Застосування та особливості зберігання азотно-кальцієвого добрива ціанамід кальцію

Ціанамід кальцію — це азотно-кальцієве добриво, яке оптимально підходить для застосування на кислих ґрунтах. На відміну від стандартних швидкорозчинних форм азоту, воно діє поступово, запобігаючи вимиванню поживних речовин і забезпечуючи культуру живленням упродовж усього періоду вегетації. Проте через високу токсичність проміжних продуктів розпаду робота з цим добривом вимагає суворого дотримання регламенту внесення та заходів безпеки.

• Вміст азоту — 20–22 %
• Вміст вільного оксиду кальцію — до 28 %
• Інтервал до сівби — не менше 7–10 днів
• Період розпаду в ґрунті — 1–2 тижні
• Щільність добрива — 0,6 т/м³

Як ціанамід кальцію працює в ґрунті

При внесенні в ґрунт ціанамід кальцію піддається гідролізу та взаємодіє з ґрунтовим вбирним комплексом (ГВК). У ході цього процесу утворюється вільний ціанамід, який у вологій слабокислій ґрунті швидко перетворюється на доступну для рослин сечовину без участі мікроорганізмів. На кислих дерново-підзолистих ґрунтах добриво помітно покращує агрохімічні та фізико-хімічні властивості, оскільки вільний оксид кальцію, що міститься в ньому, нейтралізує надлишкову кислотність.

Агроному необхідно враховувати високу токсичність вільного ціанаміду для пророслого насіння та сходів. При нерівномірному розподілі добрива по полю в місцях його скупчення виникає сильнолужна реакція, що запускає процес полімеризації з утворенням диціанаміду. Ця стійка сполука отруйна для проростків, а азот, що міститься в ній, стає практично недоступним для засвоєння культурою. Щоб уникнути шкідливого впливу нерозкладених сполук на сходи, суворо дотримуйтесь регламенту внесення.

1. Внесіть добриво в ґрунт завчасно — найкраще восени під зяблеву оранку або навесні мінімум за 7–10 днів до сівби.
2. Забезпечте якісне загортання у вологий шар ґрунту для запуску процесів гідролізу.
3. Витримайте інтервал в 1–2 тижні до сівби для повного перетворення токсичного ціанаміду на безпечні засвоювані форми.

Правила зберігання та переваги повільного азоту

Технічний ціанамід кальцію отримують при температурах 1000–1100 °С шляхом пропускання газоподібного азоту через подрібнений карбід кальцію. У результаті виходить темно-сірий або чорний порошок зі слабким запахом гасу. Для зниження пилення на виробництві до продукту додають від 1 до 3 % мінерального масла.

У нормальних умовах сухий ціанамід кальцію має невелику гігроскопічність, не злежується і легко розсіюється. Однак при зберіганні в умовах високої вологості та вільного доступу вуглекислого газу добриво розкладається на вільний ціанамід і вуглекислий кальцій. Цей процес супроводжується збільшенням об'єму маси та втратою азоту, тому зберігати продукт можна тільки в сухих приміщеннях і в герметичній водонепроникній упаковці.

На відміну від стандартних швидкорозчинних азотних добрив, які при високих дозах можуть різко підвищувати осмотичний тиск ґрунтового розчину і вимиватися опадами або поливною водою, ціанамід кальцію належить до групи повільнодіючих добрив. Поступовий перехід азоту в засвоювану форму запобігає його втратам від вимивання в глибокі шари ґрунту та знижує газоподібні втрати в результаті нітрифікації та денітрифікації. Це дозволяє вносити всю необхідну норму азоту за один прийом на весь вегетаційний період без ризику опіку кореневої системи.

Види та характеристики повільнодіючих азотних добрив

Важкорозчинні форми азоту найбільш перспективні в рисівництві та в регіонах з надмірним зволоженням. Такі добрива незамінні для культур, чутливих до високої концентрації солей у ґрунтовому розчині та підвищеного осмотичного тиску. В агрохімії розвиток цього напрямку йде трьома шляхами: синтез сполук з обмеженою розчинністю (уреформи), капсулювання стандартних гранул захисними оболонками та введення інгібіторів нітрифікації.

Основну групу повільнодіючих азотних добрив отримують шляхом конденсації сечовини з альдегідами. Найпоширеніше з них — сечовино-формальдегідне добриво (МФУ, карбамідформ або уреаформ). Його синтезують у кислих розчинах при pH 3 та температурі 30–60 °C. Під час реакції молекули сечовини зв'язуються метиленовими групами з утворенням метаксильних груп. Процес іде послідовно: спочатку утворюється монометилсечовина, потім вона конденсується у метилендисечовину, яка переходить у поліметиленсечовину. Отриманий конденсат відфільтровують, висушують і розмелюють.

