Реферат: Получение и применение азотных удобрений - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Получение и применение азотных удобрений

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 2429 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство образования и науки Украины Луганский национальный педагогический университет имени Тараса Шевченко Р еферат на тему : Студента 4 курса факультета ЕГФ специальности ХБ Бондарева Владимира Луганск , 200 5 Пла н 1. Значение азота для растений , содержание и превращение его в почве 2. Содержание азота в растениях . 3. Содержание азота в почвах 4. Круговорот азота в земледелии 5. Нитратные удобрения 6. Аммонийные и аммиачные удобрения 7. Жидкие азотные удобрени я 8. Нитратные удобрения 9. Аммонийно-нитратные удобрения 10. Мочевина 11. Получение азотных удобрений 12. Источники Значение азота для растений , содержание и превращение его в почве Азоту принадлежит ведущая роль в повышении урожая сельскохозяйственны х культур . Д . Н . Прянишников подчеркивал , что главным условием , определяющим среднюю высоту урожая , была степень обеспеченности сельскохозяйственных растении азотом . Огромное значение азотных удобрений в увеличении урожайности сельскохозяйственных культу р обусловливается исключительно важной ролью азота в жизни растений . Азот входит в состав белков , являющихся главной составной частью цитоплазмы и ядра клеток , в состав нуклеиновых кислот , хлорофилла , ферментов , фосфатидов , большинства витаминов и других о рганических азотистых соединений , которые играют важную роль в процессах обмена веществ в растении . Основным источником азота для растений являются соли азотной кислоты (нитраты ) и соли аммония . В естественных условиях питание растений азотом происходит путем потребления ими аниона N03- и катиона NH4+, находящихся в почвенном растворе и в обменно-поглощенном почвенными коллоидами состоянии . Поступившие в растения минеральные формы азота проходят сложный цикл превращения , в конечном итоге включаясь в сост а в органических азотистых соединений — аминокислот , амидов и , наконец , белка . Синтез органических азотистых соединений происходит через аммиак , образованием его завершается и их распад . Аммиак , по выражению Д . Н . Прянишникова , «...есть альфа и омега в обме н е азотистых веществ у растений» . Нитратный азот не может непосредственно использоваться растениями для синтеза аминокислот . Нитраты в растениях подвергаются сначала ступенчатому — через нитрит , гипонитрит и гидроксиламин — ферментативному восстановлению до аммиака : H NO3 ; H NO2 ; (HNO)2 ; NH2OH ; H N3 нитрит нитрат гипонитрат гидроксиламин амиак Восстановление нитратов происходит с участием ферментов , содержащих микроэлементы — молибден , медь , железо и марганец,— и требует затрат энергии , аккумулируемо й в растениях при фотосинтезе и окислении углеводов . Восстановление нитратов в растениях осуществляется по мере использования образующегося аммиака на синтез органических азотистых соединен и й ._]Нитраты безвредны для растений и могут накапливаться в их т к анях в значительных количествах . Однако содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции (кормах и овощах ) выше определенного предела может оказывать токсическое действие на организм животных и человека . Основной путь образования аминокислот , находящ ихся в растениях частично в свободном состоянии и главным образом в составе белка,— аминирование органических кетокислот — продуктов неполного окисления углеводов . Аммиачный азот , поступивший в растение и образовавшийся при восстановлении нитратов , в пер вую очередь присоединяется к кетокислоте (щавелево-уксусной , кето-глутаровой или фумаровой ), образуя аспарагиновую и глутаминовую аминокислоты . Широкий набор аминокислот , входящих в состав белка , синтезируется переаминированием аспарагиновой и глутаминов ой кислот и их амидов — аспарагина и глутамина , а также в результате ряда других специфических реакций . В процессе переаминирования под воздействием соответствующих ферментов аминогруппы указанных соединений переносятся на другие органические кетокислоты. СООН— R — CHNH2COOH + R — СОСООН ; аспарагиновая или глутаминовая кислоты кетокислота СООН— R — СОСООН -R — CHNH2COOH щавелево-уксусная или кето-глутаровая кислота аминокислота Важную роль в метаболизме азота и углеводном обмене растений играют реакции дезамини рования аминокислот , т . е . отщепление аминогруппы от аминокислот с образованием аммиака и соответствующей кетокислоты . Аммиак вновь используется для аминирования кетокислот , а высвободившаяся кетокислота включается в цикл превращения углеводов . Особое зн ачение в азотном обмене растений принадлежит амидам — аспарагину и глутамину , образующимся при присоединении еще одной молекулы аммиака к аспарагиновой и глутаминовой кислотам . Классическими исследованиями Д . Н . Прянишникова установлено , что в результате образования амидов происходит обезвреживание аммиака , который может накапливаться в растениях при дезаминировании аминокислот или обильном аммиачном питании при недостатке углеводов . При недостатке углеводов и , следовательно , органических кетокислот (ос обенно при прорастании семян , имеющих малый запас углеводов , например сахарной свеклы ) избыточное поступление аммиачного азота в растения может оказать отрицательное действие . В этом случае аммиачный азот не успевает использоваться на синтез аминокислот и накапливается в тканях , вызывая «аммиачное отравление» растений Те растения , в посевном материале которых содержится много углеводов (например , крахмала у картофеля ), быстро усваивают поступающий аммиачный азот и хорошо отзываются на внесение аммиачных уд о брений . Биосинтез белка , состоящего из аминокислот , соединенных между собой пептидными связями , происходит с участием нуклеиновых кислот , являющихся матрицей , на которой фиксируются и соединяются аминокислоты с образованием разнообразных белковых молекул . В процессе роста и развития в растениях постоянно синтезируется огромное количество разнообразных белков . Они различаются