39 Билет

6 Ассортимент аммонийных и нитратных азотных удобрений. Получение, состав, свойства этих удобрений и приёмы эффективного использования при выращивании с/х культур в различных почвенно-климатических условиях.

Выпускаются группы азотных удобрений:

1. НИТРАТНЫЕ – натриевая селитра, кальциевая селитра;

Селитры (соли азотной кислоты). Изначально применялись селитры природного происхождения (чилийская). Сейчас – синтетические селитры.

Общие свойства: легкорастворимы, легкодоступны, сильная вертикальная и горизонтальная миграция в почве, физиологически щелочные удобрения (т.е. оказывают нейтрализующее действие на кислые почвы).

Вступают в обменные реакции с ППК. ППК поглощает Na и Ca, а нитрат-ион образует HNO₃ или (для натриевой селитры) Ca(NO₃)₂. Нитратный азот не подвергается химическому или физико-химическому поглощению в почвах.

Натриевая селитра: NaNo3. Содержит 15-16% n и 26% Na.

Получение: при производстве азотной к-ты из аммиака путем щелочной адсорбции окислов азота. Непоглощенные NO и NO₂ пропускают через р-р соды или NaOH (в поглотительных башнях).

Na₂CO₃+2NO₂=NaNO₃+NaNO₂+CO₂. NaNO₂+2HNO₃(слабая)=3NaNO₃+2NO+H₂ONO → в поглотительные башни для окисления в NO₂. Выпаривают и центрифугируют осадок NaNO₃ – получают белую или серую мелкокристаллическую соль. Удобрение гигроскопично.

Кальциевая селитра: Ca(NO₃)₂. “Норвежская селитра”. 13-15% азота.

Получение: нейтрализация 40-48% HNO₃ мелом или известью:

CaCO₃+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+H₂O+CO₂. Азотную к-ту получают окислением аммиака.

Оч. гигроскопична, для улучшения физических свойств добавляют ≈ 0,5% гидрофобных добавок (парафинистый мазут).

Применение: можно вносить под все культуры (особенно на д-п. почвах, т.к. подщелачивают среду, но на черноземах заметно меньше эффект, особенно под зерновые). Натриевая селитра хороша под сах. свеклу и др. корнеплоды – они способствуют оттоку углеводов в корни.

Можно в рядки (только натриевую, особенно под корнеплоды. Кальциевая слишком гигроскопична), основное или подкормку.

На д-п почвах оптимум – кальциевая, на черноземах равноценны, на засоленных почвах натриевую не рекомендуется. Малоэффективны в орошаемом земледелии, т.к. легко вымываются из верхних слоев почвы.

2. АММОНИЙНЫЕ– сульфат, хлорид, бикарбонат и карбонат аммония;

Сульфат аммония: (NH₄)₂SO₄. Содержание азота 20,5 – 21%.

Получение: нейтрализацией серной к-ты аммиаком, выделенным из отходящих газов при коксовании или синтетическим. Осадок (NH₄)₂SO₄ отделяют центрифугированием и высушивают.

Легкорастворим, мало слеживается, слабогигроскопичен, внешене – кристаллическая соль разной окраски (белый, серый, красноватый). Физиологически кислое удобрение. Содержит ≈23% серы и является важным источником для питания растений.

В почве быстро растворяется, ионы аммония переходят в ППК, где легкодоступны растениям, но мало подвержениы вымыванию из почвы. Но из-за этого же локализуется в очагах внесения. Хорошее для основного удобрения.

Сульфат аммония- натрия: (NH₃)₂SO₄* Na₂SO₄. Содержит не менее 16% азота и до 2,5% органических примесей.

Получение: отход производства капролактама.

Хорошее удобрение под сах. свеклу и др. корнеплоды в связи с наличием Na, для крестоцветных, отзывчивых на серу и натрий. Применять на черноземах и произвесткованных дерново-подз. почвах.

Хлористый аммоний: NH₄Cl. Содержит 24-25% азота.

Получение: побочный продукт при производстве соды:

NH₃+CO₂+H₂O+NaCl = NaHCO₃+NH₄Cl.

Легкорастворим, малогигроскопичен, хорошие физические свойства. Высокая физиологическая кислотность и 66,6% хлора, к-рый угнетающе действует на картофель, табак, виноград, а на дерн-подз почвах – и на лук, капусту, лен. Нормально для зерновых при обычных нормах азота. Заделывать, осенью – в этом случае ионы хлора не поглощаются корнями, а легко вымываются.

Карбонат аммония: (NH₄)₂CO₃. Представляет собой смесь карбоната, бикарбоната и карбамата аммония. Содержит 21-24% азота.

