Z Havlin, Beaton, Tisdale a Nelson (1999).
Bezvodý NH3
Bezvodý NH3 obsahuje 82% N, nejvyšší množství všech N hnojivo. V některých ohledech se NH3 chová jako voda, protože oba mají pevné, kapalné a plynné stavy. Velká afinita bezvodého NH3 k vodě je patrná z jeho rozpustnosti. Výsledkem je, že NH3 je rychle absorbován vodou v lidské tkáni. Protože NH3 velmi dráždí oči, plíce a kůži, musí být vždy přijata bezpečnostní opatření s bezvodým použitím NH3., Bezpečnostní brýle, gumové rukavice a plynová maska NH3 jsou vyžadovány bezpečnostní vybavení. Pro mytí pokožky a očí vystavených NH3 je také nutná velká nádoba s vodou připojená k nádrži NH3. Za normálních atmosférických podmínek se bezvodý NH3 v otevřené nádobě vaří a uniká do atmosféry. Aby se zabránilo úniku, je skladován pod tlakem a/nebo chlazení (- 28F), jak se často provádí ve velkých, moderních velkoobjemových zařízeních. Když se kapalina NH3 uvolní z tlakové nádoby, rychle se rozšiřuje, odpařuje a vytváří bílý oblak vodní páry., Tento oblak je tvořen kondenzací vody ve vzduchu obklopujícím kapalinu NH3, jak se odpařuje.
protože bezvodý NH3 je plyn při atmosférickém tlaku, některé mohou být ztraceny v nadzemní atmosféře během a po aplikaci. Pokud je půda během aplikace tvrdá nebo plná hroudů, štěrbina za čepelí aplikátoru se nezavře ani nevyplní a některé NH3 uniknou do atmosféry. Bezvodé konvertory NH3 se často používají ke snížení potřeby hlubokého vstřikování a předběžného zpracování půdy., Konvertory slouží jako odtlakovací komory pro stlačený bezvodý NH3 uložený v aplikátoru nebo sesterské nádrži. An-hydrous NH3 zamrzne, když se rozšiřuje v konvertorech, odděluje kapalinu NH3 od páry a výrazně snižuje tlak. Teplota kapaliny NH3 je asi-32C (-26F). Přibližně 85% bezvodého NH3 se změní na kapalinu; zbytek zůstává ve formě páry. Kapalina proudí gravitací pravidelným aplikačním zařízením do půdy. Pára shromážděná v horní části konvertoru se vstřikuje do půdy obvyklým způsobem.
retenční zóny., Ihned po injekci NH3 do půdy se vytvoří lokalizovaná zóna vysoká jak v NH3, tak v NH4. Horizontální, zhruba kruhová až oválná zóna je asi I-X až 5 palců. v průměru v závislosti na způsobu a rychlosti aplikace, rozestupu, struktuře půdy a obsahu vlhkosti půdy. Vertikální pohyb je obvykle asi 2 v., přičemž většina z nich směřuje k povrchu půdy. V retenčních zónách NU3 dochází k řadě dočasných, ale dramatických změn, které výrazně ovlivňují chemické, biologické a fyzikální podmínky půdy v retenční zóně., Některé z podmínek, které se vyvíjejí, zahrnují
1 .Zvýšené koncentrace NH3 a NH4+ (1 000 až 3 000 ppm).
2. pH se zvyšuje na 9 nebo více.
3. N02-zvyšuje se na 100 ppm nebo více.
4. Osmotické nasávání půdního roztoku, který přesahuje 10 barů.
5. Nižší populace půdních mikroorganismů.
6. Solubilizace OM.
free NH3 je extrémně toxický pro mikroorganismy, vyšší rostliny a zvířata. Může snadno proniknout do buněčných membrán, které jsou relativně nepropustné pro N “ 4+. Existuje velmi úzký vztah mezi pH a koncentrací volného nebo neionizovaného NH3 a NH4+., Mezi pH 6.0 a 9.0 je v koncentraci NH3 500krát v záhybu (obr. 4.35). Obrázek 4.42 schematicky shrnuje účinky pH, osmotické sání, a/nebo NH4+ koncentrace na tvorbu N02 a N03-vlivem vysoké osmotické sání nebo NH4+ v půdním roztoku je především na Nitrosomonas bakterie. Aktivita je zpomalena hodnotami pH nad 8,0, zejména v přítomnosti velkého množství NH3. N02-hromadí se při hodnotách pH mezi 7 a 8, zatímco pod pH 7, N03-se stává hojným., NH3 je ztracen do atmosféry, pokud to dělá riot rychle reagovat s vodou a různých organických a anorganických složek půdy. Možné retenční mechanismy NH3 jsou následující:
1. Chemické
. NH3 + H+ —NH4+
b. NH3 + H20 — NH4+ + OH-
c. Reakce NH3 s OH – skupinami a pevně vázané vody jílových minerálů.
d. Reakce s vodou hydratace kolem vyměnitelné kationty na výměnu složitější.
e.reakce s OM.