Крім МФУ, у практиці використовують й інші повільнодіючі азотні сполуки. Вони розрізняються за вихідною сировиною, вмістом поживної речовини та швидкістю розчинення. Докладні характеристики цих добрив наведені в таблиці:

Окрему групу складають капсульовані азотні добрива. Для їх отримання гранули звичайних водорозчинних форм покривають тонкими плівками з воску, парафіну, олій, смол або полімерів. Вода проникає крізь такі оболонки повільно, що перетворює швидкорозчинне добриво на повільнодіюче.

Поведінка в ґрунті та ефективність застосування

Азот із важкорозчинних сполук переходить у доступні форми поступово, забезпечуючи живлення культур протягом кількох років. Під впливом ґрунтових біохімічних та фізико-хімічних процесів молекули розпадаються до амонію, який потім перетворюється на нітрати. Швидкість цього переходу залежить як від властивостей ґрунту, так і від якості самого добрива.

Головним показником якості МФУ є індекс засвоюваності — відсоток водонерозчинного азоту, який переходить у розчин при кип'ятінні добрива протягом 1 години. Залежно від параметрів синтезу цей індекс коливається від 15 до 55%. У деяких країнах замість нього оцінюють частку азоту, яка нітрифікується у ґрунті за 6 місяців. Чим вищий індекс засвоюваності МФУ, тим швидше й активніше у ґрунті накопичується нітратний азот.

Застосування повільнодіючих форм азоту дає агроному три ключові переваги:

• Можливість внести всю розрахункову норму азоту під запланований урожай в один прийом, суттєво знижуючи витрати на повторні проходи техніки.
• Захист азоту від втрат: через низьку розчинність він не випаровується, не вимивається у глибокі шари ґрунту і повільніше переходить у недоступну органіку.
• Підвищення коефіцієнта використання азоту рослинами та запобігання надмірному накопиченню нітратів у готовій продукції.

• парафін;
• емульсія поліетилену;
• сполуки сірки;
• акрилова смола;
• поліакрилова кислота та інші речовини.

Такі гранульовані добрива, покриті плівками, володіють покращеними фізико-механічними властивостями: вони менш гігроскопічні, механічно міцніші, не злежуються при зберіганні. Підбором складу та товщини покриттів можна отримувати добрива з різною інтенсивністю віддачі азоту, тобто пролонгованої дії з урахуванням біологічних вимог та періодичності живлення азотом сільськогосподарських культур. Капсульовані азотні добрива використовуються рослинами в процесі вегетації рівномірніше, що позитивно позначається на зростанні врожаїв та якості продукції, як, наприклад, білковості зерна злакових культур.

Азотсірчанокальцієве добриво. Отримують пресуванням карбаміду з фосфогіпсом. Вміст азоту становить не менше 30 %, сірки – не менше 7 %.

Карбамід з гуміновою оболонкою. Містить 46 % азоту. Статична міцність гранул дещо вища, ніж у стандартного добрива без гумінів. Позитивний ефект від добрива посилюється включенням до складу оболонки біологічного стимулятора росту – оксигумату або гідрогумату.

Карбамід із фосфатним покриттям. Повільнодіюче азотне добриво, містить не менше 39 % азоту і понад 7 % P2O5. Розчиняється у воді у півтора раза довше, ніж карбамід без покриття.

Карбамід із полімерним покриттям. Містить не менше 42 % азоту, розчиняється у воді вдвічі довше за стандартну сечовину.

Із інгібіторів нітрифікації найчастіше включають циангуанідин (диціандіамід), американський препарат 2-хлор-6-(трихлорметил)піридин та японський препарат АМ (2-аміно-4-хлор-6-метилпіримідин). При внесенні в суміші з сечовиною в нормах 0,5–1 1–3 % AM від кількості азоту добрив інгібітори гальмують процеси нітрифікації протягом 1,5–2 місяців, тобто в період інтенсивного споживання азоту рослинами. Швидкість розкладання інгібіторів у ґрунті, а отже, і тривалість їхньої дії найбільшою мірою залежать від гранулометричного складу ґрунту, його вологості, реакції, температури та вмісту гумусу.

