från Havlin, Beaton, Tisdale och Nelson (1999)
vattenfri NH3
vattenfri NH3 innehåller 82% N, den högsta mängden n-gödselmedel. I vissa avseenden beter sig NH3 som vatten, eftersom de båda har fasta, flytande och gasformiga tillstånd. Den stora affiniteten hos vattenfri NH3 för vatten framgår av dess löslighet. Som ett resultat absorberas NH3 snabbt av vatten i mänsklig vävnad. Eftersom NH3 är mycket irriterande för ögon, lungor och hud, måste säkerhetsåtgärder alltid vidtas med vattenfri NH3 användning., Skyddsglasögon, gummihandskar och en NH3 gasmask krävs säkerhetsutrustning. En stor behållare med vatten fäst vid NH3-tanken krävs också för att tvätta hud och ögon som utsätts för NH3. Under normala atmosfäriska förhållanden kokar och flyr vattenfri NH3 i ett öppet kärl i atmosfären. För att förhindra flykt lagras den under tryck och / eller kylning (-28F), vilket ofta görs vid stora, moderna bulklagringsanläggningar. När flytande NH3 frigörs från ett trycksatt kärl expanderar det snabbt, förångas och producerar ett vitt moln av vattenånga., Detta moln bildas av kondensation av vatten i luften som omger vätskan NH3 som det förångas.
eftersom vattenfri NH3 är en gas vid atmosfärstryck, kan vissa gå förlorade till den ovan jordatmosfären under och efter appliceringen. Om jorden är hård eller full av klumpar under applicering, kommer slitsen bakom applikatorbladet inte att stänga eller fylla, och vissa NH3 kommer att fly till atmosfären. Vattenfria NH3-omvandlare används ofta för att minska behovet av djup injektion och förbehandling jordbearbetning., Omvandlarna fungerar som tryckkammare för komprimerad vattenfri NH3 lagrad i applikatorn eller sjuksköterskan. An-Hydro NH3 fryser när den expanderar i omvandlarna, separera vätskan NH3 från ångan och kraftigt minska trycket. Temperaturen hos vätska NH3 är ca-32C (- 26F). Cirka 85% av den vattenfria NH3 vänder sig till vätska; resten förblir i ångform. Vätskan strömmar genom gravitation genom regelbunden appliceringsutrustning i jorden. Ånga uppsamlad på toppen av omvandlare injiceras i jorden på vanligt sätt.
RETENTIONSZONER., Omedelbart efter injektion av NH3 i jord skapas en lokaliserad zon hög i både NH3 och NH4. Den horisontella, ungefär cirkulära till ovala zonen är ca I – X till 5 in. i diameter, beroende på metod och appliceringshastighet, avstånd, jordstruktur och markfukthalt. Vertikal rörelse är normalt ca 2 in., med det mesta riktat mot markytan. Ett antal tillfälliga men ändå dramatiska förändringar sker i NU3 retentionszoner som markant påverkar markens kemiska, biologiska och fysiska förhållanden i retentionszonen., Några av de villkor som utvecklas inkluderar
1 .Ökade koncentrationer av NH3 och NH4+ (1 000 till 3 000 ppm).
2. pH ökar till 9 eller högre.
3. N02 – ökar till 100 ppm eller mer.
4. Osmotisk sugning av jordlösning som överstiger 10 bar.
5. Lägre populationer av markmikroorganismer.
6. Solubilisering av OM.
Fri NH3 är extremt giftig för mikroorganismer, högre växter och djur. Det kan lätt tränga in i cellmembran, som är relativt ogenomträngliga för N ” 4+. Det finns ett mycket nära samband mellan pH och koncentration av fri eller icke-joniserad NH3 och NH4+., Mellan pH 6,0 och 9,0 finns det ett 500-faldigt veck i NH3-koncentration (Fig. 4.35). Figur 4.42 sammanfattar schematiskt effekterna av pH, osmotisk sug och / eller NH4+ koncentration på bildandet av N02 – och N03– påverkan av hög osmotisk sug eller NH4 + i jordlösningen är främst på Nitrosomonas bakterier. Aktiviteten fördröjs med pH-värden över 8,0, särskilt i närvaro av stora mängder NH3. N02-ackumuleras vid pH-värden mellan 7 och 8, medan under pH 7, N03-blir riklig., NH3 går förlorad i atmosfären om det gör upplopp reagerar snabbt med vatten och olika organiska och oorganiska jordkomponenter. Möjliga NH3-retentionsmekanismer är följande:
1. Kemisk
a. NH3 + H+ —NH4+
b. NH3 + H20 — NH4+ + OH-
C. reaktion av NH3 med OH – grupper och tätt bundet vatten av lermineraler.
d. reaktion med vatten av hydrering runt utbytbara katjoner på utbyteskomplexet.
e. reaktion med OM.