по молекулярной массе , составу аминокислот и их последовательности в полипептидных цепях , по функциональным свойствам . Белки , синт езируемые на различных фазах развития растений , как и белки отдельных органов и клеток , имеют качественные отличия . Для биосинтеза белков , как и других сложных органических соединений , требуется затрата большого количества энергии . Основные источники ее в растениях — фотосинтез и дыхание (окислительное фосфорилирование ), поэтому существует тесная связь между синтезом белка и интенсивностью дыхания и фотосинтеза . Наряду с синтезом в растениях происходит распад белков на аминокислоты с отщеплением аммиака п од действием протеолитических ферментов . В молодых растущих органах и растениях синтез белков превышает распад , по мере старения процессы расщепления активизируются и начинают преобладать над синтезом . В разные фазы роста и развития растений ход процессов обмена азотистых веществ неодинаков . При прорастании семян происходит расщепление запасных белков эндосперма или семядолей , и продукты гидролиза используются для построения белков . После формирования фотосинтезирующего листового аппарата и корневой систем ы питание растений и синтез белка осуществляются за счет минерального азота , поглощаемого из почвы . Наиболее интенсивно поглощение и усвоение растениями азота из окружающей среды происходят в период максимального роста и образования вегетативных органов — с теблей и листьев . Из стареющих частей растений , в которых преобладают процессы распада белка , продукты его гидролиза передвигаются в молодые интенсивно растущие органы . При формировании семян белковые вещества вегетативных частей растения подвергаются гид р олизу и образующиеся продукты оттекают в репродуктивные органы , где снова используются на синтез белка . В это время потребление растениями азота из почвы ограничивается или практически заканчивается . Работами Д . Н . Прянишникова и его учеников доказано , ч то аммонийный и нитратный азот при определенных условиях — равноценные источники питания для растений . Преимущественное использование растениями аммонийного или нитратного азота зависит от ряда факторов , важнейшими из которых являются : биологические особ енности культуры , обеспеченность ее углеводами , реакция среды , наличие кальция , калия и других элементов питания , в том числе микроэлементов . При нейтральной реакции аммонийный азот усваивается растениями лучше , а при кислой — хуже , чем нитратный . Повышен н ое содержание кальция , магния и калия создает более благоприятные условия для усвоения аммонийного азота , а при нитратном питании важное значение имеет достаточная обеспеченность фосфором и молибденом . Недостаток молибдена тормозит восстановление нитратов и ограничивает ассимиляцию нитратного азота растениями . В естественных условиях сравнительная ценность для растений нитратных и аммиачных (аммонийных ) форм азотных удобрений в значительной степени определяется их поведением , превращениями в почве и свойст в ами последней . Условия азотного питания оказывают большое влияние на рост и развитие растений . При достаточном снабжении растений азотом в них усиливается синтез органических азотистых веществ . Растения образуют мощные листья и стебли с интенсивно-зелено й окраской , хорошо растут и кустятся ; улучшается формирование и развитие органов плодоношения . В результате резко повышаются урожай и содержание белка в нем . Однако при одностороннем избытке азота задерживается созревание растений , они образуют большую ве г етативную массу , но мало зерна или клубней и корнеплодов ; у зерновых и льна избыток азота может вызывать полегание . При недостатке азота рост растений резко замедляется , листья бывают мелкие , бледно-зеленой окраски , что связано с нарушением синтеза хлоро филла , преждевременно желтеют , стебли становятся тонкими и слабо ветвятся . Ухудшаются также формирование и развитие репродуктивных органов и налив зерна , сильно снижаются урожай и содержание белка в нем . Содержание азота в растениях . Основное количеств о азота (до 90% общего содержания ) находится в семенах в составе белка . Растительные белки содержат азота от 14 до 18%, т . е . в среднем около 16%. Наиболее богаты азотом семена бобовых и масличных культур , меньше его в зерне злаков . В вегетативных органа х растений азота значительно меньше , чем в семенах . Так , в зерне пшеницы содержание азота составляет от 2,3 до 3,5% сухого вещества , а в соломе — от 0,4 до 0,7%. Из вегетативных органов азотом богаче листья , особенно молодые , меньше его в стеблях и корнях. В листьях и стеблях растений , а также в корнеплодах и клубнях доля небелкового азота может быть значительной . Например , в листовых овощах , корнях сахарной , кормовой свеклы и моркови , клубнях картофеля небелковые соединения азота в момент достижения товар н ой спелости составляют половину общего количества этого элемента . Растения для формирования хорошего урожая выносят из почвы вначительное количество азота : зерновые около 100 — 150 кг , кукуруза , картофель , сахарная свекла — до 150 — 250 кг с 1 га . Содержание азота в почвах зависит от количества в них гумуса . В черноземах общее содержание азота достигает ОД— 0,5%, а в дерново-подзолистых почвах и сероземах — только 0,05 — 0,15%. Общий запас азота в пахотном слое разных почв колеблется от 1500 до 15 000 кг на 1 г а . Основная масса почвенного азота (до 99%) находится в виде органических соединений (белковых и гумусовых веществ ), недоступных для питания растений . Скорость минерализации органических соединений азота почвенными микроорганизмами до аммиака и нитратов з ависит от условий аэрации , влажности , температуры и реакции почвы . Поэтому количество минеральных соединений азота в почвах сильно колеблется — от следов до 2 — 3% общего содержания азота . Разложение азотистых органических веществ в почве в общем виде може т быть представлено следующей схемой : гуминовые вещества , белки > аминокислоты , амиды >аммиак > нитриты > нитраты > молекулярный азот . Распад органических азотосодержащих веществ почвы