Ingrasaminte cu azot

Ingrasaminte cu azot

Ingrasamintele cu azot, din punct de vedere chimic, sunt de regula saruri ale acidului azotic (HNO₃) sau a altor acizi minerali cu ion NH₄⁺ sau alti cationi, precum si diversi compusi organici ce contin azot.

Ingrasaminte cu azot amoniacal

Cuprind: amoniacul NH₃ anhidru, apa amoniacala, clorura de amoniu NH₄Cl, sulfatul de amoniu (NH₄)₂SO₄, carbonatul de amoniu (NH₄)₂CO₃ si bicarbonatul de amoniu NH₄HCO₃.

a). Amoniacul anhidru NH₃

Obtinerea amoniacului are loc prin sinteza, din N₂ si H₂ la temperaturi de 400-600ºC, presiune ridicata 300atm, in prezenta de catalizator, conform reactiei:

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

In vederea utilizarii in agricultura, amoniacul se lichefiaza, pastrandu-se in recipiente de otel. Este cel mai concentrat ingrasamant cu azot, continand 82,3%N.

Se administreaza in sol prin injectare, pe timp noros si racoros. Este mai indicat pe solurile cu reactie acida, deoarece, imediat dupa aplicare, pH-ul solului ajunge la valoarea 9.

b). Apa amoniacala NH₄OH

Se obtine prin dizolvarea amoniacului in apa, la 20ºC un litru de apa poate dizolva 700 l NH₃. Are un continut de 20%N.

Se aplica de regula primavara, inainte de insamantare, pe timp noros si racoros. Se incorporeaza in sol la 15 cm adancime.

c). Sulfatul de amoniu (NH₄)₂SO₄

Se obtine de regula ca produs secundar, prin neutralizarea cu H₂SO₄ a NH₃ din gazele de cocserie:

H₂SO₄ + 2NH₃ → (NH₄)₂SO₄

Se prezinta sub forma de cristale albe cenusii. Este usor solubil in apa, putin higroscopic. Contine 21%N si 24%S. Are reactie fiziologica acida. Nu este recomandat a se aplica pe solurile acide. Daca totusi se aplica pe soluri acide este necesara si aplicarea de amendamente calcaroase. Dupa aplicare,o parte din ionul amoniu poate fi fixat de mineralele argiloase sau poate fi retinut de coloizii solului, conform reactiei:

)₂SO₄ + MgSO₄

O alta parte de ion NH₄⁺ este transformata in ion NO₃^-, putand fi preluata direct de catre plante, supusa denitrificarii sau levigarii.

d). Bicarbonatul de amoniu NH₄HCO₃

Are un continut de 17,7%N. Este foarte higroscopic. Pierderile de amoniac in urma aplicarii, sunt ridicate, ceea ce face ca eficienta sa sa fie scazuta.

Ingrasaminte cu azot nitric

Cuprind: azotatul de calciu Ca(NO₃)₂ si azotatul de sodiu NaNO₃.

a). Azotatul (nitratul) de calciu Ca(NO₃)₂

Mai este denumit si salpetru de Norvegia.

Se obtine prin tratarea cu HNO₃ a CaCO₃, sau prin absorbtia oxizilor de azot in lapte de var, conform reactiilor:

2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂CO₃

sau 4NO₂ + 2Ca(OH)₂ → Ca(NO₂)₂ + Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

Este o sare alba cristalina, foarte higroscopica. Contine intre 11,8-15,3%N. Datorita higroscopicitatii si tendintei de aglomerare, se amesteca inainte de utilizare cu alte ingrasaminte (NH₄NO₃; (NH₄)₂SO₄; fosfati de amoniu; uree; saruri de potasiu). Are reactie fiziologica bazica.

b). Azotatul (nitratul) de sodiu NaNO₃

Este cunoscut si sub numele de salpetru de Chile.

Se gaseste sub forma de zacamant natural in Chile, Argentina, Mexic si SUA. Sintetic se obtine in urma reactiei dintre acidul azotic si carbonatul de sodiu:

2HNO₃ + Na₂CO₃ → 2NaNO₃ + H₂CO₃

Este o sare alba sau incolora, ce contine 15-16%N. Are reactie fiziologica bazica, fiind recomandat pe soluri acide. Este utilizat in special la speciile ce necesita sodiu, cum ar fi sfecla de zahar.

Ingrasaminte cu azot nitric si amoniacal

Din aceasta grupa fac parte: azotatul de amoniu NH₄NO₃ si nitrocalcarul.

a). Azotatul de amoniu NH₄NO₃

Se obtine in urma reactiei dintre amoniac si acid azotic:

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

Este o sare alba, galbuie, usor solubila in apa. Prin incalzire brusca la temperaturi ridicate (300-500ºC) si la socuri mecanice, se descompune cu explozie.

Continutul in azot este cuprins intre 33-35%N, jumatate sub forma nitrica, jumatate sub forma amoniacala.

Are reactie fiziologica acida, mai ales dupa aplicarea multianuala.

Aplicat in sol se dizolva rapid in solutia acestuia:

+ 2NH₄NO₃ + Ca(NO₃)₂

Pe solurile acide, azotatul de amoniu produce acidifierea solutiei solului datorita punerii in libertate a acidului azotic HNO₃:

+ 3NH₄NO₃ + HNO₃ + Mg(NO₃)₂

Pe masura ce ionul NO₃^- este consumat de catre plante, pierdut prin levigare sau denitrificare, aciditatea dispare.

b). Nitrocalcarul NH₄NO₃. CaCO₃

Se obtine prin amestecarea topiturii de azotat de amoniu cu CaCO₃ macinat, in proportie de 30-50%. Se urmareste in acest mod atat inlaturarea caracterului exploziv al NH₄NO₃, cat si a reactiei fiziologice acide.

Se prezinta sub forma de granule galbene sau verzi, avand un continut de 27%N. Are reactie fiziologica bazica.

Pe solurile acide are loc mai intai descompunerea CaCO₃ si mai apoi cea a NH₄NO₃:

+ NH₄NO₃ . CaCO₃ + NH₄⁺ + NO₃^- + H₂O + CO₂

Ca urmare Ca²⁺ va fi retinut prin schimb de catre complexul coloidal al solului. Dupa descompunerea si a NH₄NO₃, ionul NH₄⁺ va fi retinut fie de catre complexul solului, fie sub forma fixata de catre mineralele argiloase, iar in solutia solului ramane ionul NO₃^- , care poate fi absorbit direct de catre plante, sau poate fi pierdut prin denitrificare sau levigare.

4. Ingrasaminte cu azot amidic

Din aceasta categorie fac parte ureea (NH₂)₂CO si cianamida de calciu.

Ureea (NH₂)₂CO

Se obtine din NH₃ si CO₂, la temperaturi de 130-190ºC si presiune de 100-200 atm.

2NH₃ + CO₂ O = C O = C

Este o substanta de culoare alb-roz, granulata, sub forma de perle, cu solubilitate mare in apa. Contine 46,6 % N.

La presiune atmosferica si temperaturi de 160-170ºC, cat si in conditii de anaerobioza din sol, are loc reactia biuretului:

H₂N - CO - NH₂ + H₂N - CO - NH₂ → H₂N - CO -NH - CO - NH₂ + NH₃

Ca ingrasamant, ureea nu trebuie sa contina mai mult de 1,5% biuret, intrucat are actiune toxica asupra plantelor.

Introdusa in sol, hidrolizeaza rapid, in 2-3 zile pe solurile bogate in materie organica (datorita prezentei enzimelor ureazice si a urobacteriilor), si 7-10zile pe celelalte tipuri de sol.

Transformarile care au loc in sol, in prezenta apei din sol, sunt redate in reactiile:

O=C + H₂O O=C + H₂O (NH₄)₂CO₃ + H₂O NH₄HCO₃ + NH₄OH

NH₄HCO₃ NH₃ + H₂O + CO₂

NH₄OHNH₃ + H₂O

NH₃ -ul rezultat in timpul hidrolizei este retinut partial de complexul argilo-humic. Restul se nitrifica sau se pierde prin volatilizare, cand temperaturile depasesc 5ºC. Produsii intermediari pot fi asimilati direct de catre plante.

Cand ureea se aplica prin imprastiere la suprafata solului, exista pericolul pierderii azotului prin volatilizare, pierdere ce poate atinge valori de 20-25%.

Ingrasaminte cu azot greu solubile

Sunt produsi de condensarea a ureei cu diferite aldehide (formica, izobutilica, crotonica, acetica), continand azotul intr-o forma greu solubila, dar asimilabil in intregime de catre plante pe o perioada de mai multi ani. Sunt ingrasaminte cu actiune lenta, fiind considerate un mijloc suplimentar de fertilizare.

Ca urmare a solubilitatii reduse, prezinta avantajul reducerii pierderilor de azot prin levigare si volatilizare. Din aceasta grupa fac parte urmatoarele ingrasaminte: ureea peliculata cu sulf (20-39%N), ureoform (39%N), crotonilidendiureea (28-30%N), izobutilendiureea (34%N).

Acest tip de ingrasaminte sunt recomandate pentru culturile cu perioada lunga de vegetatie, dar sunt scumpe, motiv pentru care nu se folosesc la culturile de camp.

6.Ingrasaminte lichide cu azot (solutii cu N)

Sunt doua tipuri: solutii cu azot fara presiune de vapori si solutii cu azot cu presiune de vapori scazuta.

a). Solutii cu azot fara presiune de vapori

Se obtin prin solubilizarea in apa a NH₄NO₃ singur sau in amestec cu (NH₂)₂CO, Ca(NO₃)₂, NaNO₃. Au un continut de 16-32%N. Intrucat sunt fara tensiune de vapori, pierderile de azot prin volatilizare sunt reduse. Cele mai folosite sunt solutiile de azotat de amoniu si de uree. Pot fi aplicate la suprafata solului, in sol, cu apa de irigatie, cu erbicidele. Cand se aplica cu apa de irigatie, aceasta se face la inceputul udarii, pentru ca irigarea in continuare cu apa curata sa spele plantele.

b). Solutii cu azot cu presiune de vapori scazuta

Sunt solutii apoase care se obtin prin dizolvarea amoniacului in apa - apa amoniacala - sau a unui amestec de amoniac cu alte ingrasaminte cu azot - amoniacatii. Solutiile cu presiune de vapori au concentratii mai mari in azot decat cele fara presiune de vapori, intre 30-46%N, cu exceptia apei amoniacala care contine 20-25%N. Necesita utilaje rezistente la presiuni ridicate pentru manipularea lor.

Tot in aceasta categorie intra si carboamoniacatii, in care amoniacul liber din solutie este neutralizat cu CO₂. Bioxidul de carbon micsoreaza tensiunea de vapori si mareste eficienta economica a ingrasamantului.

Se aplica prin injectare in sol , fie la fertilizarea de baza, fie in timpul vegetatiei. Trebuie evitata stropirea plantelor cu solutii ce contin azot amoniacal, pentru a nu produce arsuri ale frunzelor. Aplicarea amoniacatilor si a apelor amoniacale odata cu amendamentele calcaroase nu este indicata, intrucat au loc pierderi de amoniac.

Denumirea solutiilor cu azot este alcatuita dintr-un numar format din trei cifre care indica continutul procentual de azot ( primele doua , indica partea intreaga, iar ultimul partea zecimala, virgula fiind omisa), urmat in paranteza de alte trei numere care indica in ordine continutul in % din greutate al amoniacului, azotatului de amoniu si al ureei. Exemple de solutii cu azot:

a). fara presiune de vapori: 160 (0-46-0), 200(0-57-0), 300(0-42-32)

b). cu presiune de vapori: - ape amoniacale 201(24-0-0), 247(30-0-0)

- amoniacati 300(18-27-25), 370(17-67-0)

1.1.Utilizarea si eficienta ingrasamintelor cu azot

Stabilirea dozei de ingrasaminte precum si a modului de administrare depind de numerosi factori, printre care: tipul de sol, planta cultivata, felul ingrasamantului, conditiile climatice.

Criterii de diagnosticare a nevoii de ingrasaminte

a). aprovizionarea solului. Aprecierea continutului de azot al solului se poate face:

- fie in functie de procentul de azot total, determinat prin analiza chimica, conform tabelului7.1.:

Tabelul 7.1.

