Din Havlin, Beaton, Tisdale și Nelson (1999)
Anhidru NH3
Anhidru NH3 conține 82% N, cea mai mare sumă de orice N îngrășământ. În unele privințe, NH3 se comportă ca apa, deoarece ambele au stări solide, lichide și gazoase. Marea afinitate a NH3 anhidru pentru apă este evidentă din solubilitatea sa. Ca urmare, NH3 este absorbit rapid de apă în țesutul uman. Deoarece NH3 este foarte iritant pentru ochi, plămâni și piele, trebuie luate întotdeauna măsuri de siguranță în cazul utilizării NH3 anhidru., Ochelari de protecție, mănuși de cauciuc și o mască de gaz NH3 sunt necesare echipamente de siguranță. Un recipient mare de apă atașat la rezervorul NH3 este, de asemenea, necesar pentru spălarea pielii și a ochilor expuși la NH3. În condiții atmosferice normale, NH3 anhidru într-un vas deschis fierbe și scapă în atmosferă. Pentru a preveni scăparea, este depozitat sub presiune și/sau refrigerare (-28F), așa cum se face adesea în spații mari, moderne de depozitare în vrac. Când lichidul NH3 este eliberat dintr-un vas sub presiune, acesta se extinde rapid, se vaporizează și produce un nor alb de vapori de apă., Acest nor este format prin condensarea apei în aerul din jurul lichidului NH3 pe măsură ce se vaporizează.deoarece NH3 anhidru este un gaz la presiune atmosferică, unele pot fi pierdute în atmosfera de deasupra solului în timpul și după aplicare. Dacă solul este dur sau plin de bulgări în timpul aplicării, fanta din spatele lamei aplicatorului nu se va închide sau umple, iar unele NH3 vor scăpa în atmosferă. Convertoarele anhidre NH3 sunt adesea folosite pentru a reduce nevoia de injectare profundă și de prelucrare înainte de aplicare., Convertoarele servesc ca camere de depresurizare pentru NH3 anhidru comprimat depozitat în aplicator sau în rezervorul de asistență. An-hydrous NH3 îngheață pe măsură ce se extinde în convertoare, separând lichidul NH3 de vapori și reducând considerabil presiunea. Temperatura lichidului NH3 este de aproximativ-32C (- 26F). Aproximativ 85% din NH3 anhidru se transformă în lichid; restul rămâne sub formă de vapori. Lichidul curge prin gravitație prin echipamente de aplicare regulate în sol. Vaporii colectați în partea superioară a convertorului sunt injectați în sol în mod obișnuit.
zone de retenție., Imediat după injectarea NH3 în sol, se creează o zonă localizată ridicată atât în NH3, cât și în NH4. Zona orizontală, aproximativ circulară până la ovală, este de aproximativ I-X până la 5 in. în diametru, în funcție de metoda și rata de aplicare, spațierea, textura solului și conținutul de umiditate a solului. Mișcarea verticală este în mod normal de aproximativ 2 in., cu cea mai mare parte îndreptată spre suprafața solului. O serie de schimbări temporare, dar dramatice, apar în zonele de retenție NU3 care influențează semnificativ condițiile chimice, biologice și fizice ale solului din zona de retenție., Unele dintre condițiile care se dezvoltă includ
1 .Concentrații crescute de NH3 și NH4+ (1000 până la 3000 ppm).
2. pH-ul crește la 9 sau mai sus.
3. N02-crește la 100 ppm sau mai mult.
4. Aspirația osmotică a soluției de sol care depășește 10 bari.
5. Populații mai mici de microorganisme din sol.
6. Solubilizarea OM.NH3 liber este extrem de toxic pentru microorganisme, plante superioare și animale. Poate penetra cu ușurință membranele celulare, care sunt relativ impermeabile la N”4+. Există o relație foarte strânsă între pH și concentrația de NH3 liber sau neionizat și NH4+., Între pH 6,0 și 9,0, există o creștere de 500 de ori a concentrației de NH3 (Fig. 4.35). Figura 4.42 rezumă schematic efectele pH – ului, aspirației osmotice și/sau concentrației NH4+ asupra formării N02-și N03-influența aspirației osmotice ridicate sau NH4+ în soluția de sol este în primul rând asupra bacteriilor Nitrosomonas. Activitatea este retardată de valorile pH-ului peste 8,0, în special în prezența unor cantități mari de NH3. N02-se acumulează la valori ale pH – ului între 7 și 8, în timp ce sub pH 7, N03-devine abundent., NH3 se pierde în atmosferă dacă reacționează rapid cu apa și cu diverse componente organice și anorganice ale solului. Mecanismele de retenție posibile ale NH3 sunt următoarele:
1. Chimice
a. NH3 + H + – – – NH4+
b. NH3 + H20- – – NH4+ + OH –
c. reacția NH3 cu grupurile OH și apa strâns legată de minerale argiloase.
d. reacția cu apă de hidratare în jurul cationilor schimbabili pe complexul de schimb.
