Азотные и азотосодержащие удобрения

[править] Применение

Жидкий азот

Жидкий азот применяется как хладагент и для криотерапии.

Промышленное применение газообразного азота обусловлены его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро- и взрывобезопасный, препятствует окислению, гниению. В нефтехимии азот применяется для продувки резервуаров и трубопроводов, проверки работы трубопроводов под давлением, увеличение выработки месторождений. В горном деле азот может использоваться для создания в шахтах взрывобезопасной среды, для распирания пластов породы. В производстве электроники азот применяется для продувки областей, не допускающих наличия кислорода. Если в процессе, традиционно проходит с использованием воздуха, окисления или гниения являются негативными факторами — азот может успешно заменить воздух.

Большая часть получаемого в технике азота используется для производства аммиака.

В последнее время значительное распространение получило использование азота для создания инертной среды при проведении некоторых химических реакций, при перекачке горючих жидкостей и т. д.

Поскольку азот имеет низкую температуру кипения (77,4 К), то сжиженный азот является одним из главных криогенных жидостей.

Азот присутствует во многих взрывчатых веществах. Их свойства объясняются тем, что образование молекулы азота приводит к установлению очень прочной тройной связи, при этом высвобождается большое количество энергии.

Что такое аммоний

Его относят к положительно заряженным полиатомным ионам или катионам.Аммоний еще причисляют к химическим веществам, которые не могут существовать в форме молекулы. Он состоит из аммиака и водорода.

Аммоний с положительным зарядом в присутствии различных анионов с отрицательным знаком способен образовывать аммонийные соли, в которых ведет себя подобно металлам с валентностью I. Также при его участии синтезируются аммониевые соединения.

Многие соли аммония существуют в виде кристаллических бесцветных веществ, которые хорошо растворяются водой. Если соединения иона NH 4 + образованы летучими кислотами, то в условиях нагревания происходит их разложение с выделением газообразных веществ. Последующее их охлаждение приводит к обратимому процессу.

Стабильность таких солей зависит от силы кислот, из которых они образованы. Устойчивые соединения аммония соответствуют сильному кислотному остатку. Например, стабильный аммония хлорид производится из соляной кислоты. При температуре до 25 градусов такая соль не разлагается, что нельзя сказать о карбонате аммония. Последнее соединение часто используется в кулинарии для подъема теста, заменяя пищевую соду.

Кондитеры карбонат аммония называют просто аммонием. Такую соль применяют пивовары для улучшения брожения пивных дрожжей.

Качественной реакцией для обнаружения ионов аммония является действие гидроксидов щелочных металлов на его соединения. В присутствие NH 4 + происходит высвобождение аммиака.

Экономика

Дорога из Иерусалима в Ашдод.

Ашдод является одним из наиболее важных индустриальных центров страны. Все промышленные предприятия города расположены в его северной части — в портовой зоне, в северной промышленной зоне, и около реки Лахиш. Порт Ашдода — самый большой в Израиле, через него проходит шестьдесят процентов всех морских грузов. Он был существенно модернизирован в последние годы, и теперь может принимать грузовые корабли Panamax. В портовой зоне также расположены офисы некоторых судовых компаний, электростанция «Эшколь А» и угольный терминал.

Северная промышленная зона расположена на шоссе 41 и включает в себя различные заводы, в том числе нефтеочистительный завод, один из двух в стране. Зона тяжёлой промышленности, расположенная к югу от реки Лахиш, раньше была главным индустриальным центром Ашдода. В последнее время в районе стали появляться досуговые центры. Тем не менее, здесь всё ещё остаётся промышленность, например фармацевтическая компания «Тева», производитель стройматериалов «Аштром», и компания по производству соевого масла «Солбар». В Ашдоде также расположена компания «Эльта», часть концерна «Авиационная Промышленность Израиля», здесь разрабатываются радарное оборудование, средства радиоэлектронной борьбы, а также средства радиоэлектронной разведки «ELINT».

Израильская компания водоснабжения Мекорот объявила о начале строительства в Ашдоде предприятия по опреснению воды.
Стоимость проекта — 1,5 миллиарда шекелей. Завод должен быть введён в строй в 2013 году. Он будет производить 100 миллионов кубометров опреснённой воды в год — 15 % от потребности в питьевой воде в Израиле.

