Азотні добрива. Що це таке і як вони використовуються

Азот (N) є одним з основних елементів живлення рослин поряд з фосфором (P) і калієм (K). Основніі азотні добрива: сечовина, карбамід, кальцієва селітра, сульфат амонію та аміачна селітра, кожне з яких має свої особливості. Давайте подивимося, які саме.

Азот (N) – один з найпоширеніших елементів на Землі. Цей інертний газ становить 78% атмосфери, але він також присутній у всіх формах життя, будучи основою білків та амінокислот, які є як структурою (наприклад, м’язи), так і двигуном (наприклад, ензими) різних форм життя. В організмі людини це четвертий за важливістю елемент, на який припадає 3% загальної маси.

У рослинах азот має ще більше значення, і фермери, які постачають його культурам через добрива, добре це знають. Цей елемент є одним з основних будівельних блоків генетичного матеріалу (ДНК) і в рослинах відіграє ключову роль у важливих біохімічних процесах, таких як фотосинтез хлорофілу. Це означає, що за його відсутності клітинам важко розмножуватися, а рослині – рости.

Насправді, ефект від внесення азотних добрив дуже очевидний: рослина збільшує швидкість росту, має більш інтенсивне зелене листя і випускає нові пагони. Дефіцит азоту, з іншого боку, проявляється в рослині уповільненням і затримкою росту та прогресуючим пожовтінням. У свою чергу, дефіцит хлорофілу сповільнює фотосинтез і, таким чином, призводить до зниження виробництва.

Азот у ґрунті

Хоча азоту в атмосфері багато, рослини не здатні поглинати його безпосередньо з повітря. Єдиний виняток – бобові рослини, яким, однак, у цьому завданні допомагають кореневі бактерії, що фіксують азот. Більшість рослин можуть поглинати азот через коріння з ґрунту, але тільки якщо азот знаходиться у формі, яка може бути засвоєна рослиною, наприклад, у вигляді нітрат-іонів (NO3-) та аміаку (NH4+).

У ґрунті азот стає частиною тривалого і складного циклу мікробіологічних і хімічних перетворень, який переводить його з більш складних форм у простіші та більш засвоювані рослинами. Насправді, іони азоту (NO3-) та аміаку (NH4+) дуже добре розчинні у воді та дуже леткі в атмосфері і мають тенденцію швидко залишати ґрунт шляхом вилуговування або газифікації. Це явище, разом з вилученням азоту сільськогосподарськими культурами, є основною формою виснаження азоту в ґрунтах, а також екологічною загрозою для якості води та повітря.

Через свою агрономічну функцію азот є елементом, який повинен бути належним чином інтегрований у цикл вирощування сільськогосподарських культур шляхом ретельного внесення добрив і розумного балансу між вилученням, втратами та внесенням. Очевидно, що вибір стратегії внесення азотних добрив має бути спрямований на те, щоб гарантувати доступність цього елемента для культур у фази, коли вони його найбільше потребують, уникаючи втрат, які можуть становити загрозу для довкілля або економічного балансу культури.

Сьогодні азотні добрива поділяють на чотири групи: синтетичні органічні, азотні, аміачні та азотно-аміачні. Розглянемо їх детальніше.

Синтетичні органічні азотні добрива

Карбамід є найбільш популярним і широко використовуваним азотним добривом завдяки своїй низькій вартості та швидкому засвоєнню. Сама по собі сечовина не використовується рослиною, але в ґрунті вона проходить ряд перетворень під дією бактерій, поки не досягає форми азоту (NO3-), який добре засвоюється.

Процес розкладання сечовини відбувається досить швидко, якщо температура перевищує 15°C, а азот, що утворюється, швидко засвоюється рослинами. Насправді, карбамід використовується тоді, коли є потреба у швидкому постачанні азоту, наприклад, під час посіву або в пікові періоди росту рослин (покривні культури).

