сұйық аммиакты көмірқышқыл газымен әрекеттестіру арқылы алады:

2NH3 + CO2 = СО(NH2)2 + H2O

146

Мочевина ақ түсті‚ ылғалды өзіне тартатын‚ түйіршікті (түйіршік көлемі 1-3 мм)‚ суда жақсы еритін‚ түйіршіктері бірбіріне жабыспайтын тыңайтқыш.

Кристалды мочевинаны түйіршіктегенде ыстық температураның әсерінен биурет пайда болады:

2СО(NH2)2 → (СОNH2)2HN + NH3

Егер биурет мөлшері 3 пайызға жетсе өсімдіктерді уландырады. Құрамында биурет көп мочевинаны тұқым себерден 2- 3 ай бұрын еңгізеді‚ өйткені биурет 10-15 күн ішінде толық ыдырап бітеді.

Мочевинаны көбінесе жерді жыртар алдында негізгі тыңайтқыш ретінде көпшілік дақылдарға қолданады. Бұл тәсілмен мочевинаны пайдаланғанда, оның тиімділігі аммоний селитрасы мен аммоний сульфатынан кем болмайды. Суармалы боз топырақта егілген картоп‚ көкөніс‚ қант қызылшасына аммоний селитрасымен салыстырғанда мочевина қолдану жоғары өнім алуды қамтамасыз етеді. Мұның себебі мочевинаның құрамындағы амидті формадағы азот аммиакты түрге жылдам ауысып, топырақтың сіңіру кешеніне өтеді де оның төменгі қабатына да аз шайылады. Мочевинаны отамалы және көкөніс дақылдарын үстеп қоректендіруде пайдаланады. Үстеп қоректендірген кезде мочевинаны топыраққа сіңіру жұмысын кешіктірсе (келесі күнге қалдырса) оның біраз бөлігі аммиакқа айналып ауаға ұшіп кетеді.

Соңғы кезде мочевинаның 10-20 пайызтік судағы ерітіндісін күздік бидай мен сүрлемдік жүгеріні тамырдан тыс үстеп қоректендіру үшін кеңінен пайдалануда. Күздік бидайға дән салу‚ сүрлемге арналған жүгеріге шашақтану алдында мочевинаның 20 пайызтік ерітіндісін бүріксе құрамындағы ақуыз шамамен 3 пайызға артады.

Кальций цианамиді СаСN2. Құрамында 20-22% азот болады. Кальций цианамидін азотты кальций карбидімен байланыстыру арқылы алады:

CaC2 + N2 = CaCN2 + C

Бұл тыңайтқыш жеңіл‚ майда‚ қара немесе күңгірт-сұр түсті‚ суда өте нашар еритін улы зат. Негізгі тыңайтқыш есебінде сүдігер

147

жыртар алдында қышқыл топыраққа қолданады. Кәзіргі кезде кальций цианамидін тыңайтқыш үшін қолданбайды.

Мочевина-формальдегидті тыңайтқыш. Ауыл шаруашылығында кеңінен қолданылатын аммоний селитрасы‚ мочевина‚ аммоний сульфаты сияқты тыңайтқыштар суда жақсы ериді. Суда жақсы еритін азот тыңайтқыштары кейбір жағдайларда тиімді бола алмайды. Оларды көп мөлшерде қолданғанда топырақ ерітіндісінің концентрациясы жоғарлап өсімдіктің өсу‚ даму қарқынын баяулатады. Сондықтан кейбір елдерде минералдық азот тыңайтқыштарының ысырап болуын азайту мақсатында өсімдікке ұзақ мерзім әсер ететін азот тыңайтқышын жасауға көп көңіл бөлуде. Мұндай тыңайтқыштың жауын-шашын көп жауатын және суармалы аймақтар үшін маңызы зор. Өйткені бұл жерлерде оның азоты топырақтың төменгі қабатына шайылмайды. Суда өте баяу еритіндіктен оның дақылдарға арналған 2-3 жылдық мөлшерін бірден қолдануға болады. Бұл топқа жататын тыңайтқыштың басты өкілінің бірі - мочевина-формальдегидті тыңайтқыш. Оны мочевина мен формальдегидті конденсациялау арқылы алады:

NH2CONH2 + CH2O → NH2CONHCH2OH метилолмочевина

Қышқылдық ортада метилолмочевина мочевинамен одан ары реакцияға түседі де метилендимочевина түзіледі:

NH2CONHCH2OH + NH2CONH2 → NH2CONHCH2NHCONH2 + H2O

Метилендимочевина метилолмочевинамен әрекеттесіп ұзын тізбекті метиленмочевина пайда болады:

NH2CONHCH2OH + NH2CONHCH2NHCONH2 →

H2O + NH2CONHCH2 NHCONHCH2NHCONH2

Мочевина-формальдегидті тыңайтқышының құрамында 3840% азот бар. Түсі ақ‚ өте ұнтақ‚ нығыздалмайтын‚ өте сусылдақ‚ ұзақ сақтағанда құрамы өзгермейді. Бұл тыңайтқышты алу үшін мына жағдайларды ескеру керек: мочевина мен формальдегидтің

148

қатынасы = 1:1‚6; орта реакциясы әлсіз қышқыл; температура 300С; конденсациялау мерзімі 60 минут.

Мочевина-формальдегидті тыңайтқышын ылғалы мол және суармалы аймақта өсірілетін мақта‚ күріш‚ көкөніс‚ жеміс-жидек дақылдарына қолдану тиімді. Оның кемшілігі - өндіру қымбатқа түседі. Сондықтан аз мөлшерде шығарылады. Бұл тыңайтқыш тиімділігін жоғарылату үшін оны суда еритін азот тыңайтқышарымен ұштастырып пайдалану керек. Ол үшін мочевинаформальдегидті тыңайтқышты күзде сүдігер жыртар алдында‚ ал аммоний селитрасын немесе мочевинаны үстеп қоректендіру кезінде қолданады.

Амидті тыңайтқыштардың топырақпен әрекеттесуі

Топырақта мочевина мен кальций цианамидін гидролизленеді:

CO(NH2)2 + H2O = (NH4)2CO3

2CaCN2 + 2H2O = Ca(CNNH)2 + Ca(OH)2

Пайда болған тұздар топырақтың сіңіру кешенінің катиондарымен алмасу реакциясына түседі:

NH4 (T.C.K)Ca + (NH4)2CO3 = (T.C.K)NH4 + CaCO3

H

(T.C.K)H + Ca(CNNH)2 = (T.C.K)Ca + 2H2CN2

Мочевинаның гидролизденуінен пайда болған (NH4)CO3 қосылысы ауада аммоний бикарбонаты мен аммиакқа дейін ыдырайды:

(NH4)2CO3 =NH4HCO3 + NH3

Сондықтан егістікке шашқан мочевинаны топыраққа сіңіру жұмысын кешіктіруге болмайды. Топырақтағы (NH4)2CO3 өзіде гидролизденеді:

(NH4)2CO3 + H2O = NH4HCO3 + NH4OH

149

Кальций цианамидінің топырақпен әрекеттесуінен түзілген H2CN2 тез арада мочевинаға ауысады:

H2CN2 + H2O = CO(NH2)2

Пайда болған мочевина уреаза ферментінің әсерінен көмірқышқыл аммонийге ауысады.

Бұл тыңайтқыштардың өзгеріске ұшырауынан түзілген көмірқышқыл аммоний нитрификация құбылысы кезінде нитратты қосылыстарға айналады:

(NH4)2CO3 +4O2 =2HNO3 + 3H2O + CO2

2HNO3 + Ca (HCO3)2 = Ca(NO3)2 + 2H2CO3

Амидті тыңайтқыштардың топырақпен әрекеттесуі топырақ реакциясына‚ оның құрамындағы қара шірінді мөлшеріне тағы басқа қасиеттеріне байланысты өтеді.

Азот тыңайтқыштарының тиiмдiлiгiн арттыру жолдары

Ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімін арттыруда, азот тыңайтқыштары маңызды рөл атқарады. Бір кг азот қосымша 10-15 кг астық‚ 30-40 кг қант қызылшасын‚ 5-6 кг мақта ұлпасын алуға көмектеседі. Сонымен бірге азот тыңайтқыштары дақылдардың сапалық көрсеткіштерін жақсартады. Азот тыңайтқыштары барлық дақылдарға қолданылады. Дәнді дақылдарға азотты тыңайтқыштар жақсы әсер етеді. Олар түптену кезеңінде қолданған азоттың жартысын, масақтану кезеңінде 75% өз бойына сіңіреді. Дәнді дақылдарды азотты тыңайтқыштармен үстеп қоректендірудің маңызы зор. Азотты тыңайтқыштардың қолданатын нормасы қара топырақтан күңгірт қара қоңыр, кәдімгі қара қоңыр, боз топырақтарға қарай өсіп отырады.

Республикамызда жүргізілген көптеген тәжірибелерде картоп, мақта, күздік бидайға қолданылған мочевина мен аммоний селитрасының тиімділігін бірдей болды.

150