Получение: получают насыщением аммиачной воды CO₂ с последующей отгонкой карбоната аммония; или в результате взаимодействия газообр. Аммиака и CO₂ в присутствии паров воды.

Оч. нестоек на открытом воздухе, разлагается:

(NH₄)₂CO₃ = NH₃+NH₄HCO₃

Бикарбонат аммония: NH₄HCO₃. Содержит 17% азота.

Получение: адсорбция газообразного аммиака и углекислого газа р-ром карбоната аммония. NH₄HCO₃ выпадает в осадок. Оставшийся в р-ре NH₄HCO₃ насыщают газообразным аммиаком и получившийся (NH₄)₂CO₃ вновь используют для производства NH₄HCO₃.

Более стоек, чем карбонат аммония, но не намного. При разбросном методе внесения в почву заделывать сразу же. По действию на растения приближается к аммиачной селитре.

3. АММОНИЙНО-НИТРАТНЫЕ – аммиачная селитра, известково-аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония, жидкие аммиакаты;

4. АММИАЧНЫЕ- NH₃ – безводный и водный.

Безводный аммиак: NH₃. Содержит 82% азота. Получают сжижением газообразного аммиака под давлением. Хранят под давлением.

При внесении в почву превращается в газ, к-рый адсорбируется коллоидами и поглощенной почвенной влагой, образуя NH₄OH. Ионы аммония дают различные соли, поглощаются твердой фазой, нитрифицируются.

Аммиачная вода: р-р аммиака в воде. I сорт содержит 20,5% азота (25% аммиак), II – 16,5% (20% аммиак).

Рекомендуется в качестве основного удобрения. При подкормке вносят в середину междурядий, чтобы не создавалось токсичных концентраций аммиака.

5. АМИДНЫЕ – мочевина, цианамид кальция.

77. Структурное состояние почвы, определяющие факторы и мероприятия по его улучшению

Структурность - способность распадаться на агрегаты под мех. воздействием.

Структура - совокупность агрегатов различной величины, формы, пористости, мех. прочности и водопрочности.

Виды: кубовидная (глыбистая, комковатая, ореховая, зернистая), призмовидная (столбчатая, призматическая), плитовидная (илистая, чашуйчатая).

Агрономические виды: глыбистая(>10мм диаметр), комковатая (0,25 - 10), распыленная(<0,25). Лучшая структура 0,25 - 10мм.

Водопрочность и пористость должна быть >45%.

Отношение массы комочков диаметром от 0,25 до 10 мм к массе остальных фракций – коэффициент структурности.

При оценке устойчивости почвы против дефляции учитывается содержание агрегатов размером более 1 мм в слое почвы 0-5 см.

Агрономическая роль структуры:

1)структурные почвы обладают оптимальной влагоёмкостью и минимальным испарением, благоприятным водно-воздушным режимом (оптимальное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости)

2)в них высокая микробиологическая деятельность - мобилизация пит. в-в.

3)уменьшение стока, эрозии, дефляция

4) облегчает прорастание и распространение корней

5)снижение энергетических затрат на обработку почвы, следовательно, возможность минимизации обработки.

Факторы влияющие на структуру (факторы образования структуры):

1)физ-мех. – разделение почвы на агрегаты в рез-те изменения объема и давления при переменном высушивании и увлажнении, замерзании, оттаивании, давлении коркой, деятельности животных, почвообрабатывающих машин.

2)физ-хим. - коагуляция и цементирующее действие почвенных коллоидов (особо важны орг.коллоиды,т.к. они участвуют в склеивании с различными коллоидами при их коагуляции двух- и трехвалентными катионами).наиб водопрочн- гуминовые кислоты+минералы монтмориллонит группы и гидрослюдами.

3)хим. - цементация агрегатов окисными формами Fe при смене восстановительных условий окислительными в период переувлажнения почв.

4)биол. - растительность, животные (особенно черви), микроорганизмы.

Факторы разрушения:

1)сокращение поступления в почву орг. вещ-ва.

2)неправильная обработка почвы, особенно в период, несоответствующий физической спелости почвы.

3)подкисление почвы (в ППК вместо кальция - водород). Плохие агрегаты -нет склеивания.

Для формирования структурности нужно:

Обогащение почвы органическим веществом, посев мн.трав, минимизация обработки, режим кальция, поддержание опт. плотности( 1,2 - пропашные, 1,3 г/см³- зерновые), оптимальной пористости аэрации 20 - 25%, общей пористости 55 - 60%, нормальной водопроницаемости.

Улучшение структуры - посев многолетних трав,обработка почвы в спелом состоянии, известкование кислых почв, гипсование солонцов, внесение орг.и мин. удобр + внесениеполимеров-структурообразователей.