до аммиака называется аммонификацией . Этот процесс осуществляется мно гочисленными аэробными и анаэробными почвенными микроорганизмами и происходит во всех почвах при разной реакции среды , но замедляется в анаэробных условиях и при силь нокислой и щелочной реакциях. Аммонийный азот в почве подвергается нитрификации — окислен ию до нитритов , а затем нитратов . Этот процесс осуществляется группой специфических аэробных бактерий , для которых окисление аммиака является источником энергии . Оптимальные условия для нитрификации — хорошая аэрация , влажность почвы 60 — 70% капиллярной вл а гоемкости , температура 25 — 32 °С и близкая к нейтральной реакция . Интенсивная нитрификация — один из признаков культурного состояния почвы . На кислых подзолистых почвах в условиях плохой аэрации , избыточной влажности и низкой температуры процессы минерализ а ции протекают слабо и останавливаются на стадии образования аммония . Нитрификация из-за неблагоприятных условий для деятельности нитрифицирующих бактерий бывает подавлена и происходит медленно . На окультуренных , хорошо обработанных почвах процессы аммони фикации и нитрификации идут интенсивнее , больше образуется минеральных соединений азота , особенно нитратов . Известкование кислых почв , систематическое внесение органических и минеральных удобрений , усиливая микробиологическую деятельность в почве , резко п о вышают интенсивность минерализации органического вещества и образования усвояемых соединений азота . Круговорот азота в земледелии Минеральные соединения азота не накапливаются в почве в больших количествах , так как потребляются растениями , а также испо льзуются микроорганизмами и частично снова превращаются в органическую форму . Азотные удобрения усиливают минерализацию почвенного органического вещества и значительно увеличивают усвоение растениями азота из почвы . До недавнего времени считалось , что ра стения используют 70 — 80% азота удобрений . Коэффициент использования растениями азота удобрений определялся разностным методом — по разнице в выносе азота с урожаем при внесении азота и без внесения , выраженный в % внесенного количества N удобрения . При эт о м допускалось , что растения в том и другом случае усваивают одинаковое количество азота из почвы . Применение в агрохимических исследованиях метода меченых атомов (в опытах использовали соединения азота , меченные стабильным изотопом азота 1SN) позволило ус т ановить , что в полевых условиях растения усваивают непосредственно из удобрений лишь 30 — 50% азота . Однако при внесении азотных удобрений усиливается минерализация почвенного азота и усвоение его растениями . Коэффициенты использования азота различных форм а зотных удобрений существенно не различаются , за исключением экстремальных условий их применения . Показано также , что 10 — 20% азота нитратных и 30 — 40% аммиачных , аммонийных удобрений и мочевины закрепляется в почве в органической форме . Превращение азота в о рганическую форму резко возрастает при запашке в почву органического вещества с низким содержанием азота (пожнивные растительные остатки , солома злаковых и соломистый навоз ). Закрепившийся азот медленно минерализуется и слабо усваивается растениями , поэто м у последействие азотных удобрений незначительно . Следовательно , одновременно с минерализацией органического вещества в почве происходит закрепление минеральных соединений азота вновь в органическую форму . Но при этом азот не теряется , а лишь временно пер еходит в недоступные растениям соединения . Соотношение процессов минерализации и новообразования органических азотосодержащих веществ имеет важное значение в азотном режиме почв . Для закрепления нитратного азота в почве особое значение , как уже отмечалос ь , имеет биологическое поглощение . Нитраты легко передвигаются в почве и могут вымываться из корнеобитаемого слоя осадками и дренажными водами . Вымывание нитратов из тяжелых почв под растениями обычно незначительно (в среднем 3 — 5 кг с 1 га ). Однако на лег к их , особенно парующих , почвах в увлажненных районах , а также в условиях орошаемого земледелия такие потери могут достигать значительных величин (до 30 — 50 кг на 1 га и более ). Потери азота почвы и удобрений в основном происходят вследствие деншпрификации — процесса восстановления нитратного азота до свободного молекулярного азота (N2) или до газообразных окиси и закиси азота (NO и N2 O). Биологическая денитрификация осуществляется группой денитрифицирующих бактерий и особенно интенсивно идет в анаэробных у словиях и щелочной реакции почвы при наличии богатого клетчаткой органического вещества . Биологическая денитрификация протекает и в обычных условиях реакции среды , аэрации и увлажнения , поскольку в почвах неизбежны анаэробные микрозоны , а диапазон благопр и ятной реакции для развития денитрификаторов довольно широкий . Косвенная , или «хемоденитрификация» связана с образованием газообразных окислов азота и молекулярного азота при химическом взаимодействии промежуточных продуктов нитрификации (нитритов и гидрок с иламина ) с NH4+ аминокислотами и с органическим веществом почвы , а также в результате разложения азотистой кислоты (особенно при кислой реакции ) до N0. Потери азота при денитрификации нитратов , образующихся при нитрификации аммиачного азота почвы и вносим ы х аммиачных азотных удобрений и мочевины , а также из нитратных азотных удобрений , весьма существенны . Исследования с применением N показали , что потери азота аммиачных удобрений составляют около 20%, а нитратных — до 30% и более внесенного количества . Пот е ри азота удобрений резко возрастают в парующей почве и достигают 40 — 50%, Следовательно , в круговороте азота в земледелии процессы нитрификации наряду с положительной играют и отрицательную роль , так как образующиеся нитраты могут вымываться и теряться из почвы в виде газообразных продуктов при денитрификации . Один из путей снижения потерь азота почвы и удобрения вследствие денитрификации и вымывания нитратов — применение ингибиторов нитрификации . Эти препараты тормозят нитрификацию и сохраняют