Исторически каждый район Ашдода имеет свой собственный коммерческий центр. В 1990 году, параллельно развитию культуры больших торговых центров в Израиле, основная коммерческая деятельность в Ашдоде переехала в моллы.

Признаки недостатка удобрений

Нехватку того или иного элемента растению можно определить по следующим признакам:

1. Азот: бледная, иногда желтоватая, розоватая ботва. Само растение медленно развивается. Листья мелкие, деформированные, могут скручиваться и опадать.
2. Фосфор: ботва приобретает неестественный фиолетовый, синеватый оттенок, отдельные листья скручиваются вверх.
3. Калий: по краям листовых пластин появляются будто бы ожоги. Сама зелень деформируется, закручивается вниз. Если растение зацветает, его бутоны засыхают, опадают без образования плода.
4. Магний: о недостатке элемента свидетельствует пожелтение листьев по краям.
5. Медь: листовая пластина неестественно бледнеет практически до белого оттенка.
6. Цинк: листва становится мелкой, заостренной, покрывается темными пятнами.

Если трудно определить нехватку определенного элемента, советую осторожно использовать комплексный состав

Почему я выбрал эти удобрения для подкормки огорода весной

Секрет моего богатого урожая – комплексное удобрение. Это органические, минеральные препараты, растворы, настои по народным рецептам. Их грамотное сочетание позволяет активировать разрастание корневой массы формирование стеблей, ветвей, листьев.

Органика

Органические удобрения делятся на два типа:

• Растительного происхождения: компост, торф, зола, пищевые отходы, луковая шелуха, опилки, сидераты, ил, «зеленые настои».
• Животного происхождения: навоз, перегной (перепревший навоз, птичий помет), костная мука.

Внесение в почву органики – это насыщение ее не только микро- и макроэлементами, но и питанием для полезных почвенных бактерий и грибков. Такая подкормка улучшает структуру почву – разрыхляет ее, делает более легкой, кислород проницаемой.

Органика по своему составу – азотная подкормка. Элемент представлен в нерастворимом виде. Его делают легко усваиваемым почвенные микроорганизмы. Эти существа поедают вносимую в субстрат подкормку, а растения уже пользуются продуктами их жизнедеятельности.

Главный недостаток внесения органической массы – вероятность дисбаланса необходимых растениям элементов. В удобрении могут быть семена, споры сорняков, яйца, личинки вредителей, токсичные включения. Поэтому рекомендую готовить компост самостоятельно, а вместо навоза непонятного происхождения перейти на безопасные гранулы.

Самое распространенное весеннее органическое удобрение – перегной. Приготовить его сможет каждый:

1. В конце лета разравнивается участок под кучу: он выстилается прочным полиэтиленом, толстым слоем соломы (не менее 15 см).
2. На уплотненное дно – 20 см навоза, затем 20 см торфа.
3. Слой пересыпается фосфоритной мукой, известью (50-60 г смеси на 1 м2).
4. Таким образом укладываются еще несколько пластов навоза и торфа с необходимой прослойкой.
5. Последний «корж» засыпается тонким слоем садовой земли (7-8 см).
6. Для защиты от внешних воздействий кучу защищают отрезком плотного полиэтилена.
7. Перегной становится готовым через 7-8 месяцев – к началу весенней страды.

Свежий навоз я не применяю: оказавшись во влажном и теплом субстрате, он начинает активно разлагаться. Эти процессы сопровождаются выделением тепла – реакция обжигает корневую систему. Если вы решили его использовать, есть два безопасных метода:

1. Высушите сельскохозяйственные отходы, после чего разложите их в междурядьях, не попадая на ореолы корневой системы.
2. Приготовьте водный раствор. Таким средством проливают только междурядья, используют для окрепших взрослых посадок.

Минеральные удобрения

Многие садоводы предпочитают минеральные составы органике: с ними легче работать – есть четкая инструкция, дозировка, график подкормок. Другие огородники выступают против «химии», утверждая, что она снижает плодородие земли.