Задача.

1.1. Вынос питательных веществ на 1 т основной продукции, кг:

N- 6,0; Р₂О₅-2,0; К₂О-9,0; урожайность-170 ц/га, следовательно, вынос питательных веществ с урожаем, кг/га:

N: 6,0´170 = 102 кг/га

Р₂О₅: 2,0´170 = 34 кг/га

К₂О: 9,0 ´ 170 =153 кг/га

1.2. В 20 т навоза содержится:

0,5% N; 0,25% Р₂О₅; 0,5% К₂О

20т навоза- 100%

Х (N) - 0,5 %; Х(N)= 0,1т = 100 кг

20т навоза – 100%

Р₂О₅ - 0,25 % Р₂О₅ = 0,05 т = 50 кг

20 т навоза – 100%

К₂О - 0,5% К₂О = 0,1 т = 100 кг + N₆₀Р₆₀К₆₀

Следовательно, всего вносили:

N= 100+60= 160 кг/га

Р₂О₅= 50 +60 = 110 кг/га

К₂О = 100 + 60 = 160 кг/га

Баланс питательных элементов
	Внесено с удобрениями	Вынос с урожаем	Баланс, Кг/га	Коэффициент возврата	Интенсивность баланса, %	Балансовый коэффициент использования удобрений, %
	А	Б	В	Г	Д	Е
N	160	102	+58	1,57	157	63,6
Р2О5	110	34	+76	3,24	324	30,9
К2О	160	153	+7	1,04	104	95,6

Коэффициент возврата = А : Б

Интенсивность баланса Д= А : Б ´100%

Балансовый коэффициент Е= Б : А ´100%

Картофель, кукуруза, кормовая свекла требуют почв 4 класса по Р₂О₅ и К₂О; а у нас 3-й класс (подвижного фосфора-70 мг/кг, обменного калия-120 мг/кг).

С учётом этого, а также слабоположительного (практически нулевого) баланса по калию (104%) можно признать, что фактическая урожайность картофеля соответсвует уровню плодородия почвы и применяемых калийных удобрений.

2. Интенсивность баланса по азоту составляет 157%, что значительно превышает рекомендуемую для этой зоны интенсивность баланса по азоту (120%), а это чревато опасностью загрязнения почв, вод и продукции нитратами.

3. Почва сильнокислая. При отсутствии известкования в дальнейшем степень кислотности может ещё увеличится.

Обеспеченность почвы фосфором-3-й класс, а для картофеля рекомендован 4-й класс , поэтому желательно постепенное увеличение содержания фосфора в почве. В нашем примере ежегодно в почве остаётся сверх выноса 76 кг Р₂О_5.

По принятым для зоны нормативам для увеличения содержания в почве подвижного фосфора на 1мг/100 г необходимо внести с удобрением сверх выноса 80 кг/га фосфора. При таких условиях (наш пример) за 5 лет содержание фосфора в почве возрастёт почти на 5 мг/100г, и почва по обеспеченности фосфором перейдёт в 4-й класс.

Обеспеченность почвы калием- 3-й класс, а для картофеля рекомендован 4-й класс. При существующей в хозяйстве интенсивности баланса -104% содержание калия в почве в ближайшие годы мало изменится.

В нашем примере содержание гумуса в почве 2,0%. По принятым нормативам для создания бездифицитного баланса гумуса на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах необходима среднегодовая насыщенность посевов подстилочнвм навозом 10-12 т/га. Таким образом, при использовании в хозяйстве 20 т/га навоза будет наблюдаться тенденция к постепенному увеличению содержания гумуса в почве.

. 4. Оптимальные показатели баланса элементов (балансовые коэффициенты) должны быть следующими: по азоту – 120%; по фосфору-120%; по калию- 100%.

5. Принимая, что 1 т клубней с соответствующим количеством ботвы содержит в кг: 5,0 N, 1,5 Р₂О₅ и 7,0 К₂О, трансформируем затраты элементов на 1 т клубней в их возможные дозы через указанные балансовые коэффициенты:

N= 5: 1,2 =4,2; Р₂О₅ = 1,5: 1,2 = 1,3 ; К₂О= 7: 1= 7; S 12,5

Соотношения в удобрениях и суммы соотношений:

3,2 : 1,0: 5,4; S9,6

Возможная урожайность картофеля в т/га:

430: 9,6= 45 т/га= 450 ц/га

6. Сопоставив фактический и возможный уровни урожайности, видно, что фактический уровень намного выше. Уменьшится риск загрязнения нитратами (баланс по азоту фактический 157%, возможный- 120%), т.е. улучшится экологическая ситуация в целом.