минеральны й азот почвы и удобрений в аммонийной форме . Особенно эффективно использование ингибиторов нитрификации в районах орошаемого земледелия под хлопчатник и па рисовых плантациях , а также на легких почвах в зоне достаточного увлажнения . При поверхностном внес ении твердых аммонийных удобрений и мочевины могут происходить потерн азота в форме аммиака , особенно на карбонатных и щелочных почвах . Однако заделка удобрений в почву практически устраняет такие потери . Потери азота значительно уменьшаются при правильно м применении органических и минеральных удобрений в сочетании с рациональной системой обработки почвы и орошения . Азот , усвоенный растениями , лишь частично снова возвращается в почву с навозом , та же часть азота , которая содержится в товарной продукции (з ерно , волокно льна , клубни картофеля и т . д .), отчуждается из хозяйства . Чтобы получать высокие , устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур , необходимо постоянно заботиться о пополнении запасов азота в почве . Единственным естественным источником попо лнения запасов азота в почве является азот атмосферы . В атмосфере над каждым гектаром почвы находится около 80 тыс . т азота , но молекулярный азот воздуха недоступен для большинства растений (кроме бобовых ) в природных условиях . Связывание молекулярного азота воздуха и пополнение запасов азота в почве происходит двумя путями . Небольшое количество связанного азота (до 3 — 5 кг на 1 га ) образуется в атмосфере под действием грозовых разрядов и в виде азотистой и азотной кислоты поступает в почву с осадками . Б ольшее значение для питания растений имеет фиксация азота воздуха азотфиксирующими микроорганизмами , свободно живущими в почве (азотобактер , клост-ридиум и др .), и клубеньковыми бактериями , живущими в симбиозе с бобовыми растениями (биологический синтез а з ота ). Свободноживущие азотфиксаторы ассимилируют до 5 — -10 кг азота на 1 га . Размеры симбиотической азотфиксации зависят от вида бобового растения . Так , клевер может накапливать 150 — 160 кг азота , люпин — 100 — 170, люцерна — 250 — 300, соя — 100, горох , вика и фасоль — 70 — 80 кг на 1 га . Примерно V, связанного бобовыми азота остается в пожнивных и корневых остатках и после минерализации может использоваться культурами , следующими в севообороте после бобовых . В среднем на 1 т сена (содержащую 25 — 30 кг азота ) в корневых и послеукосных остатках содержится и поступает в почву 10 — 15 кг азота . Вклад биологического азота в азотный баланс определяется площадью , занимаемой многолетними бобовыми травами и их урожаем , от которого зависит количество азота , оставляемого в почве в корневых и послеукосных остатках . Если площадь , занятая бобовыми травами , составляет 10% общей посевной площади , а урожай сена равен 4 т с 1 га , то ежегодное поступление в почву азота на 1 га посевов бобовых составит 40 — 60 кг , а в среднем на 1 га в сей посевной площади — 4 — 6 кг . Следовательно , суммарное поступление азота за счет указанных выше источников далеко не компенсирует выноса азота урожаями сельскохозяйственных культур и потерь его из почвы в результате вымывания и денитри-фикации . Поэтому для получения высоких урожаев всех сельскохозяйственных культур и повышения качества урожая громадное значение имеет внесение в почву минеральных азотных удобрений , получаемых путем искусственного синтеза из азота воздуха на химических заводах . На больши нстве почв Советского Союза и особенно в достаточно увлажненных районах на дерново-подзолистых , серых лесных и выщелоченных черноземах , а также при орошении на сероземах и других почвах азотные удобрения имеют решающее значение в повышении урожаев . Они да ю т наибольшие прибавки урожайности . По данным многих полевых опытов , азотные удобрения дают в этих районах около 60% общей прибавки урожая , получаемой от полного минерального удобрения (NPK). Их применяют под все культуры , за исключением бобовых , потребнос т ь которых в азоте обеспечивается за счет фиксации азота воздуха клубеньковыми бактериями . Азотные удобрения подразделяются на четыре группы : Нитратные удобрения (селитры ), содержащие азот в нитратной форме , — Na NO3 , Ca(NO3)2 Аммонийные и аммиачные удобрения , содержащие азот соответственно в аммонийной или аммиачной форме,-— (NH4)2 SО 4 , и жидкие азотные удобрения (безводный аммиак и аммиачная вода ). Аммонийно-нитратные удобрения , содержащие азот в аммонийной и нитратной форме,— NH4N03 Удобрение, содержащее азот в амидной форме,— -CO(NH4)2. Производство различных азотных удобрений основано главным образом на получении синтетического аммиака из молекулярного азота и водорода . Азог получают пропусканием воздуха в генератор с горящим коксом , а источ ником водорода служат природный газ , нефтяные и коксовые газы . Из смеси N2 и Н 2 (в отношении 1 : 3) при высокой температуре и давлении в присутствии катализаторов получают аммиак : Синтетический аммиак используют не только для производств аммонийных солей, но и азотной кислоты , которая идет для получения аммонийно-нитратных и нитратных удобрений . Нитратные удобрения Нитратные удобрения — натриевая и кальциевая селитра — составляют менее 1 % выпускаемых азотных удобрений , однако рассмотрение их свойств и превращений в почве представляет интерес с точки зрения правильного понимания особенностей применения других азотных удобрений . Натриевая селитра (нитрат натрия , азотнокислый натрий , чилийская селитра ) — Na NO3Выпускаемая в настоящее время натриевая сели тра — побочный продукт при получении азотной кислоты из аммиака . Это мелкокристаллическая соль белого или желтовато-бурого цвета , хорошо растворимая в воде . Обладает слабой гигроскопичностью , но при хранении в неблагоприятных условиях может слеживаться . П р и правильном хранении не слеживается и сохраняет хорошую рассеваемость . Кальциевая селитра (нитрат кальция , азотнокислый кальций ) — Ca(NO3)2Получается при нейтрализации азотной кислоты известью , а также в качестве побочного продукта при производстве компл ексных удобрений — нитрофосок — методом азотно-кислотной