2. Fyzikální
a. NH4+ fixace expandováním jílových minerálů.
b. adsorpce jílovými minerály a organickými složkami prostřednictvím lepení H.,
relativní význam těchto mechanismů se liší od půdy k půdě a je také ovlivněn podmínkami prostředí. Kapacita půd pro udržení NH3 se zvyšuje s obsahem vlhkosti půdy, přičemž maximální retence NH3 nastává při nebo v blízkosti kapacity pole. Vzhledem k tomu, že půdy jsou sušší nebo vlhčí než kapacita pole, ztrácejí schopnost držet NH3. Velikost počáteční retenční zóny NH3 klesá se zvyšující se vlhkostí půdy. Difúze NH3 ze vstřikovací zóny je narušena vysokou vlhkostí půdy, je příčinou silné afinity NH3 k vodě., Kapacita půdy NH3 se zvyšuje s obsahem jílu. Pohyb NH3 je větší v písčitých půdách než v jílovitých půdách, protože NH3 může volně rozptýlit ve větších pórech v hrubých půdách. Půdní texturní rozdíly v retenci NH3 jsou často zakryty jinými vlastnostmi, jako je obsah OM a vlhkosti. Jak lze očekávat, retence NH3 se zvyšuje se zvyšující se hloubkou vstřikování a značně se liší v závislosti na vlastnostech a podmínkách půdy., Studie ukázaly, že injekce hloubce 5 cm byla efektivní pro bahno hlinité půdy, ale umístění v 10 cm bylo nutné v jemné, písčité hlíny půdy. V suché půdě klesá ztráta NH3 se zvyšující se hloubkou umístění (obr. 4.43). Při dané rychlosti se NH3 aplikovaný na jednotku objemu půdy snižuje s roztečí vstřikování de – creasing. S větší retenční dosaženo s úzkými rozestupy, tam je menší šance, NH3 ztráty, zejména v písčitých půdách s omezenou kapacitou, pro pořádání NH3 – OM složkou půdy významně přispívá k NH3 uchovávání., Nejméně 50% kapacity půdy NH3 je přičítáno OM. Povaha a rozsah změn vlastností půdy s aplikacemi NH3 může mít důležitý vliv na reakce plodin na hnojiva N. Vysoká koncentrace NH3 a NH4+, která produkuje vysoké pH půdy a vysoký osmotický potenciál, vede k částečné a dočasné sterilizaci půdy v retenční zóně (tabulka 4.24). Bakteriální aktivita je pravděpodobně nejvíce ovlivněna volným NH3, zatímco houby jsou depresivní vysokým pH., Je známo, že částečně sterilizované podmínky ve středu retenční zóny přetrvávají po dobu několika týdnů. Obvykle dochází k rychlému zotavení aktivity bakterií a aktinomycetů. V důsledku snížené mikrobiální aktivity se nitrifikace NH4 + na N02 – a N03-sníží, dokud se podmínky nevrátí do normálu. Vysoké koncentrace NH3, NH4+ a N02 – mohou vážně poškodit klíčení sazenic(obr. 4.44). Koncentrace přesahující 1000 ppm NH3 v blízkosti osiva byly spojeny s podstatným snížením kukuřičných rostlin., Hlubší injekce kompenzuje škodlivé účinky vysokých sazeb NH3 více než prodloužení doby pro NH3 účinky rozptýlit. Užší rozteč NH3 injekce by také snížit škodlivý účinek velkého množství NH3 – OH – vyrábí reakce bezvodý NH3 v půdě se rozpustí nebo solubilizaci půdy OM. Většina těchto účinků na OM je pouze dočasná. Solubilizace OM může dočasně zvýšit dostupnost živin spojených s OM. Po použití bezvodého NH3 byly hlášeny kontrastní příznivé a škodlivé účinky na strukturu půdy., Několik dlouhodobých studií neprokázalo žádný rozdíl mezi zdroji N o fyzikálních vlastnostech půdy. Zhoršení struktury půdy se neočekává, že bude závažné nebo trvalé, s výjimkou situací zahrnujících nízko OM půdy, ve kterých by jakákoli změna nebo ztráta OM pravděpodobně byla škodlivá.