Термин «азотосодержащие удобрения» обычно вызывает отрицательную реакцию у дачников, имеющих небольшой опыт выращивания садовых и огородных растений, равно как и у сторонников органического земледелия. Мало кто задумывается о том, что «экологичный» навоз или птичий помет – это органические азотные удобрения, а их переизбыток вреден для здоровья человека не менее, чем так называемая «химия». В данной статье будут рассмотрены вопросы о том, что представляют собой азотные удобрения и какие их разновидности используются на приусадебных участках.

Азот в жизни растений

Роль азота и его производных в жизни растений сложно переоценить. Обменные процессы на клеточном уровне происходят в растениях с участием белка, являющегося строительным материалом при делении клеток, синтезе хлорофилла, микроэлементов, витаминов и т.д.

Азот – это химический элемент, важная составляющая растительного белка. При его недостатке все органические процессы в клетках замедляются, растения перестают развиваться, начинают болеть и чахнуть.

Азот для всех растений также важен и необходим, как солнечный свет и вода, без него невозможен процесс фотосинтеза.

Большая часть азота в связанном виде (органических химических соединений) содержится в почве, богатой перегноем и продуктами жизнедеятельности червей (биогумусом). Максимальная концентрация азота (до 5%) зафиксирована в черноземе, минимальная – в песчаных и супесчаных видах грунта. В природных условиях высвобождение азота в виде, пригодном для усваивания растениями, происходит достаточно медленно, поэтому при выращивании сельскохозяйственных культур принято использовать удобрения, содержащие азот в легко всасываемой корнями форме. Они способствуют:

• ускоренной вегетации культур;
• устранению дефицита аминокислот, витаминов и микроэлементов;
• наращиванию зеленой массы растений;
• более легкому усваиванию растениями питательных веществ из почвы;
• нормализации почвенной микрофлоры;
• увеличению устойчивости к болезням;
• росту урожайности.

Однако следует помнить, что вредна не только нехватка азота у растений, но и его избыток, способствующий накоплению нитратов в овощах и фруктах. Избыток нитратов, употребляемых в пищу, способен нанести существенный вред здоровью человека.

Признаки недостатка и избытка азота у растений

Использование удобрений напрямую зависит от состава почвы, ее химического состава, плодородности, кислотности, структуры и т.д. В зависимости от этих факторов определяется необходимое количество удобрений и проводится подкормка.

Нехватка азота

При недостаточной концентрации азота это сразу же отражается на внешнем виде растений, их тонусе, а именно:

• листья становятся мелкими;
• зеленая масса редеет;
• листва теряет цвет, желтеет;
• массово отмирают листья, побеги и плодовые завязи;
• растения останавливаются в росте;
• прекращается появление молодых побегов.

При появлении таких симптомов необходимо произвести подкормку азотосодержащими удобрениями.

Излишки азота

При излишнем содержании азота вся сила растений уходит на наращивание зеленой массы, они начинают жировать и появляются следующие признаки:

• крупные, «жирные» листья;
• потемнение зеленой массы, излишняя ее сочность;
• происходит задержка цветения;
• завязи либо не появляются, либо их очень мало;
• плоды и ягоды мелкие, невзрачные.

Основные виды азотных удобрений

Азотные удобрения — это химические соединения, содержащие молекулы азота в различных формах, применяемые в сельском хозяйстве для улучшения роста культур и повышения качества и количества урожая. Изначально их классификация подразумевает деление на две большие группы:

1. Минеральные.
2. Органические.

Минеральные азотные удобрения и их виды (по группам):

• нитратные;
• аммонийные;
• комплексные (аммонийно-нитратные);
• амидные;
• жидкая форма.

К каждой из групп относятся свои виды удобрений, имеющих разные названия и особенные свойства, действие на растения и порядок проведения подкормки.

Нитратная группа

К этой группе относятся удобрения, в состав которых входит так называемый нитратный азот, его формула пишется так: NO3. Нитраты – соли азотной кислоты НNO3. К нитратным удобрениям относятся натриевая селитра, кальциевая селитра и калийная селитра.

Химическая формула — NaNO3, представляет собой нитрат натрия (другое наименование – азотнокислый натрий), в котором концентрация азота – до 16%, а натрия – до 26%. Внешне напоминает обычную крупнокристаллическую соль, отлично растворима в воде. Недостатком является то, что при длительном хранении натриевая селитра слеживается, хотя влагу из воздуха впитывает плохо.

Потребляя нитратную составляющую удобрения, растения раскисляют почву, снижая ее кислотность. Таким образом, натриевая селитра и ее применение на грунтах с кислой реакцией дает дополнительный раскисляющий эффект.

Особенно эффективно использование этого вида при выращивании картофеля, свеклы, ягодных кустарников, плодовых культур и т.д.

Кальциевая селитра

Химическая формула — Са(NО3)2, представляет собой нитрат кальция (другое наименование – азотнокислый кальций), в котором концентрация азота достигает 13%. На вид также очень похожа на поваренную соль, но сильно гигроскопична, хорошо впитывает влагу из воздуха, отсыревает. Хранится во влагонепроницаемой упаковке.

Производится ее гранулированная форма, при производстве гранулы обрабатываются специальными водоотталкивающими добавками. Кальциевая селитра отлично справляется с излишней кислотностью почвы, дополнительно оказывая структурирующее действие. Кальций улучшает процессы всасывания азота, оказывает общеукрепляющее действие практически на все сельхозкультуры.

Калийная селитра

Химическая формула – КNО3, это нитрат калия, концентрация азота – 13%, калия – 44%. Внешне представляет собой белый порошок с кристаллической структурой частиц. Используется в течение всего сезона, а особенно – в период образования завязей, когда растения нуждаются в большом количестве калия, стимулирующего плодообразование.

Обычно нитрат калия вносят под плодоносящие и ягодные культуры, такие как клубника, малина, свекла, морковь, помидоры и т.д. Для всех видов зелени, капусты, картофеля ее не используют.

Аммонийная группа

Аммоний – это положительно заряженный ион NH4+. При взаимодействии с серной и соляной кислотами образуются сульфат аммония и хлористый аммоний соответственно.

Химическая формула — (NH4)2SO4, содержит до 21% азота и до 24% серы. Внешне это кристаллизированная соль, которая хорошо растворяется в воде. Плохо вбирает воду, поэтому долго хранится. Производится как побочный продукт в химической промышленности. Обычно имеет белый цвет, но при получении в коксохимической промышленности окрашивается в разные цвета примесями (оттенки серого, синего или красного цветов).

Химическая формула — NH4Cl, содержание азота – 25%, хлора – 67%. Другое название – хлористый аммоний. Получают как сопутствующее вещество на производстве соды. По причине высокой концентрации хлора не нашел широкого применения. Многие сельскохозяйственные культуры негативно реагируют на присутствие в почве хлора.

Следует обратить внимание на то, что удобрения аммонийной группы при регулярном использовании существенно повышают кислотность почвы, так как растения поглощают в основном аммоний как источник азота, а кислотные остатки накапливаются в грунте.

Для предотвращения закисления почвы вместе с удобрением вносят известь, мел или доломитовую муку из расчета 1,15 кг раскислителя на 1 кг удобрения.