В этом есть смысл: минеральные подкормки не улучшают структуру грунта, как органика. Их польза в другом: быстро доставить растению необходимые на конкретном этапе развития вещества в легкодоступной форме.

Азотные, фосфатные препараты продаются удобными гранулами – сухую подкормку рассыпают по поверхности гряды перед перекопкой. Глубина и заделки – штык лопаты (15-20 см). Самое распространенное универсальное средство – суперфосфат (фосфорно-азотный препарат). Он подходит практически для любой культуры, типа почвы.

Калийные составы вносят для стимуляции образования плодов на исходе цветения. Такую минеральную подкормку можно заменить внесением древесной золы. Представлю средние нормы расхода минеральных препаратов для участка 10 м2:

• азотные: 300-350 г;
• фосфатные: 200-250 г;
• калийные: 200 г

Минеральные удобрения требуется вносить в почву ежегодно – они быстро расходуются растениями. Чтобы средства не потеряли своих полезных свойств, советую не отступать от рекомендаций по их хранению.

Комплексные удобрения

Своеобразная «палочка-выручалочка» садовода – комплексные составы, широко представленные в садовых центрах. Среди проверенных и эффективных могу назвать следующие:

В этих составах гармонично сочетаются необходимые посадкам элементы. Что удобно, препараты разделяются по типам посадок: для цветов, плодовых деревьев, зерновых, пасленовых, тыквенных, газона и проч.

Какие средства можно применять

Производители выпускают разные виды азотосодержащих удобрений, у каждого есть особенности и сроки применения. В список наиболее популярных входят следующие названия:

• аммиачная селитра (до 35 % азота). Преимущества — хорошо разводится водой, сразу усваивается. Можно вносить ранней весной. Недостатки — применяется только на щелочных и нейтральных грунтах, не используется для внекорневой подкормки. Из-за хранения во влажном месте слеживается в комки. Передозировка вызывает гибель растений. Вносится по весне и осени (до перекопки), летом — в качестве почвенной подкормки;
• карбамид (46 % азота). Преимущества — хорошо растворяется и усваивается. Недостатки — быстро выветривается и вымывается из грунта, поэтому требует заделки на 10 см в глубину. Используется на щелочном и нейтральном грунте, поскольку повышает кислотность почвы. Такие азотные минеральные удобрения вносятся в качестве подкормки по весне и летом;
• сульфат аммония (20 % азота). Плюсы — не слеживается во время хранения, хорошо растворяется и не вымывается из земли. Кроме азота содержит 24 % серы, положительно влияющей на качество урожая и срок хранения. Обедненные серой земли в России расположены в Псковской и Ростовской, Курской и Белгородской, а также в Липецкой, Волгоградской и Тамбовской области. Минус — используется только на щелочной почве, поскольку сильно подкисляет землю. Вносится по осени до перекопки;
• кальциевая селитра (15,5 % азота). Достоинства — хорошо растворяется, препятствует поражению урожая вершинной гнилью. Недостатки — требует защиты от влаги во время хранения, иначе растворится. Используется на нейтральном и кислом грунте в виде весенних, летних подкормок;
• натриевая селитра (16 % азота). Представляет собой натриевую соль азотной кислоты. Преимущества — легко растворяется, а еще содержит любимый корнеплодами натрий. Недостатки — слеживается во время хранения, быстро вымывается из грунта. Используется только на кислых землях. Вещество раздражает незащищенную кожу, опасно для животных. Применять в теплице запрещено;
• навоз нельзя не включить в список азотных подкормок. Это наиболее известная и распространенная органика. Учитывая, что в навозе и помете содержится всего 0,5 % и 2,5 % азота соответственно, понадобятся действительно большие дозы. Плюсы — кроме азота, навоз содержит фосфор, кальций, калий и магний. Это натуральное вещество, способное улучшить структуру почвы. Минусы — содержит семена сорных трав, сложно дозировать. Полуперепревший (не свежий) навоз вносят в землю накануне осенней перекопки. Если удобрение полностью перепрело, его добавляют в лунки под посадку.

В результате правильного применения на огороде удобрение азот поможет снять богатый урожай красивых и вкусных плодов.

В чём «успех» и «неудача» азотных удобрений?

Это прежде всего урожайность и качество продукции. Но не все культуры одинаково реагируют на азот. Например, качество зерновых и бобовых культур с наличием азота в почве улучшается.

Но не всегда это можно отнести к овощным культурам. Дело в том, что овощные культуры выращиваются для получения углеводов и витаминов. Но при избыточном содержании азота в почве количество витаминов и углеводов в овощах снижается.

В чем причина снижения качества урожая под действием азота? Причина в том, что когда азот в избыточном количестве содержится в почве, не весь он идет на питание растений — большая часть его накапливается в виде нитратов. Нитраты же превращаются в растениях в нитриты.

Вырабатываемый нитритами фермент приводит к очень негативному эффекту у всех теплокровных животных и людей, употребляющих в пищу такие овощи — блокируются красные кровяные тельца.

Красные кровяные тельца, которые переносят кислород по организму,  недостаточно снабжают кислородом клетки. В следствие этого происходит гипертрофирование клеток, которое может вызвать необратимые последствия для организма. Поэтому избыток азота всегда вреден.

Применение азотных удобрений на почвах разного типа

Эффективность азотных удобрений во многом зависит от почвенных условий. Своё влияние оказывает и промывной режим, и количество осадков, выпадающих в регионе, и уровень кислотности:

На северо-западе России, где активно осваиваются осушенные торфяники эффективность азотных удобрений высокая, но со временем может снижаться. Здесь лучше пользоваться комплексами, содержащими, кроме азота, калий и фосфор.

ФОРМЫ АЗОТА

Азот почвы представлен обменным аммонием (NH4+), который поглощен почвенными коллоидами. Эта форма азота неподвижна в почве и не поддается вымыванию из почвенного профиля. Поэтому его еще называют «долгий» азот. Он проходит долгий путь превращения в почве в нитратную форму, и, соответственно, может «работать» длительно.

Основные источники поступления этой формы азота в почву – внесение аммонийных удобрений и процесс аммонификации (гниения) – процесса разложения органических соединений (белков, аминокислот) в результате их ферментативного гидролиза под действием аммонифицирующих микроорганизмов.

Кроме аммонийного, в почве присутствуют нитратные (NO₃–) и нитритные (NO₂–) формы азота, которые находятся в виде растворимых солей в почвенном растворе. Это «быстрый» азот. Он активно поступает в растение через корневую систему и так же быстро усваивается. Практически в течение суток может «зайти» в растение и начать создавать урожай. Однако он так же быстро и вымывается из почвы. Нитрат растворяется в воде, таким образом становясь мобильным. С талой водой, обильными осадками нитраты «уплывают» из корнеобитаемого почвенного профиля в более глубокие горизонты и становятся недоступны растениям.

Такая разница между этими двумя формами азота скорее плюс в управлении азотным питанием. Когда нужно немедленно подкормить растение, вносится нитратный азот. Яркий тому пример – ранне-весенняя подкормка озимой пшеницы. Здесь может работать только нитрат, поскольку аммонийный азот неэффективен из-за своего очень долгого превращения. Ведь рано весной температуры низкие, микроорганизмы еще не работают и процесс превращения аммония в нитрат длится около 5–6 недель.

Или же другая ситуация: посев кукурузы. Для этого растения азот очень важен, но он будет особенно необходим ему, когда кукуруза войдет в фазу 3–4 листа, то есть примерно через месяц. В это время у кукурузы начинается формирование репродуктивных органов и резко возрастает потребность в азоте. В этом случае при посеве необходимо вносить «долгий» азот: аммонийный или амидный. Такая форма максимально удовлетворит потребности культуры и не будет вымываться из почвенного профиля до появления 3-го листа. Так, посев кукурузы с карбамидом в норме 100–120 кг/га – это обеспечение растения азотом практически до стадии окончания формирования початка – до 8–9 листа. В наше время производят карбамид с ингибиторами (замедлителями) уреазы, то есть процесс нитрификации идет еще медленнее и азот высвобождается более плавно, постепенно питая культуру.

