Havlin, Beaton, Tisdale és Nelson (1999)
vízmentes NH3
vízmentes NH3 82% N-t tartalmaz, a legnagyobb mennyiségű n műtrágya. Bizonyos szempontból az NH3 úgy viselkedik, mint a víz,mivel mindkettő szilárd, folyékony, gázállapotú. A vízmentes NH3 víz iránti nagy affinitása az oldhatóságából kitűnik. Ennek eredményeként az NH3 gyorsan felszívódik az emberi szövetben lévő vízben. Mivel az NH3 nagyon irritálja a szemet, a tüdőt és a bőrt, a biztonsági óvintézkedéseket mindig vízmentes NH3 alkalmazásával kell megtenni., Biztonsági védőszemüveg, gumikesztyű és NH3 gázálarc szükséges. Az NH3 tartályhoz erősített nagy víztartály is szükséges az NH3-nak kitett bőr és szemek mosásához. Normál légköri körülmények között a nyílt edényben lévő vízmentes NH3 a légkörbe csapódik és távozik. A menekülés megakadályozása érdekében nyomás alatt és/vagy hűtőben (-28F) tárolják, amint azt gyakran nagy, modern ömlesztettáru-tároló létesítményekben végzik. Amikor a folyadék NH3 felszabadul egy nyomás alatt álló edényből, gyorsan kitágul, elpárolog, és fehér vízgőzfelhőt hoz létre., Ezt a felhőt a folyadék NH3 körüli levegőben lévő víz kondenzációja képezi, mivel elpárolog.
mivel a vízmentes NH3 légköri nyomáson lévő gáz, egyesek elveszhetnek a föld feletti légkörben az alkalmazás során és után. Ha a talaj kemény vagy tele van rögökkel az alkalmazás során, az applikátorlap mögött lévő rés nem záródik vagy nem töltődik be, néhány NH3 pedig a légkörbe kerül. A vízmentes NH3 átalakítókat gyakran használják a mély befecskendezés és az alkalmazás előtti talajművelés szükségességének csökkentésére., A konverterek nyomáscsökkentő kamrákként szolgálnak az applikátorban vagy a nővértartályban tárolt sűrített vízmentes NH3 számára. Az AN-hydrous NH3 lefagy, ahogy kitágul a konverterekben, elválasztva a folyadék NH3-t a gőztől, ami jelentősen csökkenti a nyomást. A folyadék NH3 hőmérséklete körülbelül-32C (- 26F). A vízmentes NH3 körülbelül 85% – a folyadékká válik;a fennmaradó rész gőz formájában marad. A folyadék gravitációval áramlik a rendszeres felhordó berendezéseken keresztül a talajba. A konverter tetején összegyűjtött gőzt a szokásos módon injektálják a talajba.
retenciós zónák., Közvetlenül az NH3 talajba történő befecskendezése után létrejön egy lokalizált zóna, amely mind az NH3, mind az NH4-ben magas. A vízszintes, nagyjából kör-ovális alakú zóna körülbelül I-X 5 ban ben. átmérője, az alkalmazás módjától és sebességétől, a távolságtól, a talaj textúrájától és a talaj nedvességtartalmától függően. Függőleges mozgás általában körülbelül 2 ban ben., a legtöbb a talaj felszíne felé irányul. A nu3 retenciós zónákban számos átmeneti, de drámai változás következik be, amelyek jelentősen befolyásolják a talaj kémiai, biológiai és fizikai állapotát a retenciós zónában., A kialakuló állapotok közül néhány a
1 .Az NH3 és az NH4 + koncentrációjának növekedése (1000-3000 ppm).
2. a pH 9-re vagy annál magasabb.
3. N02-növekszik 100 ppm vagy több.
4. A talajoldat ozmotikus szívása, amely meghaladja a 10 bar-ot.
5. A talaj mikroorganizmusok alacsonyabb populációi.
6. Az OM solubilizációja.
a szabad NH3 rendkívül mérgező a mikroorganizmusokra, a magasabb növényekre és az állatokra. Könnyen behatolhat a sejtmembránokba, amelyek viszonylag áthatolhatatlanok az N”4+ – ra. Nagyon szoros összefüggés van a pH és a szabad vagy nem ionizált NH3 és NH4 + koncentrációja között., A pH-érték 6,0 és 9,0 között 500 – szorosa az NH3 koncentrációnak (1.ábra). 4.35). A 4.42. ábra vázlatosan foglalja össze a pH, az ozmotikus szívás és / vagy az NH4+ koncentráció hatását az N02 – és N03 képződésére– a magas ozmotikus szívás vagy az NH4 + hatása a talajoldatban elsősorban a Nitrosomonas baktériumokra van hatással. Az aktivitást a 8,0 feletti pH-értékek késleltetik, különösen nagy mennyiségű NH3 jelenlétében. N02-felhalmozódik a pH-érték között 7 és 8, míg az alábbi pH 7, N03 – válik bőséges., Az NH3 akkor veszíti el a légkört, ha gyorsan reagál a vízre és a különböző szerves és szervetlen talajösszetevőkre. Lehetséges NH3 retenciós mechanizmusok a következők:
1. Kémiai
A. NH3 + H + – – NH4+
b. NH3 + H20 – – – NH4 + + OH-
c.az NH3 reakciója OH – csoportokkal és szorosan kötött agyagásvány-víz.