Аммонийно-нитратная группа

Основное удобрение. Химическая формула — NH4NO3, содержание азота – 34%. Другое название – нитрат аммония или азотнокислый аммоний. Является продуктом реакции между аммиаком и азотной кислотой. Внешний вид – белый кристаллический порошок, хорошо растворяется в воде. Иногда выпускается в гранулированной форме, так как обычная селитра обладает повышенной способностью впитывать влагу и сильно слеживаться при хранении. Грануляция устраняет этот недостаток. Хранится как взрывоопасное и горючее вещество с соблюдением норм безопасности, потому что может сдетонировать.

Благодаря двойному содержанию азота в разных формах является универсальным удобрением, которое можно использовать для всех видов сельскохозяйственных растений на любых почвах. И аммонийная, и нитратная формы азота отлично усваиваются всеми культурами и не изменяют химический состав грунта.

Селитру можно вносить под перекопку осенью, весной при подготовке грунта к посадке, а также в посадочные лунки непосредственно при высаживании рассады.

В результате происходит укрепление побегов и лиственной массы, повышается выносливость культур. Для предотвращения закисления земли, в состав удобрения вводят нейтрализующие кислотность добавки – доломитовую муку, мел или известь.

Амидная группа

Мочевина

Является ярким представителем группы, другое название – карбамид. Химическая формула – CO(NH2)2, содержание азота – не меньше 46%. Внешне это белая соль с мелкими кристаллами, быстро растворяется в воде. Влагу впитывает умеренно, при правильном хранении практически не слеживается. Выпускается также в гранулированной форме.

По механизму химического воздействия на почву амидный вид удобрений обладает двояким действием – временно ощелачивает почву, затем подкисляет. Считается одним из самых эффективных удобрений, сравнимым с аммиачной селитрой.

Главным достоинством мочевины является то, что при попадании на листья она не вызывает ожог, даже при высокой концентрации, и отлично всасывается корнями.

Жидкие удобрения

Жидкие азотные удобрения отличаются большей степенью всасывания растениями, пролонгированным действием и равномерным распределением в почве. К этому виду относятся:

• безводный аммиак;
• аммиачная вода;
• аммиакаты.

Жидкий аммиак. Химическая формула — NН3, содержание азота – 82%. Производится путем сжижения газообразной его формы под давлением. Внешне это жидкость без цвета, с резким запахом, легко испаряется. Хранится и транспортируется в стальных толстостенных емкостях.

Аммиачная вода. Химическая формула — NH4OH. По сути, это 22-25%-й раствор аммиака, бесцветный, резкого запаха. Транспортируется в герметичных емкостях под низким давлением, легко испаряется на воздухе. Для использования с целью подкормки подходит больше, чем безводный аммиак, но главным его недостатком является невысокая концентрация азота.

КАС – карбамидно-аммиачная смесь. Это растворенные в воде аммиачная селитра и карбамид (мочевина). Содержание азота – от 28 до 32%. Себестоимость этих видов гораздо ниже, так как отсутствуют дорогостоящие процедуры выпаривания, грануляции и т.д. Растворы почти не содержат аммиак, поэтому их можно свободно транспортировать и наносить на растения распылением или путем полива. Получили широкое распространение из-за относительно низкой стоимости, легкости транспортировки и хранения, а также универсальности использования.

Аммиакаты. Химический состав – растворенные в аммиаке аммиачная и кальциевая селитра, мочевина и т.д. Концентрация азота – 30-50%. По эффективности воздействия сравнимы с твердыми формами, но существенным недостатком является трудность транспортировки и хранения – в герметичных алюминиевых емкостях низкого давления.

Органические удобрения

В различных видах органики тоже содержится азот, применяемый для подкормки растений. Концентрации его невелики, к примеру:

• навоз – 0,1–1%;
• птичий помет – 1-1,25%;
• компост на основе торфа и пищевых отходов – до 1,5%;
• зеленая масса растений – 1-1,2%;
• иловая масса – 1,7-2,5%.

Специалисты считают, что применение на приусадебном участке одной только органики не дает нужного эффекта, а иногда может и нанести вред составу почвы. Поэтому предпочтительно использовать все виды азотных удобрений.

Как использовать азотные удобрения

Следует помнить, что это химически активные вещества, способные вызвать сильное отравление при попадании в организм человека. Именно поэтому следует строго придерживаться рекомендаций по дозировке и периодичности внесения подкормок.

На каждой упаковке содержится полная информация и инструкция по применению, их нужно внимательно изучать перед обработкой грядок.

При работе с химикатами нужно использовать индивидуальные средства защиты – перчатки, защитные очки и костюмы для защиты кожных покровов и слизистых оболочек. При работе с жидкими формами удобрений необходимо пользоваться маской или респиратором для защиты дыхательных путей.

Особое внимание нужно уделить хранению удобрений и ни в коем случае не использовать их после истечения гарантированного срока хранения и срока годности. При соблюдении всех условий никаких неприятных последствий от применения азотных удобрений не будет.

Таким образом, азотные удобрения и их применение на приусадебном участке способны многократно увеличить урожайность культур, повысить их сопротивляемость болезням и вредителям, а также восстановить структуру и плодородность почвы.

Азотные удобрения могут содержать азот в различной форме и с этой точки зрения подразделяются на аммонийные и аммиачные, нитратные, аммиачно-нитратные и амидные.

Аммонийные и аммиачные удобрения

Азот в этих удобрениях находится в виде иона аммония (сульфат аммония, хлористый аммоний), или в аммиачной форме (жидкие аммиачные удобрения).

Сульфат аммония – (NH 4 ) 2 SO 4 . Это удобрение содержит около 21% азота, оно хорошо растворяется в воде, мало слеживается, сохраняя рассыпчатость. В сульфате аммония содержится также до 24% серы, поэтому одновременно он является источником серного питания.

Это химически нейтральная соль, но в почве, ион аммония поглощается почвенным поглощающим комплексом, азот аммиачной части используется растениями, поэтому появляется небольшое количество свободной кислоты и, следовательно, удобрение является физиологически кислым. Подкислению почвенного раствора способствует и то, что часть аммиачного азота переходит в нитратную форму. Все это заставляет с осторожностью относиться к этому удобрению на кислых почвах (дерново-подзолистые, бурые лесные, серые лесные, красноземы, желтоземы) и применять его только совместно с физиологически щелочными фосфорными удобрениями (томасшлак, преципитат, фосфоритная мука) или с известью. В противном случае через несколько лет после регулярного внесения отмечается заметное подкисление рН среды и общее снижение уровня плодородия. Особенно активно реагируют снижением продуктивности на длительное внесение сульфата аммония такие культуры, как свекла, кукуруза, ячмень, яровая пшеница.

На черноземах, сероземах, каштановых и бурых полупустынных почвах, где достаточно много свободных карбонатов, опасаться подкисления среды из-за внесения сульфата аммония не приходится. Более того, некоторое подкисление среды, вызванное внесением этого удобрения, способствует лучшему усвоению почвенных элементов питания.

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. По этой же причине сульфат аммония малоэффективен в подкормках при внесении в рядки.

Хлористый аммоний – NH 4 Cl - содержит до 25% азота. Это белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, малогигроскопичное, не слеживается при хранении. При внесении в почву быстро растворяется и вступает в обменные реакции. Аммиачный азот в почве частично переходит в нитратную форму (так же, как и в сульфате аммония), поэтому удобрение считают физиологически кислым. Отсюда, возможность подкисления почвы при регулярном использовании. Снять негативные реакции от применения хлористого аммония можно теми же способами, которые применяют при использовании сульфата аммония.

