POJEDINANA MINERALNA AZOTNA UBRIVA AMONIJANA NITRATNA AMIDNA AMONIJANONITRATNA

POJEDINAČNA MINERALNA AZOTNA ĐUBRIVA – AMONIJAČNA, NITRATNA, AMIDNA, AMONIJAČNO-NITRATNA Student: Marija Šebeković Broj indeksa: 21/2018 Profesor: dr. Olivera Košanin

Đubriva ili prema Zakonu o đubrivima – “sredstva za ishranu bilja i oplemenjivači zemljišta” su materije koje služe biljkama kao hrana, a unose se u zemljište da bi se nadoknadili izneti hranljivi elementi i dopunio prirodni nedostatak zemljišta u hranivima, u cilju ubrzanja rasta i razvića biljaka i ostvarenja visokog, kvalitetnog i ekonomski opravdanog prinosa uz zaštitu životne sredine. ŠTA JE ĐUBRIVO?

Slika broj 1 - Izgled stajnjaka i mineralnog đubriva

Mineralna (neorganska, industrijska) đubriva predstavljaju jako široku grupu biljnih fertilizatora u kojima je sadržan najčešće visok procenat aktivne materije (biogenih elemenata-hraniva za biljku u obliku neorganskih jedinjenja u poređenju sa organskim đubrivima). Važno je primenu mineralnih đubriva u različitim agroekosistemima prilagoditi: - klimatskim uslovima, - osobinama zemljišta, - zahtevima biljaka, da bi se potencijal poljoprivredne proizvodnje povećao, a nivo zagađenja zemjišta i voda smanjio.

Prema FAO istraživanjima u 2000. godini poljoprivreda je trošila oko 140 miliona tona NPK hraniva i hranila tadašnju populaciju od 6 milijardi ljudi. U 2012. godini potrošnja se povećala na 178 miliona tona NPK hraniva a na planeti je preko 7 milijardi ljudi. Slika br. 2 Potrošnja NPK hraniva u Svetu za period 2009 -2012 godina

Ruski naučnik Prjanjišnjikov se smatra osnivačem moderne Agrohemije-nauke o plodnosti zemljišta i primeni đubriva. A tzv. Prjanjišnjikov trougao o međusobnim odnosima zemljištebiljka-đubrivo i proizvođač- agronom unutar trougla koji reguliše odnose, jasno govori da biljna proizvodnja bez primene đubriva nije moguća.

PODELA AZOTNIH ĐUBRIVA KNO 3 Ca(NO 3)2 Na. NO 3 NITRATNA N-ĐUBRIVA (NH 4)2 SO 4 NH 4 Cl NH 3 AMONIJAČNA N-ĐUBRIVA AZOTNA ĐUBRIVA AMONIJAČNO-NITRATNA ĐUBRIVA AN SAN KAN AMIDNA ĐUBRIVA KALCIJUMCIJANAMID UREJA URAS

Slika br. 3 Transformacija azotnih đubriva

AMONIJAČNО - NITRATNA ĐUBRIVA Đubriva iz ove grupe sadrže azot i u amonijačnom i u nitratnom obliku (50: 50). Imaju osobine i nitratnih (u kojima se azot nalazi u nitratnom obliku NO 3) i amonijačnih đubriva (u kojima se azot nalazi u amonijačnom obliku NH 4). Vrlo su fleksibilna, NO 3 oblik je veoma pokretljiv i brzo deluje dok NH 4+ se ili adsorbuje, absorbuje ili fiksira, ili ga biljke usvoje ili podleže procesu nitrifikacije. U Srbiji se proizvode ili uvoze iz ove grupe: AN, SAN, KAN

AN - AMONIJAČNI NITRAT ili AMONIJAČNA ŠALITRA Sadržaj azota u NH 4 NO 3 je 34, 6 -35, 0% Proizvodi se u azotarama direktnim spajanjem azotne kiseline i amonijaka. HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO 3 + energija Proces se odvija u neutralizacionom tornju. Amonijak se dobija od anhidrovanog (tečnog sa 99, 5% N) amonijaka. Uvodi se kao gas na dno tornja i u vazduh za hladjenje rastvora i odvajanje vodene pare. Azotna kiselina je koncentracije 58 -65%.

Rastvor NH 4 NO 3 se pumpom unosi u drugi toranj. Iz rastvora se udaljuje vode do sadržaja NHNO 3 95 -98%. Zatim se vrši kristalizacija: - ili centrifugiranjem u rotirajućim bubnjevima, - ili rasprskivanjem vrelog rastvora sa vrha tornja visokog 21 -55 m, usled čega dolazi do stvrdavanja kapljica u dodiru sa vazduhom. Stvorene granule se hlade. Tretiraju se sredstvima za sprečavanje grudvanja, a u nekim azotarama i sredstvima za sprečavanje vlaženja (kaolin, vosak, ulja).

