firmy Havlin, Beaton, Tisdale and Nelson (1999)
bezwodny NH3
bezwodny NH3 zawiera 82% N, najwyższą ilość dowolnego nawozu N. Pod pewnymi względami NH3 zachowuje się jak woda, ponieważ obie mają stan stały, ciekły i gazowy. Duże powinowactwo bezwodnego NH3 do wody wynika z jego rozpuszczalności. W rezultacie NH3 jest szybko wchłaniany przez wodę w tkance ludzkiej. Ponieważ NH3 jest bardzo drażniący dla oczu, płuc i skóry, należy zawsze zachować środki ostrożności podczas stosowania bezwodnego NH3., Gogle ochronne, gumowe rękawice i maska gazowa NH3 są niezbędnym wyposażeniem bezpieczeństwa. Duży pojemnik z wodą dołączony do zbiornika NH3 jest również wymagany do mycia skóry i oczu narażonych na działanie NH3. W normalnych warunkach atmosferycznych bezwodny NH3 w otwartym naczyniu wrze i ucieka do atmosfery. Aby zapobiec ucieczce, przechowywany jest pod ciśnieniem i / lub chłodnictwem (- 28F), jak to często robi się w dużych, nowoczesnych magazynach masowych. Gdy ciecz NH3 jest uwalniana ze zbiornika pod ciśnieniem, szybko się rozszerza, odparowuje i wytwarza biały obłok pary wodnej., Chmura ta powstaje w wyniku kondensacji wody w powietrzu otaczającym ciecz NH3 podczas odparowywania.
ponieważ bezwodny NH3 jest gazem pod ciśnieniem atmosferycznym, niektóre z nich mogą zostać utracone do atmosfery naziemnej podczas i po zastosowaniu. Jeśli gleba jest twarda lub pełna grudek podczas aplikacji, szczelina za ostrzem aplikatora nie zamknie się ani nie wypełni, a niektóre NH3 uciekną do atmosfery. Bezwodne Konwertery NH3 są często stosowane w celu zmniejszenia potrzeby głębokiego wtrysku i uprawy wstępnej., Konwertery służą jako komory depresyjne dla sprężonego bezwodnego NH3 przechowywanego w aplikatorze lub zbiorniku pielęgniarki. An-uwodniony NH3 zamarza, gdy rozszerza się w konwertorach, oddzielając ciecz NH3 od pary i znacznie zmniejszając ciśnienie. Temperatura cieczy NH3 wynosi około-32C (- 26F). Około 85% bezwodnego NH3 zamienia się w ciecz; pozostała część pozostaje w postaci pary. Ciecz przepływa grawitacyjnie przez regularne urządzenia aplikacyjne do gleby. Opary zgromadzone na górze konwertera są wtryskiwane do gleby w zwykły sposób.
strefy retencyjne., Natychmiast po wstrzyknięciu NH3 do gleby, powstaje zlokalizowana Strefa wysoko w NH3 i NH4. Pozioma, mniej więcej okrągła do owalnej strefy ma około I-X do 5 cali. średnicy, w zależności od sposobu i szybkości aplikacji, odstępów, tekstury gleby i wilgotności gleby. Ruch pionowy wynosi zwykle około 2 cali., przy czym większość z nich skierowana jest ku powierzchni gleby. W strefach retencyjnych NU3 zachodzi szereg tymczasowych, ale dramatycznych zmian, które znacząco wpływają na warunki chemiczne, biologiczne i fizyczne gleby w strefie retencyjnej., Niektóre z warunków, które się rozwijają, to
1 .Zwiększone stężenia NH3 i NH4+ (1000 do 3000 ppm).
2 . pH wzrasta do 9 lub powyżej.
3. N02-zwiększa się do 100 ppm lub więcej.
4. Odsysanie osmotyczne roztworu glebowego przekraczające 10 bar.
5. Niższe populacje mikroorganizmów glebowych.
6. Rozpuszczalność OM.
wolny NH3 jest niezwykle toksyczny dla mikroorganizmów, roślin wyższych i zwierząt. Może łatwo przenikać przez błony komórkowe, które są stosunkowo nieprzepuszczalne dla N ” 4+. Istnieje bardzo ścisły związek między pH a stężeniem wolnych lub niezjonizowanych NH3 i NH4+., Między pH 6,0 i 9,0 występuje 500-krotne zagniecenie w stężeniu NH3 (rys. 4.35). Rysunek 4.42 podsumowuje schematycznie wpływ pH, ssania osmotycznego i / lub stężenia NH4+ na tworzenie się N02-i N03-wpływ wysokiego ssania osmotycznego lub NH4+ w roztworze glebowym dotyczy przede wszystkim bakterii Nitrosomonas. Aktywność jest opóźniona przez wartości pH powyżej 8,0, zwłaszcza w obecności dużych ilości NH3. N02-gromadzi się przy wartościach pH między 7 a 8, podczas gdy poniżej pH 7, N03 – staje się obfity., NH3 traci do atmosfery, jeśli szybko reaguje z wodą i różnymi organicznymi i nieorganicznymi składnikami gleby. Możliwe mechanizmy retencji NH3 są następujące:
1. Chemiczna
a. NH3 + H+ —NH4+
b. NH3 + H20 — NH4+ + OH-
C. reakcja NH3 z grupami OH i ściśle związanymi wodami minerałów gliniastych.
D. reakcja z wodą uwodnienia wokół kationów wymiennych na kompleksie wymiennym.
E. reakcja z OM.
2 . Fizyczny
a. NH4+ utrwalanie przez rozszerzanie minerałów gliniastych.