Однак значна частина сечовини може розсіюватися в навколишньому середовищі. Якщо його не поховати, існує ризик того, що аміачний азот буде випаровуватися і розсіюватися в атмосфері, особливо при високих температурах і вапняних ґрунтах, що призведе до подвійної проблеми: нестачі азоту для сільськогосподарських культур і забруднення повітря.

Нітратні добрива

Нітратні добрива включають нітрат кальцію і нітрат натрію – два іони, які добре розчиняються і легко засвоюються рослинами. Оскільки вони не потребують жодної трансформації, вони “готові до використання” і тому ідеально підходять для хеджування. Недоліком є те, що, оскільки вони дуже розчинні, вони легко вимиваються, і тому внесення добрив повинно бути розподілене в часі.

Кальцієва селітра містить кальцій на додаток до азоту і тому ідеально підходить для ґрунтів з дефіцитом цього елемента. Він є лужним і, таким чином, має коригуючу дію на кислі ґрунти і загалом покращує структуру ґрунту.

Нітрат натрію також є лужним, але може бути проблемою в ґрунтах, які вже багаті на натрій. Це також погіршує структуру ґрунту і категорично не рекомендується на глинистих ґрунтах. Крім того, низький вміст азоту робить його дуже мало використовуваним добривом сьогодні.

Нітратні добрива мають антизамерзаючу дію, оскільки містять кисень, і антизамерзаючу функцію, оскільки вони є солями, які знижують температуру замерзання соку так само, як кухонна сіль діє на зледенілу дорогу.

Аміачні добрива

Аміачні добрива засвоюються повільніше, оскільки вони повинні спочатку пройти процес нітрифікації (який перетворює їх на азотні добрива). Однак вони мають перевагу в тому, що менш схильні до вимивання, але якщо їх не поховати, вони можуть випаровуватися у вигляді аміаку.

Серед найпоширеніших – сульфат амонію, який містить сірку, мікроелемент, також важливий для росту рослин. Він не підходить для ґрунтів з дефіцитом кальцію, в той час як на вапняних ґрунтах він дуже добре себе почуває. Сульфат амонію використовується як коректор у лужних ґрунтах, оскільки він знижує рН ґрунту. Однак він не містить великої кількості азоту порівняно з сечовиною та азотними добривами.

Азотно-аміачні добрива

Аміачна селітра – одне з найпоширеніших добрив, оскільки поєднує в собі переваги як селітри, так і аміачних добрив. Він містить як азот, який може бути негайно використаний рослиною (нітратна група), так і азот, що повільніше вивільняється (аміачна група).

Азот з повільним вивільненням

Як бачимо, одним з недоліків азотних добрив є їхня слабка стійкість у ґрунті. Щоб вирішити цю проблему, виробники розробили добрива з повільним вивільненням, які не роблять нічого, окрім як перешкоджають процесам випаровування або вимивання.

Щоб подовжити термін їхнього перебування в ґрунті та забезпечити максимальне засвоєння рослинами, добрива можуть піддаватися різним видам обробки. Наприклад, вони можуть бути мікроінкапсульовані різними видами мембран, які захищають їх від природних явищ деградації, що відбуваються в ґрунті. Або вони можуть поєднуватися з інгібіторами, які перешкоджають ферментам (уреазі та нітрифікації), присутнім у ґрунті, або міститися у складних молекулах, які потребують більше часу для “розщеплення”.

На завершення, ми повинні пам’ятати, що азот, незважаючи на те, що він є фундаментальним елементом для росту рослин, повинен використовуватися економно. Надлишок азоту може “розм’якшити” рослини і зробити їх більш вразливими до нападу патогенних мікроорганізмів, спричинити стерильність квітів тощо. Крім того, як уже згадувалося, надмірне внесення азоту може спричинити забруднення підземних і поверхневих водних об’єктів, що матиме негативні наслідки для довкілля.