Djubrivo je bele ili beložućkaste boje. Granule su dijametra 1 -3 mm. Jako je higroskopno. Vlažnost ≤ 0, 4%. Rastvorljivost je vrlo velika. NH 4 NO 3 u odredjenim uslovima može da postane eksplozivan.

KAN - KREČNI AMONIJUM NITRAT KAN sa 27% N, NH 4 NO 3 + Ca. CO 3 (Ca. CO 3∙Mg. CO 3) proizvodi se u „HI AZOTARI” Pančevo nekada standard za N-đubriva. Proizvodi se unošenjem u pulpu NH 4 NO 3 usitnjenog krečnjaka ili dolomita. Odnos NH 4 NO 3: Ca. CO 3 je različit zavisno od zemlje proizvođača, u Srbiji je 60: 40. Đubrivo je granulisano (3 -5 mm) i lako se ručno i mašinski rastura, manje je higroskopno od NH 4 NO 3 i nije eksplozivno te je manipulacija lakša, neutralne je reakcije i primenjuje se na kisela zemljišta za predsetvenu primenu i za prihranjivanje useva. Bele, sivkaste ili crvenkaste boje. Rastvorljivost NH 4 NO 3 je velika, ali ostaje nerastvorljivi Ca. CO 3.

Baze (Ca, Mg) istisnuti (NH 4+) jonom iz adsorptivnog kompleksa su podložni ispiranju. Dolazi do zakišeljavanja, pogotovo pri dužoj upotrebi NH 4 NO 3. U alkalnim zemljištima amonijak se i zamenjuje i oslobadja iz amonijum-nitrata. Zbog toga nastaju gubici volatizacijom, ako se djubrivo primjenjuje na površini zemljišta. KAN se ponaša u zemljištu na isti način kao i NH 4 NO 3. Medjutim, zbog prisustva Ca. CO 3 i neutralne reakcije on je podesniji za kisela zemljišta.

Amonijum nitratna djubriva su se pokazala kao vrlo efikasna u prihranjivanju svih kultura. Pogodna su za upotrebu pri nedostatku vlage, jer se lako rastvaraju u maloj količini vode, a ne sadrže balast koji povećava koncentraciju soli u zemljištu. U mnogim zemljama (a i kod nas) ovo je vodeće N-djubrivo.

AMONIJAČNA ĐUBRIVA Ova grupa sadrži mineralni azot u obliku amonijaka, odnosno amonijačnog jona. Karakteristika ove grupe je što se mogu primeniti u svim agregatnim stanjima: - gasovitom, - tečnom, - čvrstom.

Amonijum sulfat je relativno skupo đubrivo, jer se proizvodi iz H 2 SO 4 i NH 3. Povoljan je za sve kulture, najbolje ga iskorišćavaju biljke duge vegetacije, bogate ugljenim hidratima (kukuruz, ječam).

Anhidrovani (bezvodni) amonijak je sintetički gas koji je pod pritiskom preveden u tečno stanje. Sadrži 82, 2% ili 99, 9% N. Prema spoljašnjem izgledu to je bezbojna masa. Specifične gustine 0, 61 g/cm 3. Tačka ključanja NH 3 je na 34 C. Na višoj temperaturi zapremina se povećava. Brzo se isparava. Smrtonosna količina u vazduhu je 1, 5 -2, 7 g/m 3. Isparavanje se izbjegava čuvanjem u specijalnim sudovima iz nerdjajućeg čelika koji mogu da izdrže pritisak do 15 bara.

Prednost primene amonijakata u odnosu na anhidrovani NH 3 je u tome što imaju niži napon para i sadrže N u više oblika. Amonijakati najčešće služe kao azotna komponenta u proizvodnji tečnih složenih đubriva. Transport i primena je složena. Na traktor se montira cisterna iz koje pomoću specijalnih cevi - dizni izlazi amonijak na dubinu 15 -25 cm. Raonik zatvara brazdu i tako sprečava gubitak gasa iz zemljišta.

UZAJAMNO DELOVANJE AMONIJAKA I ZEMLJIŠTA U zemljištu se tečni NH 3 prelazi u gasovito stanje. Zatim se adsorbuje koloidnom frakcijom, a sa zemljišnom vlagom gradi NH 4 OH. Reakcija zemljišta pri tome se povećava i do p. H 9. Ovo se negativno odražava na mikrofloru. Zbog toga primenom anhidrovanog amonijaka ostvaruje se sterilizacija zemlijšta od štetnih mikroorganizama i nematoda.

