Общие вопросы применения основных форм азотных удобрений

26-02-2016, 23:20

Формы азотных удобрений различаются между собой по следующим признакам:
а) физиологическая реакция (потенциальная кислотность или щелочность), б) форма соединения азота (нитратная, аммиачная, амидная) и в) дополнительные компоненты (Cl, SO4, Na, Ca).
Значение каждого из указанных здесь признаков будет различным в зависимости от почвенно-климатических условий, биологических особенностей возделываемых растений и приемов использования удобрений.
По физиологической реакции азотные удобрения могут быть разделены на следующие группы:
1) физиологически и биологически кислые удобрения — сульфат аммония, хлористый аммоний, сульфонитрат аммония (лейна- и монтан-селитра), аммиачная селитра, мочевина, бикарбонат аммония, жидкий или водный аммиак;
2) физиологически щелочные удобрения — кальциевая селитра, натриевая селитра, калийная селитра, цианамид кальция;
3) нейтральные удобрения — известково-аммиачная селитра.
На насыщенных основаниями почвах, обладающих высокой нейтрализующей способностью, как например, серозем, обыкновенный и мощный чернозем, каштановые почвы, практически не происходит сколько-нибудь заметного смещения реакции почвы в кислую сторону, даже в том случае, когда эти удобрения будут вноситься в высоких дозах и в течение длительного времени. В многолетних опытах на мощном черноземе Грановского опытного поля НИУИФ наиболее кислое из всех удобрений — сульфат аммония при длительном, систематическом его внесении, даже под наиболее чувствительные к кислотности культуры, оказался не менее эффективен, чем натриевая селитра — удобрение физиологически щелочное.
В опытах Географической сети НИУИФ, проводившихся на сероземе Центральной станции удобрений СоюзНИХИ под Ташкентом в среднем за 6 лет (1946—1951 гг.) были получены такие прибавки урожая хлопка-сырца от внесения различных форм азотных удобрений в дозах 100—120 кг N на 1 га (в ц с 1 га):
Общие вопросы применения основных форм азотных удобрений

В этих опытах физиологически кислые формы удобрений — сульфат аммония и аммиачная селитра — дали даже несколько более высокие прибавки урожая хлопка, чем щелочное удобрение — натриевая селитра.
Иначе обстоит дело на дерново-подзолистых кислых почвах нечерноземной зоны.
В длительных опытах Долгопрудной агрохимической опытной станции НИУИФ после четырнадцатилетнего систематического применения сульфата аммония (доза азота в среднем 45 кг на 1 га ежегодно) произошли следующие изменения в составе поглощенных оснований и в кислотности подзолистой суглинистой почвы.
Общие вопросы применения основных форм азотных удобрений

При внесении аммиачной селитры повышение кислотности почвы происходит в меньшей степени, чем при удобрении сульфатом аммония, так как последний по величине потенциальной кислотности примерно в 2 раза превосходит аммиачную селитру. Накопление в подзолистой почве активных форм алюминия и марганца сильно ухудшает условия роста растений. Многие культурные растения отличаются повышенной чувствительностью к содержанию в почве активного алюминия и марганца.
Одни растения чувствительны к почвенной кислотности: клевер, люцерна, свекла, яровая пшеница, ячмень, многие овощные культуры. Другие же, как овес, рожь, картофель, гречиха, могут сравнительно безболезненно переносить значительно большие концентрации алюминия и марганца, поэтому эти растения легче мирятся с повышенной кислотностью почвы и, следовательно, с физиологической кислотностью удобрений.
В многолетних полевых опытах с азотными удобрениями на подзолистой суглинистой почве Долгопруднсй агрохимической опытной станции НИУИФ физиологически кислые фермы азотных удобрений, как сульфат аммония, хлористый аммоний, аммиачная селитра, уже с первых лет их применения были менее эффективными для чувствительных к кислотности культур, чем щелочные фермы — натриевая селитра и цианамид кальция.
При длительном применении физиологически кислых форм азотных удобрений, эффективность их под чувствительные к кислотности культуры все более снижалась, в то время как щелочные фермы азотных удобрений неизменно давали высокий эффект.
В этих же опытах кислые формы азотных удобрений, несмотря на относительно большую длительность их систематического внесения, на более устойчивых к кислотности культурах, как овес, рожь, картофель, продолжали оказывать положительное действие.
Общие вопросы применения основных форм азотных удобрений

Однако относительная устойчивость этих менее чувствительных к подкислению почвы культур имеет место главным образом на связных глинистых и суглинистых почвах. На легких песчаных и супесчаных почвах все растения отрицательно реагируют на дальнейшее подкисление почвы, происходящее в результате применения кислых форм удобрений. Длительное применение сульфата аммония и аммиачной селитры на оподзоленной супесчаной почве Люберецкого опытного поля НИУИФ в ряде случаев приводило к почти полному падению плодородия почвы. Последующая нейтрализация кислотности почвы не восстанавливала первоначального ее плодородия. При внесении кислых форм азотных удобрении происходит усиленное вымывание усвояемых форм магния из песчаных и супесчаных почв. Эти почвы вообще характеризуются весьма незначительными запасами доступного для растений магния, а при систематическом применении кислых форм азотных удобрений его содержание в этих почвах столь резко падает (до 2 мг обменного магния на 100 г почвы), что сколько-нибудь нормальный рост растений в этих условиях становится невозможным. Для восстановления плодородия таких «испорченных» почв требуется вносить магнезиальные удобрения: доломит, магниевые силикаты, калимагнезию и т. п.
На известкованных подзолистых почвах не происходит какого-либо падения эффективности аммиачной селитры, сульфата аммония и других кислых форм азотных удобрений, как бы долго они ни применялись. Если реакция почвы поддерживается внесением соответствующих количеств извести на уровне, близком к нейтральному пункту, то потенциальная кислотность удобрений не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на их эффективность.
Так, в многолетних опытах с наиболее чувствительными к кислотности культурами — свеклой и яровой пшеницей — прибавки от щелочных и кислых форм азотных удобрений на известкованных подзолистых почвах Долгопрудной агрохимической опытной станции выражались в следующих величинах.
Общие вопросы применения основных форм азотных удобрений

При достаточной заправке почвы навозом, когда буферность почвы значительно возрастает, отрицательное влияние физиологической кислотности удобрений становится не столь резким, как это имеет место на неунавоженных кислых почвах. Поэтому применение навоза и других органических удобрений, помимо непосредственного влияния на плодородие почвы, вместе с тем имеет существенное значение н для более эффективного использования минеральных удобрений, в частности такого распространенного в нашей стране удобрения, как аммиачная селитра.
Вредное влияние кислотности удобрений может быть полностью устранено также путем добавки к физиологически кислым азотным удобрениям таких количеств известняка, мела или доломита, которые были бы достаточны для нейтрализации потенциальной кислотности этих удобрений. Степень подкисляющего действия кислых форм азотных удобрений достаточно точно может быть выражена в количественных величинах. Как показали исследования, проведенные на Долгопрудной агрохимической опытной станции, наиболее кислое из всех форм азотных удобрений — сульфат аммония развивает в почве кислотность, равную примерно 110—120 г*экв. на 1 кг азота этого удобрения. Менее кислая аммиачная селитра развивает кислотность, эквивалентную 50— 60 г*экв. на 1 кг азота. Отсюда следует, что для нейтрализации потенциальной кислотности сульфата аммония на 1 кг его азота потребуется 5,5—6,0 кг CaCO3 (г*экв. CaCO3 = 50), а на 1 кг азота аммиачной селитры 2,5—3,0 кг CaCO3.
Нейтрализацию кислотности азотных удобрений целесообразно производить непосредственно перед внесением их в почву путем тщательного смешивания этих удобрений с известняком, мелом или доломитом. На 1 ц аммиачной селитры следует брать для этого 1 ц известняка, мела или доломита, на 1 ц сульфата аммония — 1,2 ц известняка или других указанных здесь нейтрализаторов.
Общие вопросы применения основных форм азотных удобрений

Приведенные здесь величины потенциальной кислотности для сульфата аммония и хлористого аммония практически совпадают с коэффициентами Пьерра. Потенциальная кислотность 1 т аммиачной селитры по Пьерру эквивалентна 0,63 т CaCO3. Проведенные на Долгопрудной агрохимической опытной станции исследования почв с опытных делянок, на которых производилось систематическое, длительное применение аммиачной селитры, показали, что коэффициент Пьерра для этого удобрения является сильно пониженным и не соответствует действительной кислотности аммиачной селитры. В соответствии с материалами, полученными в этих исследованиях, потенциальная кислотность аммиачной селитры выражается величиной в 50—60 г*экв. на 1 кг азота этого удобрения, что в пересчете на 1 т аммиачной селитры составляет примерно 1 т CaCO3; эта величина и приведена в настоящей таблице.
Форма соединения азота и наличие тех или иных дополнительных компонентов в составе азотных удобрений могут иметь существенное значение для их использования. Так, отношение отдельных растений к форме соединения азота (нитратной или аммиачной) не всегда одинаково. Усиленное поступление аммиачного азота в неокрепшие растения на первых стадиях их развития может оказать отрицательное влияние вследствие токсического действия избытка аммиака на растения. По этой причине такие удобрения, как сульфат аммония, хлористый аммоний, цианамид кальция, мочевина, малопригодны для внесения в рядки или в гнезда, когда в непосредственной близости от семян создаются очаги повышенной концентрации удобрений. В практических условиях случаи токсического действия аммиачного азота наблюдались на ростках сахарной свеклы при внесении сульфата аммония в рядки с семенами.
Аммиачные и нитратные соединения азота обладают различной подвижностью в почвенных условиях. NH4 — катион, вступая в обменные реакции с катионами почвенного поглощающего комплекса, локализуется в очагах его внесения в почве. Поэтому передвижение аммиачных удобрений в почве происходит в ограниченных масштабах.
NO3— анион, не взаимодействует с поглощающим комплексом почвы и быстро перемещается в направлении преобладающего тока влаги. Высокая подвижность нитратов в почве является положительным фактором в тех случаях, когда нужно усилить проникновение удобрения с поверхности почвы в ее корнеобитаемый слой, как например, при поверхностном внесении удобрений в подкормку. Поэтому для весенней подкормки озимых хлебов нитратные формы азотных удобрений и аммиачная селитра имеют преимущество перед сульфатом аммония. Ho эта же подвижность нитратных удобрений становится отрицательным фактором как в условиях избыточного увлажнения, когда нитраты могут легко вымываться за пределы распространения корневой системы растений (во влажных субтропических районах Закавказья, на легких водопроницаемых песчаных и супесчаных почвах западных районов), так и в условиях сухих районов, когда нитраты выносятся с восходящим током влаги в иссушенные поверхностные слои почвы. Последнее имеет место в Средней Азии, в южных районах Украины и других южных районах, где поэтому такое удобрение, как натриевая селитра, может оказаться менее эффективным, чем сульфат аммония и нитрат аммония. Процессы нитрификации в почве, в результате которых аммиачный азот постепенно окисляется в нитратный, с течением времени сглаживают различия в подвижности отдельных форм азотных удобрений. Однако в первое время после внесения удобрений эти различия все же достаточно резко выражены, и это может иметь существенное значение для использования растениями тех или иных форм азотных удобрений.
Скорость нитрификации аммиачного азота в почве зависит от ряда условий: кислотности почвы, ее влажности и температуры. Повышенная кислотность, недостаток влаги и низкая температура задерживают нитрификацию.
Данные, характеризующие зависимость интенсивности нитрификации аммиачного азота от температуры и реакции почвы, приведены в таблице 57.
Общие вопросы применения основных форм азотных удобрений

На скорость нитрификации аммиачных удобрений значительное влияние оказывает природа аниона аммонийной соли. С наибольшей скоростью нитрифицируются жидкий или водный аммиак, карбонаты аммония, а также мочевина, превращающаяся быстро в почве в карбонат аммония. Сульфат аммония нитрифицируется значительно медленнее, и еще медленнее хлористый аммоний.
На песчаных почвах Полесья при внесении обычной дозы сульфата аммония (60 кг N на 1 га) даже через 2 месяца в почве все еще остается значительное количество ненитрифицировавшегося сульфата аммония, что и обусловливает сравнительно незначительную вымываемость его при избыточном увлажнении или при искусственном орошении.
Наличие дополнительных компонентов у отдельных видов азотных удобрений является важным моментом в их действии на растения. Многие растения отличаются повышенной чувствительностью к иону хлора. К таким растениям относятся картофель, табак, лен, конопля, хлопчатник, виноград, плодово-ягодные культуры, цитрусовые, многие овощные культуры, подсолнечник, клевер, горчица, гречиха, люпин. Внесение избытка хлоридов под эти культуры отрицательно сказывается или на величине урожая, или на его качестве. Поэтому хлористый аммоний, в котором на единицу азота приходится примерно 2,5 единицы хлора, является нежелательной формой азотного удобрения для этих культур. Это удобрение может быть использовано только под нечувствительные к хлору культуры, как сахарная свекла, зерновые злаки, кормовые корнеплоды, на почвах, не насыщенных основаниями. Натрий, являющийся компонентом натриевой селитры, играет важную роль в физиологии питания таких растений, как сахарная свекла и кормовые корнеплоды. Поэтому натриевая селитра для этих культур является наиболее эффективной и наиболее желательной формой азотного удобрения.