переработки фосфатов Кристаллическая соль белого цвета , хорошо растворимая в воде . Обладает высокой гигроскопичностью и даже при нормальных условиях хранения сильно отсыревает , расплывается и слежив а ется . Хранят и перевозят ее в специальной водонепроницаемой упаковке . Для уменьшения гигроскопичности гранулируется с применением гидрофобных покрытий Однако гранулирование не устраняет полностью неблагоприятные физические свойства удобрения . Натриевая и кальциевая селитра — физиологически щелочные удобрения . Растения в большем количестве потребляют анионы NO3- чем катионы Na+ или Са 2+ , которые , оставаясь в почве , сдвигают реакцию в сторону подщелачивания . Эти удобрения при систематическом применении на кислых дерново-подзолистых почвах снижают почвенную кислотность . Особенно хорошие результаты на кислых , бедных основаниями почвах дает кальциевая селитра . При ее внесении уменьшается кислотность и улучшаются физические свойства почвы , так как кальций коа гулирует почвенные коллоиды . В почве селитры быстро растворяются и вступают в обменные реакции с катионами почвенного поглощающего комплекса : Катионы Na+ или Са 2+ поглощаются почвой , а анионы остаются в почвенном растворе , сохраняя высокую подвижность. Поэтому в условиях влажного климата или при обильном орошении , особенно на легких почвах , нитратный азот может вымываться , а также теряться в виде газообразных продуктов в ходе денитрификации . Селитры не рекомендуется вносить осенью , их лучше заделывать весной под предпосевную культивацию . Очень хорошо использовать эти удобрения в подкормку под озимые и пропашные культуры , а натриевую селитру — также в рядки при посеве сахарной свеклы , кормовых и столовых корнеплодов . Высокая эффективность натриевой сел и тры при внесении под корнеплоды связана с ролью натрия . Он усиливает отток углеводов из листьев в корни , в результате повышаются урожай корней и содержание в них сахара . Аммонийные и аммиачные удобрения Твердые аммонийные удобрения составляют около 6% валового производства азотных удобрений . Твердые аммонийные удобрения . Сульфат аммония (сернокислый аммоний ) — (NH4)2 SО 4 — содержит 20,8 — 21% азота . Кристаллическая соль , хорошо растворимая в воде ; гигроскопичность ее очень слабая , поэтому при нормальных условиях хранения слеживается мало и сохраняет хорошую рассеваемость . Получают сульфат аммония улавливанием серной кислотой газообменного аммиака из газов , образующихся при коксовании каменного угля , или нейтрализацией синтетическим аммиаком отработанной с ерной кислоты различных химических производств . Большое количество сульфата-аммония вырабатывается в качестве побочного продукта при производстве капролактама . Синтетический сульфат аммония белого цвета , а коксохимический из-за наличия органических приме сей имеет серую , синеватую или красноватую окраску . Удобрение содержит около 24% серы и является хорошим источником этого элемента для питания растений . Хлористый аммоний — NH4C1 — получали как побочный продукт при производстве соды , содержит 24 — 25% аз ота . Из-за содержания большого количества хлора (67%) малопригоден для культур , чувствительных к этому элементу (табака , цитрусовых , картофеля и др .). Сульфат аммония (и хлористый аммоний ) — удобрения физиологически кислые , так как растения быстрее и в б ольшем количестве потребляют катионы NH4+ чем анион ы SO42- При однократном внесении умеренных доз этих удобрений заметного подкисления почвы не наблюдается , на при систематическом применении» особенно на малобуферных почвах, происходит значительное их по д кисление . После внесения в почву аммонийные удобрения быстро растворяются в почвенной влаге и вступают в обменные реакции с катионами почвенного поглощающего комплекса : Поглощенный аммоний хорошо доступен для растений . В то же время подвижность его в по чве и опасность вымывания в условиях обильного увлажнения уменьшаются . Аммонийные удобрения можно вносить заблаговременно , с осени , под зяблевую вспашку . Поглощение аммония почвой и его меньшая подвижность могут играть и отрицательную роль . Аммонийный аз от локализуется в почве в очагах его внесения и очень слабо передвигается , поэтому при внесении аммонийных удобрений в подкормку или в рядки при посеве использование азота молодыми растениями , имеющими слаборазвитую корневую систему , затруднено . Кроме тог о , интенсивное поступление аммонийного азота в молодые проростки растений с малым запасом углеводов в семенах может оказать на них отрицательное влияние из-за токсического действия избытка аммиака . В рядки или подкормку лучше вносить нитратные удобрения , аммонийные применяют преимущественно до посева в качестве основного удобрения . С течением времени разница в подвижности нитратных и аммонийных удобрений сглаживается , так как аммонийный азот постепенно подвергается нитрификации и переходит в нитратную фор м у . Хлористый аммоний нитрифицируется медленнее , чем сульфат - аммоний , что связано , очевидно , с отрицательным влиянием хлора на деятельность нитрифицирующих бактерий . В результате нитрификации аммонийных удобрений образуется Н NO3 , освобождается H24 ил и НС 1. Эти кислоты подкисляют почвенный раствор и вытесняют основания из почвенного поглощающего комплекса . При систематическом применении аммонийных удобрений , особенно на малобуферных слабоокультуренных дерново - подзолистых почвах , повышается актуальная, обменная и гидролитическая кислотность , уменьшается степень насыщенности почвы основаниями , увеличивается содержание подвижных форм алюминия и марганца , В результате ухудшаются условия роста растений и снижается эффективность удобрений . Возрастает потреб н ость в известковании . Особенно сильно реагируют на подкисляющее действие аммонийных удобрений культуры , чувствительные к почвенной кислотности : клевер , пшеница , ячмень , свекла , капуста . Для этих культур аммонийные удобрения уже с первых лет их применения оказываются менее эффективными , чем нитратные . Известкование дерново-подзолистых почв устраняет отрицательное влияние аммонийных удобрений