b. adsorpcja przez minerały glinowe i składniki organiczne poprzez wiązanie H.,
względne znaczenie tych mechanizmów różni się w zależności od gleby i zależy również od warunków środowiskowych. Zdolność gleb do zatrzymywania NH3 zwiększa się wraz z zawartością wilgoci w glebie, przy czym maksymalna retencja NH3 występuje przy lub w pobliżu pojemności pola. Ponieważ gleby stają się bardziej suche lub wilgotniejsze niż pojemność pola, tracą zdolność do utrzymywania NH3. Wielkość początkowej strefy retencyjnej NH3 maleje wraz ze wzrostem wilgotności gleby. Dyfuzja NH3 ze strefy wtrysku jest utrudniona przez wysoką wilgotność gleby, co jest przyczyną silnego powinowactwa NH3 do wody., Zdolność gleby do utrzymywania NH3 wzrasta wraz z zawartością gliny. Ruch NH3 jest większy w glebach piaszczystych niż w glebach gliniastych, ponieważ NH3 może rozprzestrzeniać się swobodniej w większych porach w glebach gruboziarnistych. Różnice teksturalne gleby w retencji NH3 są często przysłonięte przez inne właściwości, takie jak OM i zawartość wilgoci. Jak można się spodziewać, retencja NH3 wzrasta wraz ze wzrostem głębokości wtrysku i różni się znacznie w zależności od właściwości gleby i warunków., Badania wykazały, że głębokość iniekcji wynosząca 5 cm była skuteczna w przypadku mułu gliniastego, ale umieszczenie na 10 cm było konieczne w drobnej, piaszczystej glebie gliniastej. W glebie suchej straty NH3 maleją wraz ze wzrostem głębokości umieszczenia (rys. 4.43). W danym tempie NH3 na jednostkę objętości gleby maleje wraz z odbarwianiem odstępów wtrysku. Przy większej retencji osiąganej przy wąskich przestrzeniach istnieje mniejsze prawdopodobieństwo utraty NH3, szczególnie w glebach piaszczystych o ograniczonej zdolności do utrzymywania NH3 – Składnik OM gleb przyczynia się w znacznym stopniu do retencji NH3., Co najmniej 50% zdolności gleby do utrzymywania NH3 przypisuje się OM. Charakter i zakres zmian właściwości gleby przy zastosowaniu NH3 może mieć istotny wpływ na odpowiedzi upraw na nawozy N. Wysokie stężenie NH3 i NH4+, które wytwarza wysokie pH gleby i wysoki potencjał osmotyczny, powoduje częściową i czasową sterylizację gleby w strefie retencyjnej (tabela 4.24). Aktywność bakteryjna jest prawdopodobnie najbardziej dotknięta wolnym NH3, podczas gdy grzyby są przygnębione przez wysokie pH., Warunki częściowo sterylizowane w centrum strefy retencyjnej utrzymują się nawet przez kilka tygodni. Szybkie odzyskiwanie w aktywności bakterii i actinomycetes na ogół występuje. W wyniku zmniejszonej aktywności mikrobiologicznej, Nitryfikacja NH4 + do N02-i N03 – zostanie zmniejszona, aż warunki powrócą do normy. Wysokie stężenia NH3, NH4+ i N02 – mogą poważnie uszkodzić kiełkujące sadzonki (rys. 4.44). Stężenia przekraczające 1000 ppm NH3 w pobliżu nasion wiązały się ze znacznym zmniejszeniem liczby roślin kukurydzy., Głębszy Wtrysk kompensuje szkodliwe skutki wysokich częstotliwości NH3 bardziej niż wydłużenie czasu rozpraszania efektów NH3. Bliższy odstęp wtrysku NH3 zmniejszyłby również szkodliwy wpływ dużych ilości NH3-OH-wytworzonego w reakcji bezwodnego NH3 w glebie rozpuści lub rozpuści glebę om. Większość z tych działań na OM są tylko tymczasowe. Rozpuszczanie OM może tymczasowo zwiększyć dostępność składników odżywczych związanych z OM. Po zastosowaniu bezwodnego NH3 odnotowano kontrastowy korzystny i szkodliwy wpływ na strukturę gleby., Kilka długoterminowych badań nie wykazało różnic między źródłami N w zakresie właściwości fizycznych gleby. Oczekuje się, że pogorszenie struktury gleby nie będzie poważne lub trwałe, z wyjątkiem sytuacji dotyczących gleb o niskiej zawartości OM, w których jakakolwiek zmiana lub utrata OM byłaby prawdopodobnie szkodliwa.