Специфичность хлористого аммония обусловлена высоким содержанием в этом удобрении хлора. Многие культуры отрицательно реагируют на этот компонент удобрения, и поэтому хлористый аммоний под них или не рекомендуют вносить, или вносят в пониженных дозировках заблаговременно как основное удобрение. Это такие культуры, как картофель, гречиха, лен, табак, виноград, цитрусовые, овощные и плодово-ягодные растения. Для зерновых культур хлористый аммоний и сульфат аммония при обычных дозах равноценны.

Нитратные удобрения

К нитратным удобрениям относят натриевую и кальциевую селитры. Эти удобрения являются физиологически щелочными, поэтому их целесообразно применять на кислых почвах. Нитратный азот характеризуется высокой подвижностью в почве, так как ион NO 3 - не поглощается почвой. Поэтому нитратные удобрения нельзя вносить заблаговременно, нежелательно их использование при орошении и на легких почвах. Их рекомендуют применять в качестве подкормки, когда растения достаточно развили корневые системы и способны быстро и эффективно использовать азот удобрений, предохраняя его тем самым от вымывания.

Натриевая селитра – NaNO 3 . 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 (NO 3 ) 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

В этой группе два удобрения: аммиачная селитра (синонимы - азотнокислый аммоний, нитрат аммония) и известково-аммиачная селитра.

Аммиачная селитра. Химическая формула – NH 4 NO 3 . Как видите в этом удобрении азот находится и в аммиачной, и в нитратной формах, его суммарное содержание составляет 34,6%. Промышленность выпускает аммиачную селитру в двух видах – в виде гранул и в виде чешуек. Аммиачная селитра очень гигроскопична, поэтому на воздухе быстро отсыревает и слеживается. Поэтому в аммиачную селитру добавляют молотый известняк, мел, фосфоритную муку, фосфогипс, т.е. добавки, поглощающие влагу. Допускается общее содержание припудривающих добавок до 5% от массы удобрения. На подзолистых почвах перед внесением аммиачную селитру смешивают с известью, при этом доля извести может достигать 30 – 40% от общей массы удобрительной смеси. Такая смесь малогигроскопична и удобна для машинного высева.

Аммиачная селитра после внесения в почву растворяется, аммонийный азот поглощается почвой в результате обменных реакций, нитратный азот вступает во взаимодействие с катионами почвенного раствора. В подзолистых почвах, характеризующихся недостаточным количеством катионов в растворе, может наблюдаться при этом подкисление почвы. Аммонийная часть селитры может нитрифицироваться, что также вызывает подкисление среды. На черноземных и других почвах нейтрального и щелочного ряда такое явление не отмечается.

Аммиачная селитра - наиболее эффективна из группы азотных удобрений. Ее используют под все культуры во всех земледельческих зонах при основном внесении в рядки при посеве и в качестве подкормки. При рядковом внесении под картофель, свеклу и т.д. хороший эффект получается при совместном внесении с фосфором и калием. Используют это удобрение и для подкормки озимых зерновых и пропашных культур. Нитратная часть удобрения создает опасность миграции азота по профилю, поэтому на легких почвах, в зоне достаточного и избыточного увлажнения, при орошении в качестве основного удобрения аммиачную селитру рекомендуют вносить весной при предпосевной обработке почвы. Но в наибольшей степени вероятность потери азота за счет вымывания уменьшается при использование удобрения в качестве подкормки, приуроченной к периоду максимального потребления растениями.

Известково-аммиачная селитра – NH 4 NO 3 × CaCO 3 – содержит до 20% азота. Благодаря углекислому кальцию, обладает более благоприятными физическими свойствами, чем аммиачная селитра. Широко применяется в странах Западной Европы. У нас в стране не выпускается.

Амидные удобрения

Мочевина – CO (NH 2 ) 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. В почвах с высокой биологической активностью мочевина превращается в углекислый аммоний за 2 – 3 дня. Углекислый аммоний на воздухе разлагается и часть его теряется в виде газообразного аммиака. Поэтому поверхностное внесение мочевины без заделки в почву чревато потерей азота. Причем, на нейтральных и щелочных почвах потери азота могут быть более значительными.

Мочевина применяется под различные культуры и на разных почвах. На почвах, испытывающих переувлажнение, при орошении мочевина предпочтительнее аммиачной селитры, так как азот мочевины лучше закрепляется почвой и меньше вымывается с осадками. Ее используют как основное удобрение и в подкормки с незамедлительной заделкой в почву для предотвращения потерь в виде газообразного аммиака.

Цианамид кальция – CaCN 2 - содержит 20 – 21% азота. Единственное из азотных удобрений, которое не растворяется в воде. Представляет собой легкий порошок черного или темно-серого цвета. По причине достаточно высокого содержания кальция (до 28% СаО) это физиологически щелочное удобрение. Поэтому при систематическом внесении на кислых почвах оно способствует нейтрализации кислотности. Удобрение вносят под зябь или за 7 – 10 дней до посева, так как при взаимодействии с почвенным поглощающим комплексом образуется цианамид, угнетающий растения. Но он достаточно быстро превращается в мочевину, поэтому не токсичен при заблаговременном внесении. По этой же причине не рекомендуют применять это удобрение в подкормки.

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 – NH 3 . 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 вспециальных 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.

Азот из безводного аммиака и аммиачной воды при внесении в почву быстро поглощается почвенными коллоидами, часть его соединяется с почвенной влагой и превращается в гидроокись аммония. На тяжелых, богатых гумусом почвах эффективность этих удобрений выше, так как потери аммиака ниже, чем на песчаных и супесчаных малогумусных почвах.

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. Вносить эти удобрения можно как под зяблевую вспашку, так и весной под предпосевную культивацию. Используют их и в качестве подкормки пропашных культур.

Аммиакаты. Получают аммиакаты 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.

Мочевиноформальдегидные удобрения

Мочевиноформальдегидные удобрения (МФУ) относятся к группе медленно действующих азотных удобрений. Необходимость их производства и применения обусловлена высокой растворимостью обычных азотных удобрений, и, в связи с этим, повышенными потерями азота в период между их внесением в почву и усвоением растениями. Естественно, что МФУ экологически более приемлемы, так как при их использовании уменьшается загрязнение окружающей среды и улучшается качество продукции (за счет снижения поступления нитратов).

Есть и другие преимущества. Например, обычные азотные удобрения приходится вносить дробно, тем самым увеличиваются затраты труда и топлива на их внесение, возрастает количество проходок сельскохозяйственных машин, а, следовательно, уплотняется почва. МФУ вносят в один прием, к тому же эти удобрения обладают более благоприятными физическими качествами, что удобно при хранении и транспортировке.

Таким образом, МФУ имеют явные преимущества по сравнению с растворимыми азотными удобрениями при использовании их на орошаемых почвах.

МФУ содержат 38 – 40% азота, часть его (8 – 10%) находится в водорастворимой форме, остальной азот не растворяется в воде, но доступен растениям. Степень доступности азота МФУ растениям выражают индексом усвояемости, его величина лежит в пределах 15 – 55% и определяется условиями производства удобрений, а также свойствами почвы. В кислых почвах индекс усвояемости МФУ снижается, поэтому в таких случаях рекомендуют вносить МФУ на фоне известкования. Высокие дозы МФУ подщелачивают почву, но по мере их трансформации в почве, рНпочвенного раствора постепенно снижается.