D. reakció hidratációs vízzel a cserekomplexum cserélhető kationjai körül.
E. reakció az OM-vel.
2. Fizikai
A. NH4+ rögzítés agyagásványok bővítésével.
b. adszorpció agyagásványokkal és szerves komponensekkel H kötés útján.,
ezeknek a mechanizmusoknak a relatív fontossága talajról talajra változik, és a környezeti feltételek is befolyásolják. A talajok NH3-visszatartási képessége a talaj nedvességtartalmával növekszik, a maximális NH3-visszatartás a terepi kapacitáson vagy annak közelében történik. Mivel a talaj szárazabbá vagy nedvesebbé válik, mint a szántóföldi kapacitás, elveszítik az NH3 tartási képességét. A kezdeti NH3 retenciós zóna mérete csökken a talaj nedvességtartalmának növekedésével. Az NH3 diffúzióját az injekciós zónából a magas talajnedvesség akadályozza, ami az NH3 Erős víz affinitásának oka., A talaj NH3-tartókapacitása az agyagtartalommal növekszik. Az NH3 mozgása nagyobb a homokos talajoknál, mint az agyagos talajoknál, mivel az NH3 szabadabban diffundálhat a durva textúrájú talajok nagyobb pórusaiban. Az NH3-visszatartás talajszerkezeti különbségeit gyakran eltakarják más tulajdonságok, például az OM és a nedvességtartalom. Ahogy az várható volt, az NH3-visszatartás a befecskendezés mélységének növekedésével növekszik, és a talaj tulajdonságaitól és körülményeitől függően jelentősen változik., Tanulmányok kimutatták, hogy az 5 cm-es befecskendezési mélység hatékony volt az iszapos talajra, de 10 cm-es elhelyezésre volt szükség egy finom, homokos vályogtalajban. Száraz talajban az NH3 veszteség csökken a növekvő elhelyezési mélységgel (ábra. 4.43). Egy adott sebességgel a talaj egységnyi térfogatára alkalmazott NH3 csökken a gyűrődésmentes befecskendezési távolsággal. A keskeny távolságokkal elért nagyobb visszatartás mellett kisebb az NH3 veszteség esélye, különösen az NH3 tartására korlátozott kapacitású homokos talajok esetében – a talajok OM-összetevője jelentősen hozzájárul az NH3 megtartásához., A talaj NH3-tartási kapacitásának legalább 50% – át az OM-nak tulajdonítják. Az NH3 alkalmazásokkal a talaj tulajdonságaiban bekövetkező változások jellege és mértéke fontos hatással lehet az n műtrágyákra adott terményválaszokra. Az NH3 és az NH4 + magas koncentrációja, amely magas talaj pH-t és magas ozmotikus potenciált eredményez, a talaj részleges és ideiglenes sterilizálását eredményezi a retenciós zónában (4.24.táblázat). A bakteriális aktivitást valószínűleg leginkább a szabad NH3 befolyásolja, míg a gombákat a magas pH-érték csökkenti., A retenciós zóna közepén részben sterilizált körülmények ismertek, hogy több hétig fennmaradnak. A baktériumok és az aktinomycetes aktivitásának gyors helyreállítása általában előfordul. A csökkent mikrobiális aktivitás következtében az NH4+ – N02-N03 nitrifikációja addig csökken, amíg a körülmények normalizálódnak. Magas koncentrációjú NH3, NH4+, N02-súlyosan károsíthatja csírázó palánták (ábra. 4.44). A vetőmag közelében az 1000 ppm NH3-ot meghaladó koncentrációk a kukoricanövények jelentős csökkenésével jártak., A mélyebb befecskendezés ellensúlyozza a magas NH3 Arány káros hatásait, mint az NH3 hatások eloszlásának időtartamának meghosszabbítása. Az NH3 injekció közelebbi távolsága szintén csökkentené a nagy mennyiségű NH3 káros hatását – az Oh -, amelyet a vízmentes NH3 reakciójával állítanak elő a talajban, feloldja vagy feloldja a talajt OM. Az OM-ra gyakorolt hatások többsége csak átmeneti. Az OM szolubilizációja átmenetileg növelheti az OM-hoz kapcsolódó tápanyagok elérhetőségét. A vízmentes NH3 alkalmazását követően beszámoltak a talajszerkezetre gyakorolt kedvező és káros hatásokról., Számos hosszú távú tanulmány nem mutatott különbséget az n források között a talaj fizikai tulajdonságaiban. A talajszerkezet romlása várhatóan nem lesz súlyos vagy tartós, kivéve az alacsony OM-tartalmú talajokat érintő helyzeteket, amelyekben az OM bármilyen módosítása vagy elvesztése valószínűleg káros lehet.