Amonijačni jon u zemljištu: - sa jonima rastvora obrazuje različite soli; - stupa u supstitucione reakcije sa adsorbovanim katjonima; - podleže procesima nitrifikacije. mehaničkog sastava sadržaja humusa BRZINA I STEPEN ADSORPCIJE ZAVISI OD: dubine unošenja vlažnosti

Unošenje azota u zonu korenovog sistema od početka razvoja biljke pogoduje formiranju dubokog i širokog korena. To poboljšava mogućnost usvajanja vlage iz dubljih slojeva i tako povećava otpornost biljaka na sušu. Efikasnost ovog djubriva u aridnim zonama je povećana u odnosu na čvrste forme azotnih djubriva. A to je u vezi sa većom difuzijom NH 3 -N.

FAKTORI KOJI LIMITIRAJU PRIMENU AMONIJAKA SU: Radi suzbijanja gubitaka NH 3 primjeni potrebna je "idealna" obrada i vlažnost zemljišta: površina zemlijšta mora biti ravna, a struktura sitnozrnasta. Posebne mere opreza prilikom rukovanja (jaka alkalija, visok pritisak, zapaljiv, eksplozivan) Nedostatak specijalne opreme za aplikaciju (primenu)

Amonijačne vode (NH 4 OH) dobijaju se rastvaranjem gasovitog amonijaka u vodi. Amonijačna voda ima prednost u primeni nad anhidrovanim amonijakom zbog nižeg pritiska i jednostavnije primene. Nedostatak je u manjoj koncentraciji azota - čak tri puta. Dobra je za zajedničku primenu sa pesticidima - u prvom redu sa insekticidima.

Amonijum sulfat (NH 4)2 SO 4 sa 20 -21% N i 23 -24% S) je čvrsto amonijačno djubrivo. Ranije ovo djubrivo zauzimalo je vrlo značajno mesto u fertilizaciji, drugo iza čilske šalitre. Sa osvajanjem novih tehnoloških postupaka za dobijanje koncentrovanih azotnih jedinjenja NH 4 NO 3 i CO(NH 2)2 proizvodnja i primena (NH 4)2 SO 4 je smanjenja.

NITRATNA DJUBRIVA Azot u nitratnim djubrivima nalazi se u obliku najpokretljivije forme azota - nitratnoj. Čilska šalitra (Na. NO 3, 16% N). Od šalitra danas na tržištu može se kupiti kalcijumova šalitra (Ca. NO 3)2 13 -16% N, 25% Ca. O i kalijumova šalitra KNO 3 12 -14% N, 44 -45% K 2 O. Obe šalitre su vrlo kvalitetna đubriva, u kojima su i katjon i anjon iz soli hranljivi elementi.

Čilska šalitra (Na. NO 3, 16% N) Prirodna je tvorevina. Ležišta se nalaze u Čileu na Andima i znatno manje u Egiptu i Španiji. Prirodna masa predstavlja smješu Na. NO 3, Na. Cl i Na 2 SO 4, uz primesu jodata, borata, perhlorata, gline, peska i dr. Nastala je nitrifikacijom azota u organskoj materiji koja se tu ranije nalazila. Sintetska šalitra (Na. NO 3, 16% N i 27% N) Djubrivo je so bezbojnih i prozračnih kristala, sivkaste ili žućkaste nijanse. Rastvorljivost Na. NO 3 je velika. Postoji opasnost da se nitrat ispere u dublje slojeve. Treba izbjegavati unošenje većih količina Na. NO 3.

Čilsku šalitru ne treba unositi u jesen, nego najbolje je primeniti pre setve (1/4 predvidjene količine), a ostatak kasnije u prihranjivanju. U normalnim zemljištima Na-jon zamjenjuje Ca, što pri dugogodišnjoj upotrebi pogoršava strukturu zemljišta do zaslanjenja. U kiselim zemljištima ulazak Na-jona u kapacitet adsorpcije katjona umjesto H-jona smanjuje kiselost, što nije poželjna pojava.

Kalijum nitrat, (KNO 3, 12 -14% N, 44 -45% K 2 O) Njegova ležišta nalaze se u raznim delovima sveta u relativno malim količinama. Sintetski KCl u procesu primene je sličan sintetskom Na. NO 3. Kalcijum nitrat (Ca(NO 3)2, sa 15% N i 24% Ca). Proizvodi se u Norveškoj i Nemačkoj neutralizacijom HNO 3, dobivene oksidacijom amonijaka sa Ca. CO 3 ili Ca(OH)2 (Ca. O). Šalitra je bele boje granulisana i vrlo higroskopna. Pogodna je za primenu na svim zemljištima jer sadrži kalcijum.