К медленно действующим удобрениям относятся и капсулированные азотные удобрения. Капсулированию подвергают водорастворимые азотные удобрения, используя для этих целей различные соединения. Их наносят в виде пленок на гранулы обычных удобрений, применяя с этой целью соединения серы, акриловую смолу, эмульсию полиэтилена и т.д. Проникновение воды через эти пленки затруднено, поэтому удобрение используется в течение всей вегетации растений более равномерно, что положительно сказывается и на количестве, и на качестве урожая. К тому же такие удобрения гораздо менее гигроскопичны, не слеживаются при хранении.

Все азотные удобрения после их внесения в почву в той или иной степени нитрифицируются. Степень и скорость их нитрификации во многом влияет на масштабы вымывания азота из почвы осадками или поливными водами и, соответственно, загрязнение окружающей среды. Естественно, от этого зависит и коэффициент использования азота удобрений растениями. Слишком интенсивная деятельность бактерий нитрификаторов приводит к значительным потерям азота удобрений: в среднем растения используют только 40 – 50% внесенного азота. В целях борьбы с этим явлением применяют ингибиторы нитрификации. Их добавляют к твердым и жидким азотным удобрениям в дозе от 0,5 до 3% от количества азота в удобрении. Это задерживает нитрификацию на 1,5 – 2 месяца, т.е. на период, когда из-за слабого развития корневых систем молодых растений максимальны потери азота в газообразной форме, с поверхностным и внутрипочвенным стоком в виде нитратов. Тем самым потребление удобрения растениями растягивается во времени и это приводит к существенному повышению урожайности. А так как снижается и поступление нитратов в растения, то отмечается рост качества продукции. Сокращение потерь азота делает возможным снижение удобрительных доз, отпадает необходимость дробного внесения, все это повышает экономичность применения азотных удобрений.

В качестве ингибиторов нитрификации используют дициандиамид (циангуанидин), N-serve - американский препарат (2-хлор-6-трихлорметил)-пиридин, и АМ – японский препарат 2-амино-4-хлор-6-метилпиримидин.



Азотные удобрения - азотосодержащие вещества, которые используются для повышения содержания азота в почве. В зависимости от формы азотного соединения, однокомпонентные азотные удобрения подразделяются на шесть групп. Используются в основной прием как припосевные удобрения и в качестве . Производство основано на получении синтетического аммиака из молекулярного водорода и азота.

Показать все

Группы азотных удобрений

В зависимости от содержащегося азотного соединения, однокомпонентные азотные удобрения подразделяются на шесть групп:

• ( , );
• ( , хлористый аммоний);
• Амидные ();
• ( , (КАС);

Нитратные удобрения

Нитратные удобрения содержат в нитратной форме (NO 3 -). К этой группе относятся NaNO 3 и Ca(NO 3) 2 .

Нитратные удобрения являются физиологически щелочными и сдвигают реакцию почвы от кислой к нейтральной. В связи с этим свойством их использование очень эффективно на кислых дерново-подзолистых почвах. Не рекомендуется использование на засоленных почвах.

Азотные удобрения (по формам азота)

Аммонийные удобрения - вещества, содержащие в форме катиона аммония NH 4 + .

К ним относятся сульфат аммония (NH 4) 2 SO 4 , сульфат аммония-натрия (NH 4) 2 SO+Na 2 SO 4 или Na(NH4)SO4*2H2O), хлористый аммоний NН 4 Сl.

Производство аммонийных удобрений проще и дешевле, чем нитратных, поскольку окисление аммиака в азотную кислоту не требуется.

во всем мире используют в орошаемом земледелии под рис и хлопчатник, особенно в районах избыточного увлажнения, в частности, в тропиках.В России сульфат аммония производят с 1899 года. Впервые его получили в Донбассе, на Щербинском руднике путем улавливания и нейтрализации серной кислотой аммиака, который образуется при коксовании каменного угля. Принципиальную схему этого способа используют и сейчас.

получают как отход производства капролака. Эффективно при внесении под свеклу и другие корнеплоды из-за присутствия натрия. Рекомендуется для сенокосов и пастбищ.

Хлористый аммоний (хлорид аммония)

содержит значительное количество хлора - 67 %, 24-26 %. Применять под чувствительные к хлору культуры (картофель, табак, виноград, лук, капусту, лен, коноплю) в качестве удобрения или не рекомендуется. Вносить хлорид аммония под хлорофобные культуры можно только осенью и в зонах достаточного увлажнения. В таком случае ионы хлора будут вымыты из корнеобитаемого слоя атмосферными осадками.

Хлорид аммония - мелкокристаллический порошок желтоватого или белого цвета. При 20°C в 100 м 3 воды растворяется 37,2 г вещества. Обладает хорошими физическими свойствами, при хранении не слеживается, малогигроскопичен.

Хлорид аммония получают как побочный продукт при производстве соды.

Аммонийно-нитратные удобрения содержат азот в аммонийной (NH 4 +) и нитратной форме (NO 3 -). К этой группе причисляют аммиачную селитру (NH 4 NO 3), сульфо-нитрат аммония ((NH 4) 2 SO 4 *2NH 4 NO 3 +(NH 4)SO 4), известково-аммонийную селитру (NH 4 NO 3 *CaCO 3).

содержит нитратный и аммонийный азот в соотношении 1: 1. Правильнее называть это удобрение аммонийной селитрой, но аммиачная селитра - название более распространенное. Это наиболее эффективное из однокомпонентных азотных удобрений. Аммиачная селитра - безбалластное удобрение. Стоимость его перевозки и внесения в почву значительно ниже, чем у других азотных удобрений (исключение - мочевина и жидкий аммиак). Сочетание подвижного нитратного азота с менее подвижным аммонийным азотом дает возможность широкого варьирования способов, доз и сроков внесения аммиачной селитры в зависимости от региональных почвенно-климатических условий и особенностей агротехники выращивания культур.

(сульфат-нитрат аммония, монтан-селитра, лейна-селитра) - сероватое мелкокристаллическое или гранулированное вещество сероватого цвета.

Физико-химические свойства удобрения позволяют успешно использовать его в различных почвенно-климатических условиях. Обладает потенциальной кислотностью.

Известково-аммонийная селитра

- гранулированное удобрение. Соотношение селитры и извести варьирует в зависимости от марки удобрения. Широко используется в странах Западной Европы.

Амидные удобрения

Амидные удобрения содержат в амидной форме (NH 2 -). К этой группе относится мочевина CO(NH 2) 2 . Азот в мочевине присутствует в органической форме в виде амида карбаминовой кислоты. Это наиболее распространенное твердое азотное удобрение. Применяется во все приемы внесения, но наиболее эффективно для .

Жидкие аммиачные удобрения - жидкие формы азотных удобрений. К этой группе относятся жидкий (безводный аммиак) NH 3 , аммиачная вода (водный аммиак), аммиакаты. Производство жидких аммиачных удобрений значительно дешевле, чем твердых солей.

содержит 82,3 % . Это самое концентрированное безбалластное удобрение. Внешне - бесцветная жидкость. Физико-химические свойства удобрения изменяются в зависимости от температуры окружающей среды. Хранится только в герметических сосудах, где под давлением разделяется на жидкую и газообразную фазы.