2. Fysisk
a. NH4+ fixering genom att expandera lera mineraler.
b. Adsorption av lermineraler och organiska komponenter genom h-Bindning.,
den relativa betydelsen av dessa mekanismer varierar från jord till jord och påverkas också av miljöförhållanden. Markens förmåga att behålla NH3 ökar med markfukthalt, med maximal NH3-retention vid eller nära fältkapacitet. Eftersom jordar blir torrare eller våtare än fältkapacitet, förlorar de sin förmåga att hålla NH3. Storleken på den ursprungliga NH3-kvarhållningszonen minskar med ökande markfuktighet. Diffusion av NH3 från injektionszonen hindras av hög markfuktighet, be-orsak till nh3s starka affinitet för vatten., Jordarnas NH3-hållkapacitet ökar med lerinnehållet. NH3-rörelsen är större i sandiga jordar än i lerjordar eftersom NH3 kan sprida sig mer fritt i de större porerna i grovtexturerade jordar. Marktexturala skillnader i NH3-retention skyms ofta av andra egenskaper, såsom OM och fuktinnehåll. Som man kan förvänta sig, NH3 retention ökar med ökande djup av injektion och varierar avsevärt, beroende på markens egenskaper och villkor., Studier har visat att ett injektionsdjup på 5 cm var effektivt för en silt loamjord, men placering vid 10 cm var nödvändig i en fin sandig loamjord. I torr jord minskar NH3-förlusten med ökande placeringsdjup (Fig. 4.43). Vid en given hastighet minskar den NH3 som appliceras per volymenhet av jord med avveckningsinjektionsavstånd. Med större retention uppnås med smala avstånd, finns det mindre risk för NH3 förlust, särskilt i sandjordar med begränsad kapacitet för att hålla NH3 – OM-komponenten av jordar bidrar avsevärt till NH3 retention., Minst 50% av jordarnas NH3-anläggningskapacitet tillskrivs OM. Naturen och omfattningen av förändringar i markens egenskaper med NH3-applikationer kan ha en viktig inverkan på grödsvar på N-gödselmedel. Den höga koncentrationen av NH3 och NH4+, som ger hög mark pH och hög osmotisk potential, resulterar i en partiell och tillfällig sterilisering av jord inom retentionszonen (tabell 4.24). Bakteriell aktivitet påverkas förmodligen mest av fri NH3, medan svampar är deprimerade av högt pH., Delvis steriliserade förhållanden i mitten av retentionszonen är kända för att bestå så länge som flera veckor. En snabb återhämtning i aktiviteten hos bakterier och aktinomyceter uppträder vanligen. Som en följd av minskad mikrobiell aktivitet kommer nitrifikation av NH4+ till N02 – och N03 – att minskas tills förhållandena återgår till normala. Höga koncentrationer av NH3, NH4+ och N02 – kan allvarligt skada spirande plantor (Fig. 4.44). Koncentrationer som överstiger 1 000 ppm NH3 nära utsädet var förknippade med betydande minskningar av majsplantor., Djupare injektion motverkar de skadliga effekterna av höga NH3-nivåer mer än att förlänga tiden för NH3-effekterna att försvinna. Närmare avstånd av NH3-injektionen skulle också minska den skadliga effekten av stora mängder NH3-OH-producerad av reaktionen av vattenfri NH3 i jord kommer att lösa upp eller lösa upp jord OM. De flesta av dessa effekter på OM är endast tillfälliga. Solubilisering av OM kan tillfälligt öka tillgången på näringsämnen i samband med OM. Kontrasterande positiva och skadliga effekter på markstrukturen har rapporterats efter användning av vattenfri NH3., Flera långtidsstudier har inte visat någon skillnad mellan n-källor på markens fysikaliska egenskaper. En försämring av markstrukturen förväntas inte vara allvarlig eller bestående, utom i situationer där låga jordar, där varje ändring eller förlust av OM sannolikt skulle vara skadlig.