E. Reacția cu OM.
2. Fizică
A. NH4+ fixare Prin extinderea mineralelor argiloase.
b. adsorbția de minerale argiloase și componente organice prin lipire H.,importanța relativă a acestor mecanisme variază de la sol la sol și este influențată și de condițiile de mediu. Capacitatea solurilor de a reține NH3 crește odată cu conținutul de umiditate al solului, reținerea maximă a NH3 apărând la sau în apropierea capacității câmpului. Pe măsură ce solurile devin mai uscate sau mai umede decât capacitatea câmpului, își pierd capacitatea de a menține NH3. Dimensiunea zonei inițiale de retenție NH3 scade odată cu creșterea umidității solului. Difuzia NH3 din zona de injecție este împiedicată de umiditatea ridicată a solului, fiind cauza afinității puternice a NH3 pentru apă., Capacitatea de menținere a NH3 a solurilor crește odată cu conținutul de argilă. Mișcarea NH3 este mai mare în solurile nisipoase decât în solurile argiloase, deoarece NH3 poate difuza mai liber în porii mai mari din solurile cu textură grosieră. Diferențele texturale ale solului în retenția NH3 sunt adesea ascunse de alte proprietăți, cum ar fi OM și conținutul de umiditate. După cum era de așteptat, retenția NH3 crește odată cu creșterea adâncimii injecției și variază considerabil, în funcție de proprietățile și condițiile solului., Studiile au arătat că o adâncime de injecție de 5 cm a fost eficientă pentru un sol argilos, dar plasarea la 10 cm a fost necesară într-un sol fin, nisipos. În sol uscat, pierderea NH3 scade odată cu creșterea adâncimii de plasare (Fig. 4.43). La o rată dată, NH3 aplicat pe unitatea de volum de sol scade odată cu decalajul de injecție. Cu o retenție mai mare obținută cu distanțe înguste, există șanse mai mici de pierdere a NH3, în special în solurile nisipoase cu capacitate limitată de reținere a NH3 – componenta OM a solurilor contribuie semnificativ la reținerea NH3., Cel puțin 50% din capacitatea de menținere a NH3 a solurilor este atribuită OM. Natura și amploarea modificărilor proprietăților solului cu aplicații NH3 pot avea o influență importantă asupra răspunsurilor culturilor la îngrășămintele cu N. Concentrația ridicată de NH3 și NH4+, care produce un pH ridicat al solului și un potențial osmotic ridicat, are ca rezultat o sterilizare parțială și temporară a solului în zona de retenție (tabelul 4.24). Activitatea bacteriană este probabil afectată cel mai mult de NH3 liber, în timp ce ciupercile sunt deprimate de pH ridicat., Condițiile parțial sterilizate din centrul zonei de retenție sunt cunoscute pentru a persista timp de câteva săptămâni. În general, apare o recuperare rapidă a activității bacteriilor și a actinomicetelor. Ca o consecință a activității microbiene reduse, nitrificarea NH4+ la N02-și N03-va fi redusă până când condițiile vor reveni la normal. Concentrațiile mari de NH3, NH4+ și N02 – pot deteriora grav răsadurile germinative (Fig. 4.44). Concentrațiile mai mari de 1.000 ppm de NH3 în apropierea semințelor au fost asociate cu reduceri substanțiale ale plantelor de porumb., Injecția mai profundă compensează efectele dăunătoare ale ratelor ridicate de NH3 mai mult decât prelungirea timpului pentru disiparea efectelor NH3. Spațierea mai strânsă a injecției NH3 ar reduce, de asemenea, efectul dăunător al unor cantități mari de NH3 – OH – produs de reacția NH3 anhidru în sol va dizolva sau solubiliza solul OM. Majoritatea acestor efecte asupra OM sunt doar temporare. Solubilizarea OM poate crește temporar disponibilitatea nutrienților asociați cu OM. În urma utilizării NH3 anhidru s-au raportat efecte benefice și nocive contrastante asupra structurii solului., Mai multe studii pe termen lung nu au arătat nicio diferență între sursele N privind proprietățile fizice ale solului. Deteriorarea structurii solului nu este de așteptat să fie gravă sau de durată, cu excepția situațiilor care implică soluri cu conținut scăzut de OM, în care orice modificare sau pierdere de OM ar fi probabil dăunătoare.