Файл: Академика Д. Н. Прянишникова Агрохимический факультет Кафедра агрохимии Ответы на.doc

выращивании культур сплошного сева, вымывание нитратного азота незначительное, не превышает 3-5 кг/га в год.

4. Водная и ветровая эрозия приводит к потерям азота вместе с перемещением почвенных частиц. Водная эрозия может приводить к потерям 15 кг/га в год.

Сопоставление приходных и расходных статей показывает что без применения азотных удобрений обеспечить бездефицитный баланс азота в почвах не возможно. Особое значение имеют минеральные удобрения, позволяющие вводить новое количество азота в круговорот веществ в земледелии.

51. Источники получения, классификация и ассортимент азотных удобрений.

Источники получения азотных удобрений.

Основным сырьем служит атмосферный воздух. Выделенный из него азот, при высокой температуре (400-500) и давлении, в присутствие катализаторов (Fe, K2O, Al2O3) взаимодействует с водородом, полученным как правило из природного газа, образуется NH3. который используется для производства других азотных удобрений. N2 + 3H2 ® 2NH3 Необходимую для производства нитратных удобрений азотную кислоту получают в результате окисления аммиака кислородом воздуха, сначала в присутствие Pt, получается NO2. NO2 поглощаясь водой образует азотную и азотистую кислоты:

4NH3 + 5О2 ® 4NO + 6Н2О

2NO + O2 ® 2NO2

2NO2 + Н2О ® HNO3 + HNO2

2HNO2 ® Н2О + NO + NO2

NO и NO2 возвращаются на более ранние этапы производства. Таким образом из азота воздуха получают NН3 и HNO3 являющиеся исходным продуктом для производства азотных удобрений. В незначительных количествах для производства удобрений используют NH3 отходящих газов коксовых печей.
Классификация азотных удобрений

В зависимости от того в какой форме содержится азот в удобрениях выделяют группы (первые 5 основные из них)

1) Нитратные

2) Аммонийные

3) Аммонийно-нитратные

4) Аммиачные

5) Амидные

6) Аммиакаты

7) Водные растворы мочевины и аммонийной селитры (КАС)

8) Медленнодействующие
Ассортимент азотных удобрений

В настоящее время среди азотных удобрений поставляемых с/х преобладают самые концентрированные твердые формы: аммонийная селитра и мочевина. В конце 80х годов указанные удобрения производились в больших количествах. Другие твердые удобрения использовались мало. Также широко применялись жидкие удобрения и безводный аммиак, кроме того значительная доля фиксированного азота применялась в составе комплексных удобрений.

---

---

52. Нитратные удобрения. Состав. Получение. Свойства. Взаимодействие с почвой. Применение.

Натриевая селитра. Состав. Получение. Свойства. Взаимодействие с почвой. Применение.

Содержат азот в форме NO3 т.е. соли азотной кислоты, выпускается в небольших количествах (менее 1 % общего производства азотных удобрений) Из-за низкого содержания действующего вещества как следствие высокие затраты на транспортировку, хранение и внесение.

Натриевая селитра (NaNO3) (нитрат натрия, азотно-кислый натрий, чилийская селитра) [Nc] Содержание 15-16,5 % азота. Натриевую селитру под названием чилийская начали применять с середины 19 века. Она была первым минеральным азотным удобрением. Добывалась из природных месторождений, самое крупное находилось в Чили, однако к началу 20 века залежи были истощены. В настоящее время получают как побочный продукт при производстве азотной кислоты из аммиака, в результате взаимодействия отходящих (хвостовых) нитратных газов, оксидов азота с содой образуется смесь нитрата и нитрита натрия.

Получение натриевой селитры (Nс)

Na2CO3 + NO + NO2 ® 2NaNO2 + CO2

Na2CO3 + 2NO2 ® NaNO3 + NaNO2 + CO2

Нитрит переводят в нитрат подкисляя смесь слабой HNO3

3NaNO2 + 2HNO3 ® 3NaNO3 + 2NO + Н2О

Выделяющийся NO используют повторно.

Кристаллическая соль белого или сероватого цвета, внешне напоминает поваренную соль. Хорошо растворяется в воде, обладает слабой гигроскопичностью и слеживаемостью, хорошо горит, необходимо беречь от огня.

Взаимодействие нитратных удобрений с почвой

В почве селитры растворяются, катионы поглощаются ППК, а нитрат ионы остаются в почвенном растворе сохраняя высокую подвижность.

Са Са

ППК)Н + NaNO3 ® ППК)Na + HNO3

Mg Mg
Так как NO3 сохраняет высокую подвижность, он может вымываться. Натриевые и кальциевые селитры являются физически щелочными т.к. растения в большей степени поглощают азот входящий в состав аниона, а катионы Na и Са остаются в почве и подщелачивают ее.

Селитры можно применять на всех почвах, но целесообразнее на кислых. NaNO3 не рекомендуется использовать на засоленных почвах и солонцах. Обе селитры пригодны для всех культур. Основное внесение нитратных удобрений можно производить только весной, применение осенью недопустимо, потому что вызывает существенные потери азота при инфильтрации весенних талых вод. NaNO3 можно использовать при посеве и в подкорке.