Есть еще один способ обеспечить азотное питание яровым культурам – это внесение аммонийного азота осенью, когда температура почвы опустилась ниже +5°С. Удобрение вносится осенью, связывается с почвенными коллоидами и благодаря тому, что микроорганизмы уже не работают, сохраняется до весны в той же форме. Весной осуществляется посев культуры и при наступлении активных температур аммоний под воздействием микроорганизмов становится нитратом, а в результате растения питаются готовым азотом.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ АЗОТА

Поскольку минеральные азотные удобрения стоят на сегодняшний день весьма дорого, сельхозпроизводители находятся в постоянном поиске дополнительных источников азотного питания, позволяющих сократить эту статью затрат.

Пожалуй, самый известный способ уменьшить расходы на минеральные азотные удобрения – ввести в севооборот бобовые культуры. Такие культуры как горох, соя, люцерна, клевер, эспарцет, люпин и т. д. являются генераторами азота в севообороте. Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями они на 75% (а некоторые больше) обеспечивают себя азотом. Кроме того, после уборки бобовой культуры весь азот, который зафиксировался в клубеньках, минерализуется и становится доступным следующей культуре. Я называю этот процесс удобрения из воздуха. Ведь известно, что горох, соя, конские бобы оставляют после себя от 40 до 90 кг азота в действующем веществе на 1 га.

Обеспечить дополнительное азотное питание поможет и применение в севооборотах культур с разноглубинным залеганием корневых систем. Нитратный азот, который растения не успели усвоить, вымывается в более глубокие слои почвы. Так вот, чередование культур, у которых неглубокое залегание корневых систем (зерновые колосовые), с теми культурами, корни которых уходят глубоко (подсолнечник, свекла), обеспечивают потребление питательных веществ на разных горизонтах, тем самым дают культуре дополнительный источник питания и не истощают верхний слой.

Обогащению почвы питательными веществами способствуют также сидераты. Они высеваются не для получения урожая, а с целью улучшения состояния почв, очищения от сорной растительности, разуплотнения. Сидераты сеют, как правило, после уборки озимой культуры и занимают поле до ухода в зиму.

Еще один, к сожалению, малознакомый помощник сельхозпроизводителей – микориза. Это древовидный гриб, который распространяется в почве при помощи мицелия. Он очень любит селиться на злаковых и бобовых растениях. К сожалению, микориза не выживает при интенсивных механических обработках. Это удивительная природная система, которая не только является проводником питательных веществ, но и служит регулятором водного баланса растений. Если на почвах живет микориза, то растениям не страшна даже засуха!

Поддерживать наличие большого количества органического вещества в почве сельхозпроизводителям также выгодно, поскольку чем выше содержание гумуса, тем больше азота может минерализоваться. В теплый период времени, когда микроорганизмы активны и процесс преобразования органического азота в минеральный протекает быстро, можно считать, что 1% гумуса равен 15 кг нитратного азота на 1 га. Соответственно, в 3% 45 кг д.в. азота. Это хороший стимул увеличивать содержание гумуса в почвах. Если посчитать, сколько стоит в денежном выражении гумус, получится интересная цифра. Так, 1 кг д.в. азота в пересчете на стоимость минеральных удобрений на сегодняшний день стоит около $1,4 (или 18,2 грн), соответственно, на гектаре это $63 (819 грн). Если перевести это в удобрения, получается, что органическое вещество почвы ежегодно дает нам в кредит 170 кг аммиачной селитры или 125 кг карбамида на каждом гектаре. Но необходимо помнить: этот ресурс не безграничен. Кредиты нужно возвращать! Потребительское отношение может обойтись очень дорого в будущем.

Растительные остатки – еще один источник питания. Разлагаясь, они высвобождают питательные вещества – сначала для микробов и грибов-сапрофитов, а затем для растений.

Не стоит забывать и про органические удобрения. В хозяйствах, которые, кроме растениеводства, имеют еще и развитое животноводство, важным источником улучшения азотного режима почв является использование различных видов органических удобрений.

Елена Дудкина, ведущий агроном-технолог холдинга «Агро-Союз»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2014

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном».
Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у та каналі в Telegram

Промышленное производство

В настоящее время в основном используют три технологии для получения инертного азота, основанные на разделении атмосферного воздуха:

• криогенная;
• мембранная;
• адсорбционная.

