Минеральные и азотные удобрения.
В миры минеральные удобрения начали употреблять сравнительно недавно. Инициаторам и активным борцом их использования в земледелии был немецкий химик Юстус Либих. В 1840 г. он выпустил в свет книгу “Химия в приложения к земледелия”. В 1841 г. по ему почина в Англии была построенная первая суперфосфатная установка. Калийные удобрения начали изготавливать в 70-х годах прошлого столетия. Минеральный азот в то время поставлялся в почву с чилийской селитрой. Стоит отметить, что в настоящее время считают рациональным вносить в почву фосфорные, калийные и азотные удобрения в отношения питательных веществ, примерно равным 1:1,5:3.
Спрос на минеральные удобрения скоро увеличивается да, что их мировое потребление с начала текущего столетия удваивается за каждые десять годов.
К счастья, запасы главных элементов удобрений на Земле большие и их оскудевания пока ни предугадаться.
Азотные удобрения. Для синтеза белков растениям необходимый азот. Потому азотные удобрения могут приводить к увеличения в зерне белков и, что в особенности важно, они повышают удержание клейковины, от которой в значительной степени зависит качество хлеба, его рассыпаемость. Таким образом, азотные удобрения повышают кормовую и пищевую ценность продукции.
Азотистые минеральные удобрения подразделяют на аммиачные, нитратные и амидные. К первой группы относиться сам аммиак (безводный и водные растворы) и его соли - прежде всего сульфат (NH4)2SO i и хлорид аммония NH4Cl. К второй группы - селитры:
натриевая NaN03, калиевая KNO2 и кальциевая Со(NОз)2. Промышленностью тоже выпускаются аммиачно-нитратные удобрения, например аммиачная селитра NH4N03. К амидным удобрениям относятся цианамид кальция и мочевина (карбамид) . Для уменьшения пыления цианамида кальция часто к его прибавляют к 3 % нефтяных масел. В результате такое удобрение моей мышек керосина. Цианамид кальция при гидролизе дает аммиак и карбонат кальция:
CaCN2+ ЗН20 = Сасоз + 2NНз
Мочевина при .взаимодействия с водой в окончательном счете тоже превращается в аммиак. Наряду с им получается диоксид углерода, который тоже является питательным веществом для растений
NH2CONH2 + H2O == 2NH3+ СO2
Поскольку цианамид и мочевина взаимодействуют с водой постепенно, то питательное вещество аммиак поступает с их к растений тоже постепенно. Аммиак, хотя и ни очень сильно, но токсичный. Его предельно допустимая концентрация в воздухе складывает 20 мг/м3. Отравление аммиакам вызывает богатое слезотечение, боль в глазах, удушье, боли в желудке. При попадании в глаза брызг раствора аммиака необходимо промыть их водой или 0,5-1,0 %-ным растворам квасцов. При поражении аммиакам кожи необходимо богатое омывание ее водой с следующим наложением примочки с слабых растворов уксусной или лимонной кислот. При поражении дыхательных путей потерпевшего стоит вынести на свежий воздух. В этом случае тоже полезно вдыхание теплых водяных паров и лучше с дополнениями к воды лимонной или уксусной кислоты.
В почве аммиак и амины превращаются в нитраты. Процесс биологического преобразования восстановленных форм азота в окисленные называют нитрификацией. Он протекает под действием целой шеренги бактерий. Обычно нитрификация протекает в две стадии: сначала аммиачный азот окисляется к нитрит-ионов:
В этом процессе участвуют бактерии: Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus. Затем с участием бактерий Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus нитрит-ноет ионы окисляются в нитратные:
Энергия, которая выделяется при окислении аммиачного азота к нитратного, используется бактериями для ассимиляции углекислого газа и для других эндотермических процессов.
Существуют другие бактерии и грибки, которые проводят нитрификацию ни только аммиачного азота, но и азота органических соединений, осуществляя таким образом минерализацию органических соединений, попавших в почву.
В результате действия разных нитрифицирующих бактерий аммиак и органические амины, которые помещаются в больших количествах в навозы, превращаются в нитраты. Последние попадают в грунтовые воды, водоемы и колодцы. Вследствие этого вода колодцев, размещенных сблизи больших ферм, часто удерживает недопустимо большое количество нитратов и потому непригодная для питья и подготовки еды.
С азотных удобрений для нечерноземных почв наиболее быстродействующей и эффективной является натриевая NaNO2 и кальциевая селитра Со(NОз)2. Однако стоит иметь в виде, что при ей употребления отбывается подщелачивание (понижение кислотности) почв, поскольку растения связывают азотную кислоту и освобождают щелочь:
NaNO3+HaO = [HNO2]+NaOH
Повыше уже было написано, что нитратные ионы относительно легко вымываются с почвы и потому нитратные удобрения используются ни целиком. Имеется и другая причина, которая приводить к понижения эффективности усвоения азотных удобрений, - это бактерии. В цепи биохимических преобразований аммиачного азота в нитратный в качества промежуточного соединения может образоваться молекулярный азот, который и уходить с почвы в атмосферу. Таким образом, когда при производстве азотных удобрений с молекулярного азота получаются химические азотистые соединения, то некоторые бактерии осуществляют процессы в обратном направлении, т. е. азотистые соединения превращаются в молекулярный азот. В результате деятельности таких бактерий отбываются потери огромных количеств азотных удобрений.