---

Кальциевая селитра. Состав. Получение. Свойства. Взаимодействие с почвой. Применение.

Кальциевая селитра Ca(NO3)2 (норвежская селитра, азотнокислый кальций) [Nскц]

Содержит 13-17% азота, это первое синтетическое азотное удобрение, Выпускать начали в 1905 году в Норвегии, но способ производства очень энергоемкий т.к. основан на взаимодействии азота и кислорода воздуха с образованием оксида азота в пламени вольтовой дуги при температуре 3000 С.

Получение оксида азота (II) в пламени вольтовой дуги

N2 + O2 ® 2NO

В современных условиях кальциевую селитру получают путем нейтрализации HNO3 известью.

2HNO3 + СаCO3 ® Са(NO3)2 + CO2↑ + H2O

Кристаллическая соль белого цвета, хорошо растворимая в воде, очень гигроскопична при хранении на открытом воздухе, отсыревает, расплывается и слеживается, поэтому перевозить и хранить ее следует во влагонепроницаемых мешках. Для уменьшения гигроскопичности в состав вводят гидрофобные добавки: гипс, парафинистый мазут, выпускают в гранулированной форме.

Взаимодействие нитратных удобрений с почвой

В почве селитры растворяются, катионы поглощаются ППК, а нитрат ионы остаются в почвенном растворе сохраняя высокую подвижность.
Са Са

ППК)Н + Са(NO3)2 ® ППК)Н + Mg(NO3)2

Mg Са
Так как NO3 сохраняет высокую подвижность, он может вымываться. Натриевые и кальциевые селитры являются физически щелочными т.к. растения в большей степени поглощают азот входящий в состав аниона, а катионы Na и Са остаются в почве и подщелачивают ее.

Селитры можно применять на всех почвах, но целесообразнее на кислых. Обе селитры пригодны для всех культур. Основное внесение нитратных удобрений можно производить только весной, применение осенью недопустимо, потому что вызывает существенные потери азота при инфильтрации весенних талых вод. Применение СаNO3 затруднено из-за сильной гигроскопичности.

53. Аммонийные удобрения. Состав. Получение. Свойства. Взаимодействие с почвой. Применение.

Сульфат аммония. Сульфат аммония-натрия. Состав. Получение. Свойства. Взаимодействие с почвой. Применение.

Аммонийные удобрения

Содержат азот в виде катиона аммония (NH4).

Производство значительно проще. Чем нитратных т.к. не требуется окислять NH3 в азотную кислоту, соответственно аммонийные удобрения по сравнению с нитратными более распространены и составляют 5% общего производства азотных удобрений в России. В мире на долю (NH4)2SO4 приходится около 25%.

---

Сульфат аммония ((NH4)2SO4) (сернокислый аммоний) [Na]

Содержание азота 20-21%. Получение основано на взаимодействие синтетического аммиака или отходящих газов коксовых печей с серной кислотой.

Получение сульфата аммония

2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Как следствие 2 вида синтетический и коксохимический. Синтетический – кристаллическая соль белого цвета или желтоватого цвета. Коксохимический - окрашен органическими примесями в серый , зеленоватый, или красноватый цвета. Оба вида хорошо растворяются в воде – слабо гигроскопичны, практически не слеживаются.
Сульфат аммония-натрия ((NH4)2SO4∙Na2SO4)

Содержит 16-17% азота. Это отход производства ?????. Кристаллическая соль белого или желтоватого цвета.

После растворения удобрения в почве NH4 поглощается ППК, тем самым азот предохраняется от вымывания.

Взаимодействие аммонийных удобрений с почвой

Са 2NH4

ППК)Н + (NH4)2SO4 → ППК)Н + CaSO4

Mg Mg

Сульфат и хлорид аммония – физически кислые удобрения т.к. растения в большей степени поглощают NH4. Таким образом систематическое применение этих удобрений вызывает подкисление. Далее NН4 нитрифицируется до азотной кислоты, также подкисляющей почву. На много быстрее этот процесс протекает на слабо буферных легких почвах, поэтому аммонийные удобрения не рекомендуется использовать на кислых почвах, особенно легкого ГС. В первую очередь следует применять на известкованных почвах. Аммонийные удобрения, кроме хлорида аммония, можно вносить под все культуры. Сульфат аммония – натрия целесообразно применять под сахарную свеклу и кормовые корнеплоды. . Аммонийные удобрения чаще используют для основного внесения, как осенью под зяблевую вспашку так и весной под культивацию. Аммонийные удобрения не вносят при посеве. Сульфат аммония можно использовать для подкормки.
Хлорид аммония. Карбонат и бикарбонат аммония. Состав. Получение. Свойства. Взаимодействие с почвой. Применение.

Хлорид аммония (NH4Cl) (хлористый аммоний)

Содержит 24-25% азота. Является побочным продуктом при производстве соды.

NH3 + CO2 + H2O + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl

Мелко-кристаллическая белая соль, хорошо растворимая, мало гигроскопична, не слеживается. Недостаток – большое содержание Cl-67%.

---