При транспортировке емкости заполняют не полностью. Вещество нейтрально к чугуну, железу и стали, но сильно коррозирует цинк, медь и их сплавы.

- раствор аммиака в воде, давление паров невысокое, черные металлы не разрушает. Азот содержится в форме аммиака NH 3 и аммония NH 4 OH. Свободного аммиака содержится гораздо больше, чем аммония. Это способствует потерям азота за счет улетучивания. Работать с аммиачной водой проще и безопаснее, чем с безводным аммиаком, но в связи с низким содержанием азота ее применение рентабельно только в хозяйствах, расположенных недалеко от предприятий, ее производящих.

Аммиакаты

содержат от 30 до 50 % азота. Внешне это жидкость светло-желтого или желтого цвета. Получают аммиакаты при растворении в водном аммиаке аммиачной селитры, аммиачной и кальциевой селитры, мочевины или аммиачной селитры и мочевины.

Аммиакаты отличаются по концентрации общего азота, по соотношению его форм и разнообразны по физико-химическим свойствам.

Аммиакаты вызывают коррозию медных сплавов. Аммиакаты с аммиачной селитрой окисляют, кроме того, и черные металлы. Хранение и транспортировка аммиакатов возможны в емкостях из алюминия, его сплавов, нержавеющей стали или в обычных стальных цистернах с антикоррозийным покрытием эпоксидными смолами. Возможно применение емкостей из полимерных материалов.

(КАС)

- смесь водных растворов мочевины и аммиачной селитры. КАС обладают нейтральной или слабощелочной реакцией. Внешне - прозрачные либо желтоватые жидкости. Путем изменения соотношения исходных компонентов получают различные марки КАС.

Поведение в почве

Все однокомпонентные азотные удобрения хорошо растворимы в воде.

Нитратные формы

передвигаются вместе с почвенным раствором и связываются в почве только биологическим типом поглощения. Биологическое поглощение активно только в теплое время года. С поздней осени до ранней весны нитраты легко передвигаются в почве и в условиях промывного водного режима могут вымываться, что особенно характерно для легких почв.

В теплое время года в почвах преобладают восходящие потоки влаги. А растения и микроорганизмы активно поглощают нитратный азот.

Аммиачные и аммонийные

формы в почве поглощаются почвенным комплексом (ППК) и переходят в обменно-поглощенное состояние. В таком виде подвижность азота теряется, и он не вымывается. Исключение - легкие почвы с низкой емкостью поглощения.

Дальнейшие процессы нитрификации способствуют трансформации азота в нитратные формы и биологическому поглощению его растениями и микроорганизмами почвы.

С мочевиной

после ее превращения под влиянием уробактерий в аммонийные формы азота происходит то же самое.

Таким образом, азотные удобрения изначально или в процессе нитрификации скапливаются в почве в нитратной форме, которая впоследствии подвергается денитрификации. Эти процессы протекают практически во всех типах почв, и именно с ними связаны основные потери азота.

С агрономической точки зрения, денитрификация является негативным процессом. Но с экологической стороны она играет позитивную роль, поскольку освобождает почву от не использованных растениями нитратов и уменьшает их поступление в сточные воды и водоемы.

Применение на различных типах почв

Эффективность внесения азотных удобрений зависит от почвенно-климатических условий региона. Наибольшая эффективность азотных удобрений наблюдается в районах достаточного увлажнения.

Бедные гумусом дерново-подзолистые почвы, серые лесные почвы, оподзоленные, выщелоченные черноземы

. Действие азотных удобрений устойчиво положительно. Причем, с повышением степени выщелоченности черноземов возрастает и эффективность азотных удобрений.

Супесчаные, песчаные почвы

нечерноземной зоны испытывают острую нехватку азота, поэтому здесь наблюдается высокая эффективность действия азотных удобрений. Однако в условиях промывного режима почвы отмечаются значительные потери азота, и его внесение производят преимущественно в весенний период.

Осушенные торфяно-болотные почвы

. Действие азотных удобрений снижается, поскольку в минимуме оказываются фосфорные и калийные удобрения. Однако в первые годы освоения торфяников в центральных и северо-западных районах нечерноземной зоны возрастает и эффективность азотных удобрений.

Оподзоленные и выщелоченные черноземы

правобережной лесостепи Украины показывают большую эффективность по применению азотных удобрений, чемлевобережной.

Выщелоченные черноземы европейской части России

. Наблюдается меньшая эффективность азотных удобрений в Поволжье. В Центрально-Черноземной зоне и на Северном Кавказе она несколько выше.

В степной зоне

при повышении засушливости климата действие азотных удобрений уменьшается либо становится очень неустойчивым. Но в условиях орошения эффективность действия азотных удобрений возрастает и бывает даже более высокой, чем фосфорных и калийных удобрений.

Типичные черноземы

Молдавии отличаются большими прибавками урожая.

Обыкновенные и карбонатные черноземы

Молдавии характеризуются меньшей эффективностью однокомпонентных азотных удобрений.

Обыкновенные черноземы

степных районов Украины . Азотные удобрения показывают значительную эффективность, но и действие значительно ослабляется с запада на восток.

Обыкновенные и карбонатные черноземы Кубани, предгорий Северного Кавказа, североприазовские черноземы

отличаются значительным положительным действием азотных удобрений.

Карбонатные черноземы Ростовской области, обыкновенные черноземы Поволжья

. Эффективность удобрений снижается.

Каштановые почвы

. При лучших условиях увлажнения отмечается хорошее действие удобрений. В засушливых условиях действие азотных удобрений бывает слабым.

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Азотным удобрениям принадлежит ведущая роль в повышении урожайности различных сельскохозяйственных культур. Это связано с ролью азота как важного биологического элемента, играющего исключительную роль в жизни растений.

Достаточное снабжение азотом усиливает синтез органических азотистых веществ. У растений образуются мощные листья и стебли, интенсивность зеленой окраски усиливается. Растения хорошо растут и кустятся, улучшается формирование и развитие органов плодоношения. Эти процессы способствуют повышению урожайности и содержанию белка.

Однако необходимо учитывать, что односторонний избыток азота может задерживать созревание растений, способствуя развитию вегетативной массы при уменьшении развития зерна, корнеплодов или клубней. У льна, зерновых и некоторых других культур избыток азота вызывает полегание (фото) и ухудшение качества растениеводческой продукции.

Так, в клубнях картофеля может снизиться содержание крахмала. В корнеплодах сахарной свеклы снижается сахаристость и возрастает содержание небелкового азота.

При избытке азотных удобрений в кормах и овощах накапливаются потенциально опасные для здоровья человека и животных нитраты.

Получение азотных удобрений

Производство азотных удобрений основывается на получении синтетического аммиака из молекулярного азота и водорода.

Азот образуется при прохождении воздуха через генератор с горящим коксом.

Источники водорода - природный газ, нефтяные или коксовые газы.

Из смеси азота и водорода (соотношение 1: 3) при высокой температуре и давлении и в присутствии катализатора образуется аммиак:

N 2 + 3H 2 → 2NH 2

Синтетический аммиак идет на производство аммонийных азотных удобрений и азотной кислоты, которая используется для получения аммонийно-нитратных и нитратных удобрений.

4.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.- М.: Колос, 2002.- 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Изображения (переработаны):

5. 6. Свернуть

Мочевина CO(NH 2) 2 содержит 46 % азота. Мочевина - самое концентрированное азотное удобрение, выпускается в гранулированном виде. При грануляции для уменьшения слеживаемости гранулы покрывают тонкой пленкой жировой добавки. Гранулированная мочевина обладает хорошими физическими свойствами, практически не слеживается, сохраняет хорошую рассеиваемость. Однако при грануляции под влиянием температуры в ней образуется биурет:

2CO(NH 2) 2 → (CONH 2) 2 HN+NH 3 . При его содержании более 3% угнетается рост растений, поэтому в гранулированной мочевине биурета должно быть не более 1%. В этом количестве он не действует отрицательно на проростки растений. В почве под влиянием уробактерий, выделяющих уреазу, мочевина аммонифицируется, образуя углекислый аммоний:

CO(NH 2) 2 +2Н 2 О=(NH 4) 2 CО 3 .

При благоприятных условиях на богатых гумусом почвах мочевина превращается в углекислый аммоний за 2-3 дня. На малоплодородных песчаных и болотных почвах этот процесс слабее.

Углекислый аммоний - соединение непрочное. На воздухе он разлагается с образованием бикарбоната аммония и газообразного аммиака:

(NH 4) 2 CО 3 → NH 4 HCО 3 +NH 3 . Поэтому при поверхностном внесении мочевины без заделки в почву и при отсутствии осадков могут быть частичные потери азота в виде аммиака, особенно на почвах с нейтральной и щелочной реакцией. На стадии аммонификации мочевина временно подщелачивает почву:

(NH 4) 2 CО 3 +Н 2 О = NH 4 HCО 3 +NH 4 OH.

На стадии нитрификации реакция почвы сдвигается в сторону кислого интервала. Однако в результате усвоения азота растениями в почве не остается ни щелочных, ни кислых остатков удобрения.

Мочевина - ценное азотное удобрение. Применяется под различные культуры. По действию на урожай сельскохозяйственных растений ее можно поставить в один ряд с NH 4 NО 3 . В зоне достаточного увлажнения на легких дерново-подзолистых почвах и при орошении на сероземах мочевина более эффективна, чем аммиачная селитра, так как амидный азот мочевины быстро превращается в аммиачный, а последний поглощается почвой и меньше вымывается. При основном внесении в богарных условиях она равноценна аммиачной селитре. Высокоэффективна мочевина при подкормке озимых с последующей немедленной заделкой ее боронованием, а также для подкормки пропашных полевых и овощных культур культиваторами-растениепитателями.

Применяется мочевина и в виде раствора для некорневой подкормки растений, особенно пшеницы для повышения ее белковости. В этом случае лучше применять кристаллическую мочевину, так как она содержит меньше биурета (0,2-0,3%).

Мочевина широко применяется не только как непосредственное удобрение, но и как компонент для производства сложных удобрений, а также для производства новых видов медленнодействующих азотных удобрений. В связи с более высокой экономичностью использования мочевины и других высококонцентрированных азотных удобрений низкопроцентные азотные туки постепенно теряют значение в общем балансе потребления азотных удобрений.

Цианамид кальция CaCN 2 содержит 20-21% азота. Это легкий порошок черного или темно-серого цвета, физиологически щелочное удобрение (до 20-28% СаО). Систематическое применение на кислых почвах улучшает ее физические свойства, благодаря нейтрализации кислотности и обогащению кальцием. Вносят заблаговременно, за 7-10 дней до посева или под зябь. В подкормку не рекомендуется, так как в почве цианамид кальция подвергается гидролизу и взаимодействует с поглощающим комплексом. При этом образуется цианамид (H 2 CN 2), который ядовит и анестезирующе действует на растения. Однако он быстро переходит в мочевину, поэтому и рекомендуется заблаговременное его внесение.

Жидкие азотные удобрения

Безводный аммиак (NH 3) - самое концентрированное безбаластное удобрение с содержанием азота 82,3%. Получается сжижением газообразного аммиака под давлением. По внешнему виду это бесцветная жидкость с удельным весом 0,61 при 20°С. При хранении в открытых сосудах быстро испаряется. Поэтому его хранят и перевозят в специальных толстостенных стальных цистернах, рассчитанных на давление 25-30 атм. При 20-40°С давление его составляет от 9 до 18 атм. Упругость паров, удельный вес и содержание азота в 1 м 3 безводного аммиака изменяются в зависимости от температуры. При хранении аммиака в герметических сосудах под давлением он разделяется на две фазы: жидкую и газообразную. Вследствие большой упругости паров емкости для хранения и транспортировки жидкого аммиака заполняются не полностью. Жидкий аммиак корродирует медь, цинк и их сплавы, но практически нейтрален по отношению к железу, чугуну, стали.

Аммиачная вода (водный аммиак) - раствор аммиака в воде. Первый сорт этого удобрения содержит 20,5% азота (25%-й аммиак), второй -16,4% азота (20%-й аммиак). Аммиачная вода имеет невысокое давление, не разрушает черные металлы. Поэтому для работы с ней используют резервуары из обычной углеродистой стали. При температуре 15°С плотность водного аммиака первого сорта составляет 0,910, второго - 0,927. 25%-й водный аммиак замерзает при температуре -56°С, 20%-й - при -33°С. Азот в аммиачной воде содержится в форме аммиака (NH 3) и аммония (NH 4 OH). Причем свободного аммиака содержится значительно больше, чем аммония, что обусловливает возможные потери азота за счет улетучивания. Работать с аммиачной водой проще, чем с безводным аммиаком, но она малотранспортабельна в связи с низким содержанием азота, поэтому аммиачную воду экономичнее применять в хозяйствах, расположенных вблизи предприятий, производящих это удобрение.

Внесенный в почву аммиак быстро адсорбируется ею, а также поглощается почвенной влагой, превращаясь в гидроокись аммония. Аммиак в почве подвергается нитрификации. Интенсивность поглощения аммиака почвой зависит от ее механического состава, содержания гумуса, влажности, глубины заделки удобрений и т.д. На тяжелых высокогумусированных и хорошо обработанных почвах аммиак поглощается лучше, чем на легких бедных гумусом. В связи с этим из почв легкого механического состава и сухих аммиак улетучивается быстрее.

Все жидкие азотные удобрения нельзя вносить поверхностно и мелко заделывать, особенно в сухую песчаную почву, во избежание потерь от улетучивания. Вносятся эти удобрения специальными машинами и заделываются на тяжелых почвах на глубину не менее 10-12 см, а на легких - 14-18 см. Во всех случаях безводный аммиак заделывается на глубину не менее 14-15 см, а водный - 10-12 см. Если почва крупнокомковатая, то глубина заделки этих удобрений увеличивается в 1,2-1,5 раза. Вносят их в основном приеме под зяблевую вспашку, весной - под предпосевную культивацию и в подкормку пропашных культур в тех же дозах (по азоту), как и твердые азотные удобрения. В связи с тем, что жидкие азотные удобрения вносятся локально, расстановку подкормочных сошников необходимо проводить для культур сплошного сева на 20-25 см, а на лугах и пастбищах - 30-35 см, при подкормке пропашных культур - в зависимости от ширины междурядий. Технология применения жидких азотных удобрений по сравнению с твердыми требует более высокой профессиональной подготовки специалистов, мастерства и ответственности механизаторов. Хозяйства должны быть полностью обеспечены современной материально-технической базой для их хранения, транспортировки и внесения.

Аммиакаты содержат от 30 до 50% азота. По внешнему виду - это жидкость светло-желтого или желтого цвета. Получают их путем растворения в водном аммиаке аммиачной селитры, аммиачной и кальциевой селитры, мочевины или аммиачной селитры и мочевины. Производится это в специальных установках. В 10-15%-ю аммиачную воду, приводимую в движение центробежным насосом, вводят горячий раствор аммиачной селитры (или смесь кальциевой и аммиачной селитры) и доводят удобрение до требуемого состава. Перевозят и хранят в специальных, герметически закрываемых цистернах, рассчитанных на небольшое давление.

Аммиакаты существенно различаются не только по концентрации общего азота, но и по соотношению его различных форм (свободного аммиака, связанного аммиака, амидного и нитратного азота). Поэтому они разнообразны по физическим свойствам. В связи с большим диапазоном температуры начала кристаллизации (от +14° до -70°С) зимой в период хранения необходимо выпускать аммиакаты с низкой, а летом - с более высокой температурой кристаллизации. Все аммиакаты транспортабельны, так как имеют высокий удельный вес и концентрацию азота.

Как и все аммонийные соли, особенно содержащие свободный аммиак, аммиакаты вызывают коррозию сплавов с медью, а аммиакаты с аммиачной селитрой окисляют и черные металлы. Поэтому для работы с ними требуются емкости из алюминия или его сплавов, из нержавеющей стали или обычные стальные цистерны с защитным коррозийным покрытием специальными лаками (эпоксидными смолами). Применяются также емкости из полимерных материалов.

По действию на урожай сельскохозяйственных культур аммиакаты в большинстве случаев равноценны твердым азотным удобрениям.

Растворы КАС (смеси водных растворов мочевины и аммиачной селитры ) готовятся в заводских условиях из неупаренных плавов этих удобрений с содержанием азота 28-32%. КАС имеют нейтральную или слабощелочную реакцию, представляют собой прозрачные или желтоватые жидкости с плотностью 1,26-1,33 г/см. В связи с сокращением ряда операций при производстве КАС в сравнении с твердыми азотными удобрениями (упаривание, грануляция и другие) значительно сокращаются затраты на производство единицы азота, а высокая плотность растворов удобрений повышает их транспортабельность.

Азот необходим для роста растений, образования белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла и др. органических веществ. При недостатке азота в почве растения желтеют, становятся этиолированными и отстают в росте и развитии.

Азоту принадлежит важная роль в процессах новообразования гумусовых веществ. Аккумуляция азота в почве является характерным признаком почвообразования, а запасы общего азота определяют потенциальное плодородие. Являясь самым мобильным элементом, азот удобрений и почвы может теряться в результате миграции в нижележащие горизонты почвы, теряется в газообразном состоянии, закрепляется в кристаллической решетке минералов и в плазме микроорганизмов.

Валовое количество азота в почвах изменяется от 0,02-0,05 % в дерново-подзолистых песчаных до 0,2-0,5 % в черноземах. В почвообразующих породах азота почти нет. Почвенный азот находится в основном в составе органического вещества – гумуса (1 / 20 - 1 / 40 часть его процентного содержания). Этот азот растениям недоступен. Однако в течение теплого времени года часть гумуса (1-2% его содержания) разлагается микроорганизмами и азот высвобождается в доступной для растений форме.

Таким образом, содержание азота в почве зависит от количества органического вещества, прежде всего гумуса. Следовательно, чем больше гумуса содержат почвы, тем больше в них азота (табл. 15).

Таблица 15

Общий запас гумуса и азота в различных почвах, т/га

(Тюрин И.В., 1965)

Дерново-подзолистая
Серая лесная
Чернозем: выщелоченный обыкновенный
Темно-каштановая
Краснозем

Азот почвы можно разделить на шесть категорий: 1) азот органических веществ; 2) минеральный азот в почвенном растворе; 3) минеральный азот в обменном состоянии; 4) азот растительных остатков; 5) аммоний, фиксированный в глинистых минералах; 6) газообразный азот в почвенном воздухе.

Элементарный азот (N 2) в газообразной форме содержится в почвенном воздухе и в растворенной форме в почвенном растворе. В сухих почвах он адсорбирован на поверхности твердых частиц. Однако элементарный азот обычно не учитывается, так как он не имеет непосредственного значения для растений, у которых нет симбиотических отношений с азотфиксирующими микроорганизмами, и он имеется в достаточном количестве, как для симбиотической, так и для не симбиотической фиксации.

Минеральный азот находится в почвах в форме закиси азота N 2 O, окиси азота NO, двуокиси азота NO 2 , аммиака NH 3 , аммония NH 4 + , нитрита NO 2 ─ и нитрата NO 3 ─ . Первые четыре соединения – это газы, которые присутствуют в концентрациях недостаточно больших, чтобы их можно было обнаружить. Последние три – это ионные формы, встречающиеся в почвенном растворе.

Органический азот можно разделить на легко-, трудно- и негидролизуемую фракции. Резервом доступного для растений азота является легкогидролизуемый азот. Его содержание в почвах составляет 2-5 % валового количества азота. Это азот, который может быть минерализован. Однако по валовому количеству нельзя делать прогноз об обеспеченности растений азотом, как элементом питания.

Основную роль в азотном питании растений играют минеральные формы азота: окисленная (NO 3 -) и восстановленная (NH 4 +). Минерального азота содержится в среднем от 50 кг/га в пахотном слое дерново-подзолистых суглинистых почв до 100 кг/га и более в черноземных, что составляет 0,5-1 % валового количества азота в почвах. За вегетационный период растениями усваивается около 40 % минерального азота.

Аммонийный азот образуется в почвах в результате жизнедеятельности аммонифицирующих гетеротрофных микроорганизмов. Большая часть аммония находится в обменной и необменной формах. Аммонийный азот входит в состав обменных катионов и составляет 0,3-0,4 % от суммы обменных оснований (обменный аммоний), является компонентом почвенного раствора – 5-6 мг/л (водорастворимый аммоний). Содержание обменного и воднорастворимого аммония зависит от типа почв, численности аммонифицирующих бактерий и изменяется в динамике; по профилю распределен равномерно. Основная часть аммонийного азота находится в поглощенном состоянии. Так в дерново-подзолистых почвах воднорастворимого аммония в 5-7 раз меньше, чем обменно-поглощенного.

Необменный аммоний может встречаться в трех главных формах. Первая – это кристаллические соединения, образующиеся из составных частей раствора. Вторая форма – включение аммония в первичные силикатные минералы, подобные слюдам и полевым шпатам, где он занимает места принадлежащие калию. Третья форма – это положение между слоями кристаллической решётки минералов, подобных вермикулиту и иллиту, в тех же местах, где калий также может удерживаться в необменной форме. Третья форма имеет наибольшее значение в почвах, содержащих значительные количества вермикулита и иллита. Необменный аммоний составляет 4-8 % от общего содержания азота в верхнем слое различных почв (Блэк К.Э., 1973).

Образование нитратного азота в почвах происходит благодаря биологическому окислению NH 3 + , (NH4) + до NO 3 ¯ в результате микробиологического процесса нитрификации, который осуществляется двумя группами автотрофных бактерий. Бактерии Nitrosomonas окисляют аммиак до азотистый кислоты, а Nitrobakter – азотистую кислоту до азотной.

Различают три группы нитратного азота в почве: свободный, подвижный, адсорбированный.

Свободный нитратный азот. Находится в почвенном растворе (30-60 мг/л), может передвигаться по профилю почв, хорошо поглощается корнями растений; часть нитратного азота подвергается денитрификации.

Подвижный нитратный азот – это адсорбированный NO 3 - , легко переходящий в почвенный раствор из твердой фазы после высыхания почвы и последующего ее увлажнения.

Адсорбированный NO 3 - находится в твердой (коллоидной) фазе почв в обменном состоянии. Активно обменивается на фосфат-ион.

Подвижный и адсорбированный нитратный азот не подвергается вымыванию и денитрификации, так как находится в почве в виде поглощенных ионов.

В лесных почвах преобладает аммонийный азот. При распашке лесных почв процесс нитрификации активизируется, преобладает количество нитратного азота.

Содержание N-NO 3 в пахотных почвах зависит от типа почв, степени их окультуренности, состава глинистых минералов. Об уровне обеспеченности сельскохозяйственных культур свободным нитратным почвенным азотом судят по нитрификационной способности почв (прил. 1). Для расчета доз азотных удобрений для получения планируемого урожая сельскохозяйственных культур необходимо знать содержание минерального азота в почвах.

Таким образом, Э.И. Шконде и И.Е. Королева весь азотный фонд почвы разделили на четыре фракции (группы): 1- минеральная (нитратный, нитритный, обменный аммоний); 2 – легкогидролизуемая (амиды, часть аминов); 3 – трудногидролизуемая (амины, часть амидов, гумины, необменный аммоний); 4 – негидролизуемая (азот гуминов, меланинов, битумов, необменный аммоний).

Групповой состав органических соединений азота для трех главных типов почв приведен в таблице 16.

Соотношение различных соединений азота даже в контрастных по свойствам и генезису почвах довольно устойчиво. Во всех случаях преобладают негидролизуемые соединения азота. В черноземе они составляют около 40-45 % всего запаса азота, в сероземе немного меньше – около 40 %, в дерново-подзолистой почве – около 30 %. Такое соотношение обусловлено повышенной биологической активностью чернозема и серозема, в которых более быстро разлагаются лабильные соединения азота и относительно легко накапливаются более устойчивые негидролизуемые формы.

Таблица 16

в слое 0-20 см, кг/га (Орлов Д.С., 2004)

	Дерново-подзолистая почва	Типичный чернозем
Весь азот
Азот аминогрупп
Аммонийный азот
Азот аминосахаров
Негидролизуемый азот

Фракционный состав азота находится в соответствии с запасом гумуса и общего азота (табл. 17). Экспериментальные данные А.С. Пискунова показывают, что большая часть азота (72-76 %) дерново-подзолистых почв представлена негидролизуемой фракцией, то есть азотом гуминов, меланинов, битумов, необменным аммонием. При внесении органических и минеральных удобрений происходит накопление этой фракции азота, она составляет основную часть баланса в азотном фонде почв, которая недоступна растениям.

На долю трудногидролизуемой фракции приходится 17-19 %. Фракция трудногидролизуемого азота является наиболее стойкой в процессе минерализации и слабее вовлекается в биологический круговорот.

При внесении удобрений и возделывании сельскохозяйственных культур содержание этой фракции может снижаться за счет перехода азота в более подвижные формы, в результате чего происходит накопление легкогидролизуемого (8-10 %) и минерального азота. Чем больше вносится азотных удобрений, тем больше минерального (особенно нитритного) азота вымывается в подпахотные горизонты. При умеренных дозах (не больше 60 кг/га) происходит наиболее полное и рациональное использование азота растениями.

Дерново-подзолистые почвы Предуралья, бедные органическим веществом, обладают низким плодородием. При внесении азотных удобрений повышается плодородие, а вместе с ним и содержание подвижных форм азота.

В сравнении с высокогумусным оподзоленным черноземом, дерново-глеевой и серой лесной почвами для дерново-подзолистых почв Предуралья характерна повышенная мобильность органических соединений азота и меньшая устойчивость к гидролизу и минерализации.

Подвижные формы азота определяются по широко распространенным методикам (табл. 18).

В каждом годичном цикле часть органического азота в почве минерализуется, и часть минерального азота иммобилизуется, часть почвенного азота теряется, а часть вновь поступает в почву. Статьи прихода и расхода азота образуют его баланс в почве. Потери азота из почвы: вынос с урожаем; вымывание; превращение в газообразную форму; эрозия. Поступление азота в почву происходит за счет: не симбиотической фиксации – это процесс, в результате которого определённые свободноживущие организмы превращают элементарный азот в органические соединения; симбиотической фиксации – это процесс превращения элементарного азота в органические формы благодаря симбиозу или связи между двумя видами растений; поступления с осадками; внесения удобрений.

Основные приемы регулирования азотного режима заключаются в следующем:

в увеличении органической части в твердой фазе почвы путем внесения органических удобрений, использовании органических остатков (стерни, соломы), возделывании сидеральных культур, совершенствовании севооборота - повышение в нем доли культур сплошного посева (многолетних трав);

увеличение содержания в почве подвижных форм азота путем внесения минеральных удобрений;

повышение эффективности использования азота почвы путем регулирования реакции почвенного раствора, уменьшении темпов минерализации органического вещества почвы за счет снижения интенсивности обработки почвы;

использование кальцийсодержащих соединений (извести, доломитовой муки, мергеля);

совершенствование способов внесения азотных удобрений (дробное внесение);

совершенствование структуры посевных площадей и чередования культур в севооборотах;

улучшение агрофизических свойств почвы и повышение общей культуры земледелия.

Таблица 17

Фракционный состав азота дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы, мг/кг

(по данным кафедры агрохимии ПГСХА Пискунова А.С., 1994)

Горизонт, слой, см		Влажность, %	Общий азот	минеральный		Легкогидро-лизуемый	Трудногидро-лизуемый	Негидро-лизуемый
А пах 0-30

Таблица 18

Формы подвижного азота и методы извлечения из почвы

(Пискунов А.С., 2004)

Формы определяемого азота		Предполагаемый состав извлекаемых соединений азота
Нитритный			Грандваль – Ляжу
Обменно- поглощенный	Солевая (2% KCI)		Важенин, модификация ЦИНАО
Минеральный	Солевая (1н KCI)	N – NO 3 + N – NH 4 , частично амиды	ВИУА (В.Б. Замятина)
Легкогидролизуемый	0,5 н Н 2 SO 4	N – NO 3 , N – NH 4 , часть амидов и аминов	Тюрин, Кононова
Окисляемый	30 % NaOH+5 % KMnO 4	N – NO 3 , N – NH 4 , обменный и частично фиксированный N – NH 4 , аминосахара и др.	Крисджи и Меркли
Щелочно-гидролизуемый	1н NaOH, компостирование 48 ч при t 28 0	N – NH 4 , частично N – NH 4 обмен-ный, частично N – NH 4 фиксиро-ванный, амиды, амины, аминоса-хара, моноаминокислоты и др.	Корнфилд
Биологически активный (ни-трификационная способность)	14-7 – дневное компостирование при t 28 0	N – NO 3 после компостирования без вычета исходного содержания	Кравков, 1927, моди-фикация Болотиной