AMIDNA DJUBRIVA Kod ove grupe đubriva azot je u amidnom obliku (NH 2), nije direktno pristupačan biljkama već delatnošću mikroorganizama u oksidacionim uslovima sredine transformiše se u NH 2→ NH 4 → NO Amidni oblik azota u zemljištu relativno brzo se transformiše u mineralne oblike koje biljke neposredno usvajaju.

UREJA (KARBAMID) - CO(NH 2)2 Relativno je novo đubrivo (druga polovina XX veka), a nastalo je iz potrebe da se nađu jeftinije kiseline za proizvodnju N-đubriva i koje manje zakišeljavaju zemljište. Urea je relativno jeftino đubrivo i proizvodi se iz sintetičkog amonijaka i jeftine H 2 CO 3 kiseline, ili suvim putem iz NH 3 i CO 2

Ureja je diamid ugljene kiseline. Proizvodi se iz sintetičkog NH 3 i CO 2: CO 2 + 2 NH 3 NH 2 COONH 4 + 38, 06 kcal Prvo se dobija amonijumkarbamat, a zatim nakon dehidratacije, ureja. NH 2 COONH 4 + 6, 8 kcal CO(NH 2)2 + H 2 O Za reakciju je neophodna visoka temperatura (200 o. C) i pritisak (138 -200 bara) Vodeni rastvor ureje se koncentriše radi udaljavanja vode i ostataka gasova. U tornju za granulaciju kapljice ureje pod uticajem hladnog vazduha pretvaraju se u granule pravilnog oblika.

Ureja se proizvodi u obliku granula Mlečno bele ili žućkaste je boje Higroskopnost je mala Relativno je laka: 1 m 3 težak 720 kg Pri unošenju u zemljište, u zavisnosti od vlažnosti, ureja se otapa i širi se. Kretanje amidnog oblika je sporije od nitratnog zbog vezanja za koloide gline i organske mase.

Delovanjem fermenta ureaze koji luče mnoge bakterije i neke biljke, posebno leguminoze, nastupa hidroliza ureaze (amonifikacija): CO(NH 2)2 + 2 H 2 O (NH 4)2 CO 3 2 NH 4+ + HCO 3 - + OH- + H 2 O Brzina hidrolize ureje zavisi od p. H, sadržaja organske materije, fizičkih svojstava zemljišta, mikrobiološke aktivnosti, temperature i vlage. Optimalna reakcija za formiranje fermenta ureaze je p. H 5, 5 -7, 5. Veoma kisela (ispod 4) i alkalna reakcija (>8) naglo smanjuje aktivnost fermenta. Takva zemljišta su nepogodna za primenu ureje.

PRIMENA UREJE Ureja se primjenjuje za sve kulture. Visoki efekat se postiže kod primene ureje na neutralnim, slabo kiselim i slabo alkalnim zemljištima. Pri površinskoj primeni u uslovima karbonatnih i alkalnih zemljišta mogu se javiti gubici NH 3 volatizacijom. Zbog toga ureju ne treba izlagati direktnom delovanju sunca i toplote na površini zemljišta. Najpovoljnije je unošenje ureje na dubinu 5 -15 cm. može primenjivati u čvrstom i tečnom stanju.

Slika br 4 – dozvoljena koncentracija ureje za folijarnu primenu Prilikom folijarne primjene mora se obratiti pažnja na koncentraciju rastvora. Neke biljke su posebno osjetljive. .

KALCIJUM CIJANAMID Sadrži 20 -21% N i 20 -28% Ca. O Fiziološki alkalno djubrivo. Prašak crne ili crno-sive boje. Duža primena na kiselim zemljištima poboljšava njihova fizička i hemijska svojstva zbog neutralizacije kiselosti i obogaćivanja kalcijumom. Pri normalnoj vlažnosti Ca. CN 2 uticajem vode u zemljištu prelazi u cijanamid H 2 CN 2. Cijanamid uticajem mikroorganizama prelazi u ureju (2 -7 dana), zatim u amonijum karbonat, a ovaj u nitrate. Pri tome može nastati malo dicijanamida H 4 C 2 N 2 koji je štetan jer potiskuje nitrifikaciju i deluje nepovoljno na biljke. Zbog toga ne preporučuje se upotreba ovog djubriva za setvu i prihranjivanje.

HVALA NA PAŽNj. I!