Разделяющие криогенные установки функционируют по принципу сжижения воздуха. Сначала он сжимается компрессором, затем проходит через теплообменники и расширяется в детандере. В результате охлажденный воздух становится жидкостью. За счет разной температуры кипения кислорода и азота происходит их разделение. Процесс многократно повторяется на специальных ректификационных тарелках. Завершается он получением чистейшего кислорода, аргона и азота. Данный способ наиболее эффективен для крупных предприятий по причине значительных габаритов системы, сложности ее пуска и обслуживания. Достоинство метода состоит в том, что можно получить азот наивысшей чистоты, как жидкий, так и газообразный, в любых количествах. При этом расход энергии на изготовление 1 л вещества составляет 0,4-1,6 кВт/ч (в зависимости от технологической схемы установки).

Мембранная технология разделения газов начала применяться в 70-х годах прошлого века. Высокая экономичность и эффективность данного метода послужила достойной альтернативой криогенному и адсорбционному способам получения чистого азота. Сегодня в установках используются мембраны последнего поколения высокой производительности. Теперь это не пленка, а тысячи полых волокон, на которые нанесен селективный слой. Подвижные составляющие в установке отсутствуют, поэтому значительно увеличивается продолжительность ее эксплуатации без поломок. Отфильтрованный воздух подается в систему. Кислород беспрепятственно проходит сквозь нее, а азот выводится под давлением через противоположную сторону мембраны и направляется в накопитель. С помощью данных установок изготавливается вещество с чистотой до 99,95%. Таким образом осуществляется производство азота из атмосферного воздуха. Ограниченная чистота получаемого азота не позволяет применять данный метод крупным изготовителям с большими потребностями высокочистого азота.

На тех предприятиях, где востребован азот высокой чистоты в больших объемах, применяется установка для разделения газовых смесей при помощи адсорбентов. Конструктивно она представляет собой две колонны. В каждой из них находится вещество, селективно поглощающее газовую смесь. Для функционирования установок по производству азота требуется атмосферный воздух, электроэнергия.

Изначально воздух попадает в компрессор, где происходит его сжатие. Затем он подается в ресивер, который выравнивает его давление. Так как воздух не должен содержать водяных паров, пыли, двуокиси углерода, окислов азота, ацетилена, а также других примесей, его фильтруют. Наступает основной этап адсорбционного разделения газовой смеси. Поток воздуха пропускается через одну колонну с углеродными молекулярными ситами до тех пор, пока они способны поглощать кислород. После этого поверхность адсорбента необходимо очистить, то есть регенерировать, путем сброса давления или повышением температуры. А воздух направляется во вторую колонну. В это время азот проходит сквозь агрегат и накапливается в ресивере. Продолжительность циклов адсорбции и регенерации составляет всего несколько минут. Чистота получаемого по данной технологии азота составляет 99,9995%.

Преимущества адсорбционных установок:

• быстрый пуск и остановка;
• возможность дистанционного управления;
• высокая разделительная способность;
• низкое энергопотребление;
• возможность оперативной переналадки;
• автоматическое регулирование режима;
• низкие затраты на обслуживание.

Как расставлять степени окисления в органических соединениях

Пример 6
. Укажите степени окисления всех элементов в CH 3 CH 2 OH.

Решение
. Нахождение степеней окисления в органических соединениях имеет свою специфику. В частности, необходимо отдельно находить степени окисления для каждого атома углерода. Рассуждать можно следующим образом. Рассмотрим, например, атом углерода в составе метильной группы. Данный атом С соединен с 3 атомами водорода и соседним атомом углерода. По связи С-Н происходит смещение электронной плотности в сторону атома углерода (т. к. электроотрицательность С превосходит ЭО водорода). Если бы это смещение было полным, атом углерода приобрел бы заряд -3.

Атом С в составе группы -СН 2 ОН связан с двумя атомами водорода (смещение электронной плотности в сторону С), одним атомом кислорода (смещение электронной плотности в сторону О) и одним атомом углерода (можно считать, что смещения эл. плотности в этом случае не происходит). Степень окисления углерода равна -2 +1 +0 = -1.

Ответ: С -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1 .