на свойства почвы . Хорошая заправка почвы навозом , повышая ее буферность , также снижает отрицательное действие этих удобрений на свойства почвы и имеет важное значение для более эффективного их применения . Жидкие азотные удобрения . Жидкий аммиак — NH3 — содержит 82,2% азота . Получается сжижением газообразного аммиака под давлением . По внешнему виду бесцветная , подви жная жидкость , плотность 0,61 при 20°С , температура кипения 34°С . При хранении в открытых сосудах NH3 быстро испаряется . Жидкий аммиак обладает высокой упругостью паров (при 10°С 5,2 кгс /см 2 и при 38°С 14 кгс /см 2), поэтому его хранят и транспортируют в ст а льных баллонах или цистернах , выдерживающих высокое давление . NH3 Аммиачная вода (водный аммиак ) — NH4 OH — водный 25%-ный и 22%-ный раствор аммиака , выпускается двух сортов — с содержанием азота 20,5 и 18%. Бесцветная или желтоватая жидкость с резким зап а хом аммиака (нашатырного спирта ). Упругость паров небольшая . Хранить и транспортировать аммиачную воду можно в герметически закрывающихся резервуарах (цистернах , баках ), рассчитанных на невысокое давление . В аммиачной воде азот находится в форме NH3 и NH4 OH, причем аммиака содержится больше , чем аммония . Этим обусловлена возможность потерь азота за счет улетучивания NH3 при перевозке , хранении и внесении удобрения . Использовать ее в качестве удобрения проще и безопаснее , чем жидкий аммиак , но недостатком я вляется низкое содержание азота . Поэтому производство аммиачной воды уменьшается , а безводного аммиака увеличивается . Преимущество жидких азотных удобрений заключается в том , что производство и применение их обходится значительно дешевле , чем твердых . При производстве жидких азотных удобрений отпадает необходимость в строительстве цехов азотной кислоты , кристаллизации , упарки , грануляции , сушки , что позволяет значительно снизить Капиталовложения на строительство азотно-тукового завода равноценной (по азоту ) мощности . Стоимость единицы азота в жидком и водном аммиаке примерно в 1,5 — 2 раза меньше , чем в аммиачной селитре . Кроме того , как показали широкие производственные испытания , в 2 — 3 раза сокращаются затраты труда на внесение жидких удобрений , так как отп а дают все работы по подготовке удобрений к внесению (дробление , просеивание , засыпка в туковые сеялки и т . п .), а все операции по их использованию (погрузке , выгрузке , внесению в почву ) полностью механизированы . При правильном применении жидкие азотные удо б рения дают такие же прибавки урожайности культур , как и равная доза азота в аммиачной селитре . Жидкие азотные удобрения вносят специальными машинами , обеспечивающими немедленную заделку их на глубину не менее 10 — 12 см на тяжелых почвах и 14 — 18 см на легк их . Поверхностное внесение этих удобрений недопустимо , так как аммиак быстро испаряется . При более мелкой заделке также возможны значительные его потери , особенно на легких песчаных и супесчаных почвах . Из влажной почвы потери аммиака значительно меньше , ч ем из сухой . При внесении жидких аммиачных удобрений ион аммония (безводный аммиак превращается в газ и связывается почвенной влагой с образованием гидроокиси аммония ) обменно поглощается и поэтому слабо передвигается в почве . В первые дни после заделки удобрений почва подщелачивается , а затем по мере нитрификации аммиачного азота ее реакция сдвигается в сторону подкисления . При нитрификации азота удобрений возрастает его подвижность в почве . В зоне внесения безводного аммиака происходит временная стерил и зация почвы и скорость нитрификации замедляется . Жидкие азотные удобрения можно применять как основное (допосевное ) удобрение под все культуры и вносить не только под предпосевную культивацию , но и осенью под зяблевую вспашку . Их можно применять и для под к ормки пропашных культур . В этом случае во избежание ожогов растений удобрения заделывают в середину междурядий или на расстоянии не менее 10 — 12 см от растений . При работе с жидкими азотными удобрениями следует соблюдать правила техники безопасности , так как пары аммиака вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей , удушье и кашель . При осмотре и ремонте емкостей из-под этих удобрений необходимы меры предосторожности , так как смесь аммиака с воздухом взрывоопасна . Аммонийно-нитратные удобрения Аммиачная селитра азотно-кислый аммоний , нитрат аммония ) — NH4 NO3 — основное азотное удобрение , содержит 34,0% азота . Получается нейтрализацией азотной кислоты аммиаком : NH3 + NH3 = NH4 NO3 . Аммиачную селитру выпускают в виде кристаллов белого цвета или гранул размером I — 3 мм , различной формы (сферической , в виде чешуек , пластинок ). Неграиулированная кристаллическая аммиачная селитра обладает высокой гигроскопичностью , при хранении слеживается , поэтому хранить ее следует в водонепроницае м ых мешках в сухом помещении . Выпускаемая для сельского хозяйства гранулированная селитра менее гигроскопична , меньше слеживается , сохраняет хорошую рассеваемость , особенно если в процессе ее получения вводятся в небольших количествах специальные кондицион и рующие (гидрофобные ) добавки . Аммиачная селитра — хорошо растворимое высококонцентрированное удобрение . Может применяться под любые культуры и на всех почвах перед посевом , при посеве в рядки или лунки и в подкормку . В аммиачной селитре половина азота находится в нитратной и половина в аммонийной форме . Из раствора NH4N03 растения быстрее поглощают катион NH4+ , чем анион NO3 - поэтому аммиачная селитра физиологически кислое удобрение , но подкисляет почву слабее , чем сульфат-аммоний . При взаимодействи и NH4N03 с почвенным поглощающим комплексом катион NH4+ поглощается почвой , а анион NO3 - остается в почвенном растворе , сохраняя высокую подвижность : На почвах , насыщенных основаниями (сероземы , черноземы ), в растворе образуются азотнокислые соли кальци я (или магния ) и почвенный раствор не подкисляется даже при систематическом внесении высоких норм удобрения . Для этих почв аммиачная селитра — одна из лучших форм азотных удобрений . На кислых