Применение и особенности хранения азотно-кальциевого удобрения цианамид кальция

Цианамид кальция — это азотно-кальциевое удобрение, которое оптимально подходит для применения на кислых почвах. В отличие от стандартных быстрорастворимых форм азота, оно действует постепенно, предотвращая вымывание питательных веществ и обеспечивая культуру питанием на протяжении всего периода вегетации. Однако из-за высокой токсичности промежуточных продуктов распада работа с этим удобрением требует строгого соблюдения регламента внесения и мер безопасности.

• Содержание азота — 20–22 %
• Содержание свободной окиси кальция — до 28 %
• Интервал до посева — не менее 7–10 дней
• Период распада в почве — 1–2 недели
• Плотность удобрения — 0,6 т/м³

Как цианамид кальция работает в почве

При внесении в почву цианамид кальция подвергается гидролизу и взаимодействует с почвенным поглощающим комплексом (ППК). В ходе этого процесса образуется свободный цианамид, который во влажной слабокислой почве быстро превращается в доступную для растений мочевину без участия микроорганизмов. На кислых дерново-подзолистых почвах удобрение заметно улучшает агрохимические и физико-химические свойства, так как содержащаяся в нем свободная окись кальция нейтрализует избыточную кислотность.

Агроному необходимо учитывать высокую токсичность свободного цианамида для прорастающих семян и всходов. При неравномерном распределении удобрения по полю в местах его скопления возникает сильнощелочная реакция, запускающая процесс полимеризации с образованием дицианамида. Это стойкое соединение ядовито для проростков, а содержащийся в нем азот становится практически недоступным для усвоения культурой. Чтобы избежать вредного воздействия неразложившихся соединений на всходы, строго соблюдайте регламент внесения.

1. Внесите удобрение в почву заблаговременно — лучше всего осенью под зяблевую вспашку или весной минимум за 7–10 дней до посева.
2. Обеспечьте качественную заделку во влажный слой почвы для запуска процессов гидролиза.
3. Выдержите интервал в 1–2 недели до посева для полного превращения токсичного цианамида в безопасные усвояемые формы.

Правила хранения и преимущества медленного азота

Технический цианамид кальция получают при температурах 1000–1100 °С путем пропускания газообразного азота через измельченный карбид кальция. В результате получается темно-серый или черный порошок со слабым запахом керосина. Для снижения пыления на производстве к продукту добавляют от 1 до 3 % минерального масла.

В нормальных условиях сухой цианамид кальция обладает небольшой гигроскопичностью, не слеживается и легко рассеивается. Однако при хранении в условиях высокой влажности и свободного доступа углекислого газа удобрение разлагается на свободный цианамид и углекислый кальций. Этот процесс сопровождается увеличением объема массы и потерей азота, поэтому хранить продукт можно только в сухих помещениях и в герметичной водонепроницаемой упаковке.

В отличие от стандартных быстрорастворимых азотных удобрений, которые при высоких дозах могут резко повышать осмотическое давление почвенного раствора и вымываться осадками или поливной водой, цианамид кальция относится к группе медленнодействующих удобрений. Постепенный переход азота в усвояемую форму предотвращает его потери от вымывания в глубокие слои почвы и снижает газообразные потери в результате нитрификации и денитрификации. Это позволяет вносить всю необходимую норму азота за один прием на весь вегетационный период без риска ожога корневой системы.

Виды и характеристики медленнодействующих азотных удобрений

Труднорастворимые формы азота наиболее перспективны в рисоводстве и в регионах с избыточным увлажнением. Такие удобрения незаменимы для культур, чувствительных к высокой концентрации солей в почвенном растворе и повышенному осмотическому давлению. В агрохимии развитие этого направления идет тремя путями: синтез соединений с ограниченной растворимостью (уреформы), капсулирование стандартных гранул защитными оболочками и введение ингибиторов нитрификации.

Основную группу медленнодействующих азотных удобрений получают путем конденсации мочевины с альдегидами. Самое распространенное из них — мочевино-формальдегидное удобрение (МФУ, карбамидформ или уреаформ). Его синтезируют в кислых растворах при pH 3 и температуре 30–60 °C. В ходе реакции молекулы мочевины связываются метиленовыми группами с образованием метаксильных групп. Процесс идет последовательно: сначала образуется монометилмочевина, затем она конденсируется в метилендимочевину, которая переходит в полиметиленмочевину. Полученный конденсат отфильтровывают, высушивают и размалывают.

Помимо МФУ, в практике используют и другие медленнодействующие азотные соединения. Они различаются по исходному сырью, содержанию действующего вещества и скорости растворения. Подробные характеристики этих удобрений приведены в таблице:

Отдельную группу составляют капсулированные азотные удобрения. Для их получения гранулы обычных водорастворимых форм покрывают тонкими пленками из воска, парафина, масел, смол или полимеров. Вода проникает сквозь такие оболочки медленно, что превращает быстрорастворимое удобрение в медленнодействующее.

Поведение в почве и эффективность применения

Азот из труднорастворимых соединений переходит в доступные формы постепенно, обеспечивая питание культур в течение нескольких лет. Под влиянием почвенных биохимических и физико-химических процессов молекулы распадаются до аммония, который затем превращается в нитраты. Скорость этого перехода зависит как от свойств почвы, так и от качества самого удобрения.

Главным показателем качества МФУ является индекс усвояемости — процент водонерастворимого азота, который переходит в раствор при кипячении удобрения в течение 1 часа. В зависимости от параметров синтеза этот индекс колеблется от 15 до 55%. В некоторых странах вместо него оценивают долю азота, которая нитрифицируется в почве за 6 месяцев. Чем выше индекс усвояемости МФУ, тем быстрее и активнее в почве накапливается нитратный азот.

Применение медленнодействующих форм азота дает агроному три ключевых преимущества:

• Возможность внести всю расчетную норму азота под запланированный урожай в один прием, существенно снижая затраты на повторные проходы техники.
• Защиту азота от потерь: из-за низкой растворимости он не улетучивается, не вымывается в глубокие слои почвы и медленнее переходит в недоступную органику.
• Повышение коэффициента использования азота растениями и предотвращение избыточного накопления нитратов в готовой продукции.

• парафин;
• эмульсия полиэтилена;
• соединения серы;
• акриловая смола;
• полиакриловая кислота и другие вещества.

Такие гранулированные удобрения, покрытые пленками, обладают улучшенными физико-механическими свойствами: они менее гигроскопичны, механически более прочны, не слеживаются при хранении. Подбором состава и толщины покрытий можно получать удобрения с разной интенсивностью отдачи азота, т.е. пролонгированного действия с учетом биологических требований и периодичности питания азотом сельскохозяйственных культур. Капсулированные азотные удобрения используются растениями в процессе вегетации равномернее, что положительно сказывается на росте урожаев и качестве продукции, как, например, белковости зерна злаковых культур.

Азотсерокальциевое удобрение. Получают прессованием карбамида с фосфогипсом. Содержание азота составляет не менее 30 %, серы – не менее 7 %.

Карбамид с гуминовой оболочкой. Содержит 46 % азота. Статическая прочность гранул несколько выше, чем у стандартного удобрения без гуминов. Положительный эффект от удобрения усиливается включением в состав оболочки биологического стимулятора роста – оксигумата или гидрогумата.

Карбамид с фосфатным покрытием. Медленнодействующее азотное удобрение, содержит не менее 39 % азота и более 7 % P2O5. Растворяется в воде в полтора раза дольше, чем карбамид без покрытия.

Карбамид с полимерным покрытием. Содержит не менее 42 % азота, растворяется в воде вдвое дольше стандартной мочевины.

Из ингибиторов нитрификации чаще всего включают циангуанидин (дициандиамид), американский препарат 2хлор-6трихлорметил) пиридин и японский препарат АМ (2-амино-4хлор-6метилпиримидин). При внесении в смеси с мочевиной в нормах 0,5–1 1–3 % AM от количества азота удобрений ингибиторы тормозят процессы нитрификации в течение 1,5–2 месяцев, т.е. в период интенсивного потребления азота растениями. Скорость разложения ингибиторов в почве, а следовательно, и продолжительность их действия в наибольшей степени зависят от гранулометрического состава почвы, ее влажности, реакции, температуры и содержания гумуса.

Ингибиторы, подавляя нитрификацию азота удобрений, снижают его потери в газообразной форме, с поверхностным стоком воды и в результате вымывания нитратов. Это приводит к существенному повышению эффективности азотных удобрений и урожаев в условиях орошения или в районах повышенного увлажнения. Применение ингибиторов позволяет улучшить качество продукции, т. к. при этом предотвращается накопление токсических для человека и животных количеств нитратов в сельскохозяйственной продукции, снижается риск заболевания растений некоторыми болезнями, появляется возможность снизить нормы азотных удобрений вследствие повышения коэффициента использования азота. При этом возможна замена дробного внесения азотных удобрений одноразовым, что повышает экономическую эффективность их применения.

Жидкий аммиак (NH3). Самое концентрированное азотное удобрение. В нем содержится 82,3 % азота, остальная часть представлена водородом. Это удобрение представляет собой газ, сжиженный под давлением 1,6 МПа при температуре 40 оС. В смеси с воздухом или кислородом взрывоопасен, попадая на кожу, вызывает сильные ожоги. По внешним признакам это бесцветная жидкость. При вдыхании воздуха, содержащего аммиак в соотношении 1:10000, наступает смерть. На воздухе аммиак кипит и быстро испаряется. Хранят его в специальных, стальных цистернах. Получают сжижением газообразного аммиака. Аммиак при атмосферном давлении – летучий газ. Поэтому его необходимо заделывать в почву не менее 15 см в глубину с помощью инжекторов. Внесенный в почву безводный аммиак превращается из жидкости в газ, который адсорбируется коллоидной фракцией и поглощается почвенной влагой, образуя гидроксид аммония. Взаимодействуя с анионами почвенного раствора, аммоний образует различные соли и, вступая в физико-химическое взаимодействие с почвенными коллоидами, поглощается твердой частью почвы. Одновременно с физикохимическими превращениями аммиак подвергается нитрификации:

[ППК]H + NH3 → [ППК]NH4,

NH3 + H2O → NH4

2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O,

2HNO2 + O2 = 2HNO3.

Скорость и степень поглощения аммиака почвой зависят от содержания в ней гумуса, гранулометрического состава и влажности, а также от способа и глубины заделки удобрения. Чем больше в почве содержится илистой фракции и гумуса, тем быстрее поглощаются ионы аммония. В первые дни после внесения жидкого аммиака, в результате образования гидроксила аммония, реакция почвы смещается в сторону подщелачивания. В зоне внесения удобрения (инъекций) высокая концентрация аммиака вызывает временную стерилизацию почвы, что, в частности, приостанавливает процесс нитрификации аммиачного азота. Однако, уже через 1–2 недели снова возобновляется жизнедеятельность микроорганизмов, чему способствует обилие азота в почве. Примерно половина аммиака превращается в нитраты при температуре 10 оС уже через 15–30 сут. Это способствует снижению рН, поэтому удобрение будет иметь физиологически кислую реакцию. Колебания рН положительно влияют на доступность растениями фосфатов и микроэлементов в почве. Внесение аммиака в корнеобитаемый слой почвы может привести к частичному разрушению корневых волосков и тканей корней. Его отрицательное действие проявляется до тех пор, пока он не превратится в аммоний. Длится это от нескольких часов до 10–15 сут, а затем начинает поглощаться корневой системой растений. Количество поглощенного аммония зависит от почвенно-климатических условий, поэтому жидкий аммиак желательно вносить до посева сельскохозяйственных культур. В песчаных и супесчаных почвах образование аммонийных солей из аммиака и адсорбция иона аммония происходят медленнее, чем в суглинистых почвах. В связи с этим на легких почвах удобрение продолжительное время сохраняется в виде NH3 и может улетучиваться. Из влажной почвы аммиак улетучивается меньше, чем из сухой. Чтобы избежать потерь азота, безводный аммиак заделывают на глубину 12– 14 см на дерново-подзолистых суглинистых и на глубину 16–18 см на супесчаных почвах. Для внесения используют специальные машины АБА-0,5М, АБА-1, АША-2 и другие в агрегате с культиватором КРН-4,2. Безводный аммиак можно вносить в качестве основного удобрения и в подкормку с обязательной заделкой его в почву.

Агрохимическая оценка аммиака практически равноценна, а в некоторых случаях выше эквивалентного количества азота, внесенного с твердыми азотными удобрениями. Главное преимущество жидкого аммиака перед другими формами азотных удобрений – более низкая стоимость единицы азота (на 40 % ниже) и возможность полной механизации от транспортировки до внесения в почву. Ценность этого удобрения снижается из-за более высоких затрат на технику, а также ограниченности применения.

Аммиак водный (аммиачная вода) – раствор аммиака в воде. Это бесцветная или желтоватая жидкость. Промышленность выпускает два сорта: 1-й сорт содержит  20,5 % азота или 25 % NH3, температура замерзания -56 оС; 2-ой сорт содержит  18 % азота или 22 % NH3, температура замерзания -33 оС.

Аммиачная вода характеризуется невысокой упругостью паров аммиака (25 %-ный водный аммиак – 0,15 кг·с/см2 при 40 оС), не разрушает черных металлов, замерзает только при очень низкой температуре. Поэтому ее можно хранить и перевозить в герметичных резервуарах из обычной углеродистой стали, рассчитанных на невысокое давление (0,03–0,05 МПа). В аммиачной воде азот находится в форме свободного аммиака (NH3) и аммония (NH4ОН). Константа равновесия между NH3 и NH4ОН в водном растворе аммиака [(NH4 3+H2O] = 10–5 показывает, что свободного аммиака в нем содержится значительно больше, чем аммония. Этим обусловлена возможность потерь азота во время перевозок, хранения и внесения удобрений вследствие улетучивания аммиака.

Аммиачную воду во избежание повреждения растений вносят на глубину не менее 8–10 см, на расстоянии 10–12 см от растений, т. к. это сильная щелочь. При внесении одинаковых норм азота по эффективности аммиак и аммиачная вода равны эффективности твердых азотных удобрений.

На тяжелых по гранулометрическому составу почвах аммиачную воду, как и безводный аммиак, можно вносить осенью в качестве основного удобрения практически под все культуры при температуре почвы ниже +10 оС, а также весной перед севом. На почвах легкого гранулометрического состава эти удобрения желательно вносить весной.

При внесении аммиачной воды в почву аммиак адсорбируется коллоидами и поэтому слабо передвигается в ней. С течением времени аммиачный азот нитрифицируется и приобретает большую подвижность. Использование аммиачной воды в качестве удобрения технически проще и безопаснее по сравнению с жидким аммиаком, но крупным недостатком ее является низкое содержание азота, в результате чего увеличиваются затраты, связанные с транспортировкой, хранением и внесением удобрения в почву. Поэтому применение аммиачной воды целесообразно только в хозяйствах, расположенных вблизи предприятий, производящих это удобрение.

Аммиачную воду вносят специальными машинами (ПОУ) с приспособлением УЛП-8 для заделки в почву. Учитывая, что аммиак в почве перемещается на 10–12 см, для культур сплошного сева расстояние между сошниками при внесении аммиачных удобрений должно быть не более 20–25 см, а для пропашных культур должно равняться ширине одного междурядья. Наиболее эффективно внесение этих удобрений вместе с органическими. Нельзя вносить аммиачные удобрения на одном участке несколько лет подряд, т. к. они усиливают минерализацию органического вещества, что может привести к снижению содержания последнего в почве.

Углеаммиакат – аммиачно-водный раствор карбоната [(NH4)2CO3 и CO(NH2)2], содержит 20–25 % NH3, 19–28 2)2, 7–12 % СО2, не менее 29 % азота; температура кристаллизации – 10 оС.

Карбамид-аммонийно-нитратное удобрение (КАС) представляет собой раствор (смесь) карбамида и аммиачной селитры, содержащих 28–32 % азота. Является одним из перспективных удобрений. Промышленность выпускает три формы препарата:

Применение и хранение карбамидно-аммиачной смеси (КАС)

Применение карбамидно-аммиачной смеси (КАС) позволяет оптимизировать затраты на азотное питание растений. Себестоимость единицы азота в КАС ниже, чем в твердых туках, за счет исключения энергоемких стадий выпаривания, грануляции и конденсации. Удобрение производят из плавов карбамида и аммиачной селитры по традиционной или более экономичной интегральной схеме с упрощенным получением плава карбамида и нейтрализацией остаточного аммиака азотной кислотой. Готовый продукт представляет собой прозрачную или желтоватую жидкость плотностью 1,26–1,33 г/см³ с нейтральной или слабощелочной реакцией. Так как свободного аммиака в смеси практически нет, ее можно вносить без немедленной заделки в почву, а также распределять с поливной водой.

Благодаря низкой температуре кристаллизации и замерзания (от -2 до -18 °C) растворы КАС можно перевозить и хранить круглый год. Для этого подходят обычные авто- и железнодорожные цистерны (при наличии ингибиторов коррозии), трубопроводы или водный транспорт. В хозяйствах жидкое удобрение хранят до 6 месяцев в металлических емкостях либо в заглубленных бетонных и асфальтовых хранилищах с внутренним пленочным покрытием. При производстве в КАС также добавляют небольшое количество фосфатов для защиты оборудования от коррозии.

КАС подходит под все сельскохозяйственные культуры как для основного внесения, так и для подкормок. Вносить удобрение можно поверхностно, локально ленточным способом с заделкой или внутрипочвенно. Для поверхностного сплошного распределения применяют опрыскиватели ОПШ-15, ПОМ-630, ПОМ-2000 или ПЖУ-9. Для локального внутрипочвенного внесения используют машины ПЖУ-2,5 и ПЖУ-5. Жидкая форма гарантирует высокую точность дозирования и равномерность распределения азота по полю.

Особенно эффективно дробное внесение КАС на посевах озимых и яровых зерновых культур по фазам вегетации:

1. Первая ранневесенняя подкормка озимых. Проводится в начале вегетации по таломерзлой почве. На этом этапе КАС можно использовать в концентрированном виде, без разбавления водой.
2. Вторая подкормка в фазу выхода в трубку. Оптимальная температура воздуха для проведения обработки — 16–18 °C. Доза удобрения не должна превышать 20–30 кг/га. Чтобы избежать химических ожогов листьев, обязательно разбавляйте КАС водой в пропорции 1:2 или 1:3, особенно если в баковую смесь добавляются гербициды.
3. Подкормка в фазу начала колошения зерновых. Азот вносят в дозе не более 15–20 кг/га. Концентрированный раствор КАС, особенно при совместном внесении с фунгицидами, необходимо разбавить водой в соотношении 1:2 или 1:3.

Преимущества применения КАС по сравнению с твердыми азотными удобрениями:

• полная механизация всех погрузочно-разгрузочных работ на складе и в поле;
• минимизация потерь действующего вещества при хранении и внесении;
• снижение общих затрат на производство и применение удобрений;
• улучшение условий труда персонала;
• исключение слеживания удобрения при длительном хранении;
• высокая равномерность распределения азота по площади поля;
• простота приготовления баковых смесей с микроэлементами и пестицидами.

Аммиакаты: правила работы с летучими жидкими удобрениями

Аммиакаты представляют собой жидкие азотные удобрения светло-желтого или желтого цвета с содержанием азота от 30 до 50 %. Их получают на заводах путем введения в аммиачную воду растворов аммонийной селитры, мочевины или их смесей. Азот в аммиакатах находится в двух формах: на 20–40 % он представлен свободным аммиаком, а на 60–80 % — азотом аммонийной селитры или мочевины. Из-за наличия свободного аммиака эти жидкости обладают высокой летучестью. При температуре 32 °C упругость паров аммиака в зависимости от марки удобрения составляет от 2,0 до 3,6 атм.

Температура начала кристаллизации аммиакатов сильно колеблется — от 14 до 70 °C. По этой причине заводы выпускают марки с низкой температурой кристаллизации для зимнего хранения и с более высокой — для использования летом. Аммиакаты вызывают сильную коррозию сплавов меди и черных металлов. Для их транспортировки и хранения подходят только емкости из легированных сталей, алюминия и его сплавов либо обычные стальные резервуары со специальным внутренним защитным покрытием.

При внесении аммиакатов в почву критически важно соблюдать глубину заделки. Свободный аммиак быстро испаряется, а его диффузия в почвенном слое обычно не превышает 8–10 см. Чтобы азот распределялся эффективно, расстояние между сошниками при внесении не должно превышать 20–25 см. При подкормке пропашных культур сошники настраивают строго по ширине междурядий. При соблюдении технологии внесения аммиакаты по эффективности и воздействию на урожай полностью равноценны твердым азотным удобрениям.

• Содержание азота в аммиакатах — 30–50 %
• Диффузия аммиака в почве — до 8–10 см
• Расстояние между сошниками при внесении — до 20–25 см
• Упругость паров при 32 °C — от 2,0 до 3,6 атм
• Температура кристаллизации — от 14 до 70 °C