Limite de interpretare a starii de aprovizionare a solurilor cu azot

(dupa Lixandru si colab., 1990)

- fie in functie de indicele de azot

IN = , unde: H- continutul in humus al solului (%)

V- gradul de saturatie in baze (%)

In functie de valoarea IN , solurile se clasifica astfel:

IN<2, soluri slab aprovizionate cu azot

IN=2-4 soluri mediu aprovizionate cu azot

IN=4-6 soluri bine aprovizionate cu azot

IN>6 soluri foarte bine aprovizionate cu azot.

b). compozitia chimica a plantei. Cercetarile au aratat ca intre continutul de N al plantei si productie, exista o corelatie stransa, ceea ce indica posibilitatea prognozei dupa compozitia chimica a organului vegetal reprezentativ.

Eficienta ingrasamintelor cu azot

Ingrasamintele cu azot contribuie in primul rand la stimularea mineralizarii materiei organice din sol, putand suferii urmatoarele transformari:

50-60% sunt preluate de catre plante,

15% se pierd prin denitrificare;

5-15% ( uneori chiar 30%, pe solurile usoare) se pierd prin levigare;

10-20% sunt imobilizate in sol.

La micsorarea pierderilor de azot si cresterea eficientei ingrasamantului o mare importanta are aplicarea lor la momentul potrivit, in doze optime si corelarea cu celelalte ingrasaminte, in concordanta cu un sistem rational de lucrare a solului, cu asolamentul si cu regimul corect de irigare.

Un factor determinant in alegerea tipului de ingrasamant il constituie reactia solului. Pe solurile acide, pH<6.3, se folosesc ingrasaminte cu aciditate fiziologica scazuta sau egala cu 0: ureea, azotatul de sodiu, azotatul de calciu, nitrocalcar. Pe solurile cu reactie neutra, pH=6.4-7.3, se folosesc cu rezultate bune azotatul de amoniu, ureea, apa amoniacala, amoniacul anhidru, sulfatul de amoniu. In cazul solurilor alcaline, pH>7.5 , cele mai bune rezultate le-a dat sulfatul de amoniu, alaturi de uree.

O reactie a solului neutra spre slab bazica favorizeaza absorbtia ingrasamintelor amoniacale, pe cand reactia acida, favorizeaza absorbtia ingrasamintelor nitrice.

Alaturi de reactia solului, prezenta altor ioni in solutia acestuia poate influenta eficienta ingrasamintelor cu azot. Astfel, prezenta in solutia solului a Ca²⁺ si Mg²⁺ concomitent cu prezenta Cl^- si SO₄^2-, favorizeaza patrunderea NH₄⁺ si stanjeneste patrunderea NO₃^-. In schimb, prezenta K⁺ si Na⁺, concomitent cu H₂PO₄^- si HPO₄^2-, stanjeneste patrunderea NH₄⁺ si intensifica patrunderea NO₃^-.

Aplicarea fractionata a azotului, o parte la fertilizarea de baza, o parte la semanat sau plantat si o parte in vegetatie, duce la reducerea pierderilor de azot prin levigare, volatilizare, denitrificare, sporind coeficientul de utilizare al azotului din ingrasamant. Toamna , la fertilizarea de baza, este indicat sa se aplice ingrasaminte cu azot amoniacal, nu nitric, pentru a evita pierderile prin levigare. Incorporarea in sol a ingrasamintelor cu azot amoniacal si a ureei, sporeste eficienta acestora ca urmare a reducerii pierderilor prin volatilizare.

Daca in sol se incorporeaza resturi vegetale, este necesara ridicarea dozei de azot cu aproximativ 6-10kgN/t rest vegetal.

Fertilizarea foliara creste coeficientul de utilizare a azotului din ingrasaminte, fiind recomandate pentru acest tip de fertilizare formele de nitrica si amidica, intrucat nu produc arsuri pe plante.

Aplicarea ingrasamintelor cu azot odata cu apa de irigare prezinta avantajul administrarii azotului in perioadele de consum maxim, cand plantele se afla intr-o stare avansata de vegetatie.