дерново-подзолистых почвах , содержащих в поглощенном состоянии мало кальция и много ионов Н + в почвенном растворе образуется H NO3, поэтому он подкисляется . Подкисление носит временный характер , так как исчезает по мере потребления нитратного азота растениями . В первое же время , особенно при внесении большой дозы се л итры и неравномерном ее рассеве , в почве могут создаваться очаги с высокой кислотностью . При длительном применении аммиачной селитры на малобуферных дерново-подзолистых почвах подкисление может быть довольно сильным , в результате эффективность этого удоб рения , особенно при внесении под культуры , чувствительные к повышенной кислотности , заметно снижается . Для повышения эффективности NH4N03 на кислых почвах большое значение имеет их известкование (или нейтрализация кислотности самого удобрения известью ил и доломитом при соотношении 1 : I). На кислых дерново-подзолистых почвах более высокий эффект , особенно при систематическом применении , дает нейтрализованная , или известковая , аммиачная селитра NH4N03 + CaCO2 . Она содержит 18 — 23% азота и получается спла влением или смешением азотно-кислого аммония с эквивалентным количеством извести , мела или доломита . Мочевина Мочевина (карбамид ) — CO(NH2)2 — содержит не менее 46% азота . Получается синтезом из аммиака и углекислого газа при высоких давлениях и темпер атуре . Белый мелкокристаллический продукт , хорошо растворимый в воде . Гигроскопичность при температуре до 20°С сравнительно небольшая . При хороших условиях хранения слеживается мало , сохраняет удовлетворительную рассеваемость . Особенно хорошими физическим и свойствами обладает гранулированная мочевина . Во время грануляции мочевины образуется биурет (CONH2)2 NH , обладающий токсическим действием , однако содержание его в гранулированном удобрении не превышает 1% и практически безвредно для растений при обычн ых способах применения . В почве под влиянием уробактерий , выделяющих фермент уреазу , мочевина быстро за 2 — 3 дня ) аммонифицируется с образованием углекислого аммония : CO(NH2)2+ Н 2О = (NH4)2 СО 3 В первые дни после внесения мочевины вследствие образовани я (NH4)2 СО 3 (гидролитически щелочная соль ) происходит временное местное подщелачивание почвы . Образующийся (NH4)2 СО 3 поглощается почвой и постепенно нитрифицируется (причем нитрификация его протекает быстрее , чем (NH4)2 SО 4 , и временное подщелачивание п очвы сменяется некоторым подкислением . На малобуферных легких почвах смещения реакции почвенного раствора могут быть особенно заметными , но после усвоения азота растениями в почве не будет ни щелочных , ни кислых остатков . Мочевина — одно из лучших азот ных удобрений и по эффективности равноценна аммиачной селитре , а на рисе — сульфату аммония . Ее можно применять как основное удобрение или в подкормку под все культуры и на различных почвах . При внесении в почву мочевины необходимо своевременно ее задела ть , так как при поверхностном размещении удобрения возможны потери азота вследствие улетучивания аммиака из углекислого аммония , легко разлагающегося на воздухе : (NH4)2 СО 3 = NH4 HСО 3 + NH3 особенно на карбонатных и щелочных почвах . Значительные потери в ф орме аммиака могут происходить при использовании мочевины в подкормку на лугах и пастбищах , поскольку дернина обладает высокой уреазной активностью . Мочевину с успехом можно применять для некорневой подкормки овощных и плодовых культур , а также поздних по д кормок пшеницы с целью повышения содержания белка в зерне . Для снижения потерь азота удобрений и повышения их эффективности разрабатывается технология производства медленнодействующих форм азотных удобрений — малорастворимых (мочевиноформальдегидного удо брения ) либо с замедлением освобождения азота (путем покрытия гранул различными синтетическими материалами или элементарной серой ). Для консервации азота мочевины и аммиачных удобрений в почве в аммонийной форме используются ингибиторы нитрификации . Эти п р епараты при внесении в почву в дозе 0,5 — 2 кг на 1 га вместе с аммонийными удобно рениями и мочевиной тормозят нитрификацию в течение 1,5 — 2 месяцев и сохраняют минеральный азот почвы и удобрений в аммонийной форме . Подавляя нитрификацию азота удобрений , ин г ибиторы (как выявили опыты с 15 N) снижают в 1,5 — 2 раза его потери в газообразной форме и вследствие вымывания нитратов . В результате этого под влиянием ингибиторов , как показали полевые опыты с различными культурами , значительно повышаются урожай и эффек т ивность азотных удобрений . Наиболее перспективно применение ингибиторов нитрификации в районах орошаемого земледелия , особенно под хлопчатник и на рисовых плантациях , а также под другие культуры в зоне достаточного увлажнения на легких почвах. Производств о Важным азотным удобрением является аммиачная селитра (нитрат аммония), так как при высоком содержании (34,8%) азота она усваивается полностью (быстро в виде ЫО3~-иона и медленнее из ЫН4+-иона, который сначала адсорбируется почвенными коллоидами). Получается путем непосредственной нейтрализации азотной кислоты аммиаком с последующим выделением продукта в виде безводной соли. При нейтрализации выделяется значительное количество теплоты, которую используют для выпаривания полученного раствора. На рисунке 29 приведена схема производства. Нейтрализацию проводят в нейтрализаторе ИТН (с использованием теплоты нейтрализации) 1 из нержавеющей стали; во внутреннюю часть его (реакционная камера) подают газообразный аммиак и через разбрызгиватель в небольшом избытке против теоретического количества слабую (45— 50-процентная) азотную кислоту. В реакционной камере нитрат аммония образуется при температуре более низкой, чем температура кипения азотной кислоты. Получаемый слабокислый раствор нитрата аммония благодаря выделяющейся теплоте закипает, и вода из него частично испаряется. Затем раствор (вместе с парами воды) поступает в наружную часть нейтрализатора, откуда он переводится в донейтрализатор 2, где нейтрализация заканчивается. Производительность аппарата ИТН достигает 1400 г селитры в сутки. Рис. 