Інгібітори, пригнічуючи нітрифікацію азоту добрив, знижують його втрати в газоподібній формі, з поверхневим стоком води та в результаті вимивання нітратів. Це призводить до суттєвого підвищення ефективності азотних добрив та врожаїв в умовах зрошення або в районах підвищеного зволоження. Застосування інгібіторів дозволяє поліпшити якість продукції, оскільки при цьому запобігається накопичення токсичних для людини і тварини кількостей нітратів у сільськогосподарській продукції, знижується ризик захворювання рослин деякими хворобами, з'являється можливість знизити норми азотних добрив унаслідок підвищення коефіцієнта використання азоту. При цьому можлива заміна дробного внесення азотних добрив одноразовим, що підвищує економічну ефективність їхнього застосування.

Рідкий аміак (NH3). Найконцентрованіше азотне добриво. У ньому міститься 82,3 % азоту, інша частина представлена воднем. Це добриво являє собою газ, скраплений під тиском 1,6 МПа при температурі 40 оС. У суміші з повітрям або киснем вибухонебезпечний, потрапляючи на шкіру, спричиняє сильні опіки. За зовнішніми ознаками це безбарвна рідина. При вдиханні повітря, що містить аміак у співвідношенні 1:10000, настає смерть. На повітрі аміак кипить і швидко випаровується. Зберігають його у спеціальних сталевих цистернах. Отримують скрапленням газоподібного аміаку. Аміак при атмосферному тиску – леткий газ. Тому його необхідно заробляти в ґрунт не менше ніж на 15 см у глибину за допомогою інжекторів. Внесений у ґрунт безводний аміак перетворюється з рідини на газ, який адсорбується колоїдною фракцією і поглинається ґрунтовою вологою, утворюючи гідроксид амонію. Взаємодіючи з аніонами ґрунтового розчину, амоній утворює різні солі і, вступаючи у фізико-хімічну взаємодію з ґрунтовими колоїдами, поглинається твердою частиною ґрунту. Одночасно з фізико-хімічними перетвореннями аміак піддається нітрифікації:

[ППК]H + NH3 → [ППК]NH4,

NH3 + H2O → NH4

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

2HNO2 + O2 = 2HNO3.

Швидкість і ступінь поглинання аміаку ґрунтом залежать від вмісту в ньому гумусу, гранулометричного складу та вологості, а також від способу і глибини заробляння добрива. Чим більше в ґрунті міститься мулистої фракції та гумусу, тим швидше поглинаються іони амонію. У перші дні після внесення рідкого аміаку, в результаті утворення гідроксиду амонію, реакція ґрунту зміщується в бік підлужнення. У зоні внесення добрива (ін'єкцій) висока концентрація аміаку викликає тимчасову стерилізацію ґрунту, що, зокрема, призупиняє процес нітрифікації аміачного азоту. Однак, уже через 1–2 тижні знову відновлюється життєдіяльність мікроорганізмів, чому сприяє велика кількість азоту в ґрунті. Приблизно половина аміаку перетворюється на нітрати при температурі 10 оС уже через 15–30 діб. Це сприяє зниженню рН, тому добриво матиме фізіологічно кислу реакцію. Коливання рН позитивно впливають на доступність рослинами фосфатів та мікроелементів у ґрунті. Внесення аміаку в кореневмісний шар ґрунту може призвести до часткового руйнування кореневих волосків і тканин коренів. Його негативна дія проявляється доти, доки він не перетвориться на амоній. Триває це від кількох годин до 10–15 діб, а потім починає поглинатися кореневою системою рослин. Кількість поглинутого амонію залежить від ґрунтово-кліматичних умов, тому рідкий аміак бажано вносити до сівби сільськогосподарських культур. У піщаних та супіщаних ґрунтах утворення амонійних солей з аміаку та адсорбція іона амонію відбуваються повільніше, ніж у суглинних ґрунтах. У зв'язку з цим на легких ґрунтах добриво тривалий час зберігається у вигляді NH3 і може випаровуватися. З вологого ґрунту аміак випаровується менше, ніж із сухого. Щоб уникнути втрат азоту, безводний аміак заробляють на глибину 12–14 см на дерново-підзолистих суглинних і на глибину 16–18 см на супіщаних ґрунтах. Для внесення використовують спеціальні машини АБА-0,5М, АБА-1, АША-2 та інші в агрегаті з культиватором КРН-4,2. Безводний аміак можна вносити як основне добриво і для підживлення з обов'язковим зароблянням його в ґрунт.

Агрохімічна оцінка аміаку практично рівноцінна, а в деяких випадках вища за еквівалентну кількість азоту, внесеного з твердими азотними добривами. Головна перевага рідкого аміаку перед іншими формами азотних добрив – нижча вартість одиниці азоту (на 40 % нижча) та можливість повної механізації від транспортування до внесення в ґрунт. Цінність цього добрива знижується через вищі витрати на техніку, а також обмеженість застосування.

Аміак водний (аміачна вода) – розчин аміаку у воді. Це безбарвна або жовтувата рідина. Промисловість випускає два сорти: 1-й сорт містить  20,5 % азоту або 25 % NH3, температура замерзання -56 оС; 2-й сорт містить  18 % азоту або 22 % NH3, температура замерзання -33 оС.

Аміачна вода характеризується невисокою пружністю парів аміаку (25 %-ний водний аміак – 0,15 кг·с/см2 при 40 оС), не руйнує чорних металів, замерзає тільки при дуже низькій температурі. Тому її можна зберігати та перевозити в герметичних резервуарах зі звичайної вуглецевої сталі, розрахованих на невисокий тиск (0,03–0,05 МПа). В аміачній воді азот знаходиться у формі вільного аміаку (NH3) та амонію (NH4ОН). Константа рівноваги між NH3 та NH4ОН у водному розчині аміаку [(NH4 3+H2O] = 10–5 показує, що вільного аміаку в ньому міститься значно більше, ніж амонію. Цим зумовлена можливість втрат азоту під час перевезень, зберігання та внесення добрив внаслідок випаровування аміаку.

Аміачну воду, щоб уникнути пошкодження рослин, вносять на глибину не менше 8–10 см, на відстані 10–12 см від рослин, оскільки це сильний луг. При внесенні однакових норм азоту за ефективністю аміак та аміачна вода дорівнюють ефективності твердих азотних добрив.

На важких за гранулометричним складом ґрунтах аміачну воду, як і безводний аміак, можна вносити восени як основне добриво практично під усі культури при температурі ґрунту нижче +10 оС, а також навесні перед сівбою. На ґрунтах легкого гранулометричного складу ці добрива бажано вносити навесні.

При внесенні аміачної води в ґрунт аміак адсорбується колоїдами і тому слабко пересувається в ньому. З часом аміачний азот нітрифікується і набуває більшої рухливості. Використання аміачної води як добрива технічно простіше і безпечніше порівняно з рідким аміаком, але великим недоліком її є низький вміст азоту, в результаті чого збільшуються витрати, пов'язані з транспортуванням, зберіганням та внесенням добрива в ґрунт. Тому застосування аміачної води доцільне тільки в господарствах, розташованих поблизу підприємств, що виробляють це добриво.

Аміачну воду вносять спеціальними машинами (ПОУ) з пристосуванням УЛП-8 для загортання в ґрунт. Враховуючи, що аміак у ґрунті переміщується на 10–12 см, для культур суцільної сівби відстань між сошниками при внесенні аміачних добрив має бути не більше 20–25 см, а для просапних культур повинна дорівнювати ширині одного міжряддя. Найбільш ефективне внесення цих добрив разом з органічними. Не можна вносити аміачні добрива на одній ділянці кілька років поспіль, оскільки вони посилюють мінералізацію органічної речовини, що може призвести до зниження вмісту останньої в ґрунті.

Вуглеаміакат – аміачно-водний розчин карбонату [(NH4)2CO3 і CO(NH2)2], містить 20–25 % NH3, 19–28 2)2, 7–12 % СО2, не менше 29 % азоту; температура кристалізації – 10 оС.

Карбамід-амонійно-нітратне добриво (КАС) являє собою розчин (суміш) карбаміду та аміачної селітри, що містять 28–32 % азоту. Є одним із перспективних добрив. Промисловість випускає три форми препарату:

Застосування та зберігання карбамідно-аміачної суміші (КАС)

Застосування карбамідно-аміачної суміші (КАС) дозволяє оптимізувати витрати на азотне живлення рослин. Собівартість одиниці азоту в КАС нижча, ніж у твердих туках, за рахунок виключення енергоємних стадій випаровування, грануляції та конденсації. Добриво виробляють із плавів карбаміду та аміачної селітри за традиційною або більш економічною інтегральною схемою зі спрощеним отриманням плаву карбаміду та нейтралізацією залишкового аміаку азотною кислотою. Готовий продукт являє собою прозору або жовтувату рідину щільністю 1,26–1,33 г/см³ з нейтральною або слаболужною реакцією. Оскільки вільного аміаку в суміші практично немає, її можна вносити без негайного загортання в ґрунт, а також розподіляти з поливною водою.

Завдяки низькій температурі кристалізації та замерзання (від -2 до -18 °C) розчини КАС можна перевозити та зберігати цілий рік. Для цього підходять звичайні авто- та залізничні цистерни (за наявності інгібіторів корозії), трубопроводи або водний транспорт. У господарствах рідке добриво зберігають до 6 місяців у металевих ємностях або в заглиблених бетонних та асфальтових сховищах із внутрішнім плівковим покриттям. При виробництві в КАС також додають невелику кількість фосфатів для захисту обладнання від корозії.

КАС підходить під усі сільськогосподарські культури як для основного внесення, так і для підживлення. Вносити добриво можна поверхнево, локально стрічковим способом із загортанням або внутрішньоґрунтово. Для поверхневого суцільного розподілу застосовують обприскувачі ОПШ-15, ПОМ-630, ПОМ-2000 або ПЖУ-9. Для локального внутрішньоґрунтового внесення використовують машини ПЖУ-2,5 та ПЖУ-5. Рідка форма гарантує високу точність дозування та рівномірність розподілу азоту по полю.

Особливо ефективним є дробове внесення КАС на посівах озимих та ярих зернових культур за фазами вегетації:

1. Перше ранньовесняне підживлення озимих. Проводиться на початку вегетації по таломерзлому ґрунту. На цьому етапі КАС можна використовувати в концентрованому вигляді, без розбавлення водою.
2. Друге підживлення у фазу виходу в трубку. Оптимальна температура повітря для проведення обробки — 16–18 °C. Доза добрива не повинна перевищувати 20–30 кг/га. Щоб уникнути хімічних опіків листків, обов’язково розбавляйте КАС водою в пропорції 1:2 або 1:3, особливо якщо в бакову суміш додаються гербіциди.
3. Підживлення у фазу початку колосіння зернових. Азот вносять у дозі не більше 15–20 кг/га. Концентрований розчин КАС, особливо при спільному внесенні з фунгіцидами, необхідно розбавити водою у співвідношенні 1:2 або 1:3.

Переваги застосування КАС порівняно з твердими азотними добривами:

• повна механізація всіх вантажно-розвантажувальних робіт на складі та в полі;
• мінімізація втрат діючої речовини при зберіганні та внесенні;
• зниження загальних витрат на виробництво та застосування добрив;
• поліпшення умов праці персоналу;
• виключення злежування добрива при тривалому зберіганні;
• висока рівномірність розподілу азоту по площі поля;
• простота приготування бакових сумішей із мікроелементами та пестицидами.

Аміакати: правила роботи з леткими рідкими добривами

Аміакати являють собою рідкі азотні добрива світло-жовтого або жовтого кольору з вмістом азоту від 30 до 50 %. Їх отримують на заводах шляхом введення в аміачну воду розчинів аміачної селітри, сечовини або їхніх сумішей. Азот в аміакатах знаходиться у двох формах: на 20–40 % він представлений вільним аміаком, а на 60–80 % — азотом аміачної селітри або сечовини. Через наявність вільного аміаку ці рідини мають високу леткість. При температурі 32 °C пружність пари аміаку залежно від марки добрива становить від 2,0 до 3,6 атм.

Температура початку кристалізації аміакатів сильно коливається — від 14 до 70 °C. З цієї причини заводи випускають марки з низькою температурою кристалізації для зимового зберігання та з вищою — для використання влітку. Аміакати спричиняють сильну корозію сплавів міді та чорних металів. Для їх транспортування та зберігання підходять тільки ємності з легованих сталей, алюмінію та його сплавів або звичайні сталеві резервуари зі спеціальним внутрішнім захисним покриттям.

При внесенні аміакатів у ґрунт критично важливо дотримуватися глибини заделки. Вільний аміак швидко випаровується, а його дифузія в ґрунтовому шарі зазвичай не перевищує 8–10 см. Щоб азот розподілявся ефективно, відстань між сошниками при внесенні не повинна перевищувати 20–25 см. При підживленні просапних культур сошники налаштовують суворо за шириною міжрядь. При дотриманні технології внесення аміакати за ефективністю та впливом на урожай повністю рівноцінні твердим азотним добривам.

• Вміст азоту в аміакатах — 30–50 %
• Дифузія аміаку в ґрунті — до 8–10 см
• Відстань між сошниками при внесенні — до 20–25 см
• Пружність пари при 32 °C — від 2,0 до 3,6 атм
• Температура кристалізації — від 14 до 70 °C