29. Упрощенная схема производства аммиачной селитры: 1 — нейтрализатор ИТН; 2 — донейтрализатор; 3, 5, 6, 9 — сборники; 4 — выпарной аппарат первой ступени с пароотделителем; 7 — выпарной аппарат второй ступени; 8 — паро-отделитель; 10 — разбрызгиватель плава; // — грануляционная башня; 12 — барометрический конденсатор; 13 — центробежные насоеы; 14 — ленточный транспортер, Пары воды, выходящие из нейтрализатора, называют соковым паром. Он используется для дальнейшего испарения воды из раствора селитры под вакуумом в выпарном аппарате первой етупени 4. Окончательное упаривание производят в выпарном аппарате второй ступени 7, обогреваемом паром под давлением 9-105н/л12. Оба эти аппарата кожухотрубные, причем раствор проходит в них по трубам, а греющий пар — в межтрубном пространстве. Необходимо отметить исключительно высокую растворимость нитрата аммония в воде, что позволяет превратить раствор в плав. Выделяющиеся из раствора пары воды поступают в барометрический конденсатор 12, обильно орошаемый водой, и здесь конденсируются, вследствие чего в выпарной системе создается разрежение, а это облегчает испарение воды. В сточной трубе высота водяного столба должна превышать 10 м для преодоления атмосферного давления. При использовании 58-процентной кислоты получается 85-процентный раствор селитры, который упаривают в одну ступень, а из 65-процентной азотной кислоты получают плав без выпаривания. Окончательно плав упаривается до концентрации 99,5% при стекании по вертикальным пластинам, обдуваемым горячим (180°С) воздухом. Гранулируют плав в грануляционной башне 11 (высотой до 50 м). Горячий плав поступает в.верхнюю часть ее и выливается в разбрызгиватель 10. Навстречу брызгам в башню вентилятором подается мощный поток холодного воздуха, за счет которого и происходит охлаждение и кристаллизация капель. Гранулы падают в нижнюю часть башни, представляющую собой бункер, и из него выгружаются ленточным транспортером 14 во вращающийся сушильный барабан, где окончательно высушиваются встречным током горячего (120 °С) воздуха. Выход достигает 98%, а мощность цеха 0,5 млн. т в год. Нитрат аммония способен слеживаться, т. е. превращаться при хранении в плотные куски, трудно поддающиеся раздроблению. Для уменьшения слеживаемости в аммиачную селитру вводят нитраты кальция и магния, добавляя в азотную кислоту небольшое количество раствора, образующегося при обработке азотной кислотой доломита. Хранят нитрат аммония в непроницаемой для воздуха и влаги таре, например в многослойных битумированных бумажных или полиэтиленовых мешках. Сульфат аммония получается нейтрализацией раствора серной кислоты аммиаком, который выделяется при коксовании угля (см. главу XII). Все большее значение приобретает в качестве удобрения карбамид, или мочевина. Она содержит 46,5% азота и хорошо усваивается растениями. Ее применяют и в качестве подкормки скоту, а также в производстве пластмасс, фармацевтических препаратов и т. д. Мочевину получают путем непосредственного синтеза из аммиака и оксида углерода (IV). Процесс протекает в две стадии. Вначале происходит быстрое образование карбамино-вокислого аммония (карбамата аммония): который при дегидратации дает Мочевину: Рис. 30. Упрощенная схема производства мочевины с полным жидкостным рециклом NH 3 и СОг: / — колонна синтеза; 2 — смеситель; 3, 4 — ректификационные колонны; 5 — промывная колонна; 6 — насос; 7 — дроссельные вентили для снижения давления. В целом процесс можно изобразить уравнением: В почве реакция протекает в обратном направлении и аммиак усваивается растениями. Достаточная скорость второй стадии реакции, протекающей в жидкой фаае (состоящей из расплавленных карбамата и мочевины, а также из воды и растворенного в ней NH3), достигается лишь при 180— 200 °С. Однако при этих температурах карбамат диссоциирует на аммиак и оксид углерода (IV), поэтому процесс необходимо проводить под давлением 2-Ю7 н/м2 (превышающим давление его диссоциации). Для увеличения выхода применяют двойное количество аммиака по сравнению с теоретическим и уменьшают объем газовой фазы до минимального. Выход мочевины достигает 60— 70%. Для синтеза мочевины используют оксид СО2, образующийся в качестве отхода при конверсии оксида СО (см. главу XIII). Реакцию проводят в колонне синтеза / (рис. 30) высотой до 24 м и диаметром 1,5 м, в которой имеются два цилиндра. В колонну подают жидкий аммиак, он поступает вверх в кольцевое пространство между корпусом и наружным цилиндром, а затем вниз между обоими цилиндрами, защищая тем самым корпус от действия реакционной смеси. В колонну из смесителя 2 поступает также смесь NH 3, CO 2 и водного раствора ( NH 4)2 CO 3 и NH 4 HCO 3. Процесс образования кар-бамата и мочевины в колонне протекает (за 30— 40 мин) непрерывно и автотермично. Для выделения мочевины плав пропускают последовательно через две ректификационные колонны. В первой колонне 3 с насадкой из колец вследствие снижения давления до 1,7• 10е н/м? отгоняется избыточный аммиак и разлагается часть ^карбамата, а во второй колонне 4 разложение заканчивается. Выходящая из нее газовая смесь при конденсации превращается в водный раствор ( NH 4)2 CO 3 и NH 4 HCO 3, который поступает на орошение промывной колонны 5, где улавливается аммиак и оксид углерода ( IV ) из колонны 3. Сюда же для регулирования температуры вводят жидкий аммиак. После сжатия насосом 6 раствор поступает в смеситель 2. Таким путем происходит циркуляция исходных веществ, что повышает выход до 96%. Выходящий из колонны водный раствор мочевины выпаривают в вакууме, после чего 99,5-процентный плав гранулируют. Производительность достигает 250 г мочевины в сутки. Ценными удобрениями с высоким содержанием азота (30— 36%) являются также аммиакаты — растворы аммиачной селитры или мочевины в аммиачной воде. Источники 1. http://www.agromage.com/ 2. ht tp://www. alximik.ru /
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Исследования показывают, что употребление в пищу свинины в сочетании с алкоголем, сокращает риск стать исламским террористом на 100%
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru