Азотные Удобрения: Зачем и Как Применять

Что Такое Азотные Удобрения?

Азотные удобрения это твердые или жидкие вещества, насыщенные азотом, которые широко применяются в сельском хозяйстве для стимулирования роста растений и увеличения урожайности. Азот (N) является важным элементом в составе азотных удобрений, так как все растения нуждаются в нем для производства энергии в своих клетках.

В наших почвах не хватает азота для богатого урожая, особенно с учетом того, сколько пищи нужно для всех жителей Земли. Чтобы восполнить этот дефицит, фермеры по всему миру используют питательные вещества с азотом, преимущественно синтетические.

Существует два вида азотных удобрений в зависимости от их происхождения:

• Органические азотные удобрения. К ним относятся навоз, компост, кровяная и перьевая мука, а также рыбная эмульсия. Эти источники азота образуются естественным путем через ферментацию или компостирование.
• Синтетические азотные удобрения. Они производятся путем превращения газообразного азота (N2) в азотсодержащие продукты – нитраты и аммиак. Содержание азота в этих веществах может варьироваться в зависимости от их назначения, обычно находясь в пределах от 26% до 32%.

Виды Азотных Удобрений

При классификации азотных веществ обычно выделяют питательные вещества на основе нитрата (NO3), аммиака (NH3), аммония (NH4) и мочевины (CH4N2O). Каждый из этих видов азотных удобрений обладает уникальными свойствами, которые определяют их специфические условия и методы использования. Давайте подробнее рассмотрим каждый из этих видов, их характеристики и примеры.

Нитраты (NO3)

Нитратные азотные удобрения — наиболее подвижный вид азотных удобрений благодаря своей растворимости и отсутствию связи с частицами почвы. Такая подвижность может привести к потере и вымыванию азота ^{Gimondo, J., Runkle, E. (2023, June 12). Understanding the forms of nitrogen in water-soluble fertilizers for greenhouse growers. Michigan State University (MSU) Extension.}. В сухую погоду вода испаряется из почвы, и нитраты могут подниматься на поверхность и накапливаться там. Однако, если нитраты проникают ниже корневой зоны, они маловероятно будут снова подниматься, что может привести к значительным потерям питательных веществ. Нитратные азотные удобрения могут быть в различной форме: в виде натриевой селитры (или нитрата натрия – NaNO3) и кальциевой селитры (нитрате кальция – Ca(NO3)2).

Оптимизируйте применение азотных веществ с помощью EOSDA Crop Monitoring. Наша платформа предоставляет данные о влажности почвы как на поверхности, так и в корневой зоне. Если вам нужны более подробные данные, ознакомьтесь с нашим решением для анализа влажности почвы, предназначенным для опытных агрономов.

Аммиак (NH3) и Аммоний (NH4)

Аммиачные формы азота легко усваиваются растениями. Хотя эти питательные вещества растворяются в воде, они связываются с органическими частицами в почве и редко вымываются. Однако, аммиак в воде может быстро испаряться в атмосферу, поэтому его следует вносить под поверхность почвы. В условиях холодного и дождливого климата применение аммиачных питательных веществ может привести к токсичности аммония, что требует внимательного подхода. К ним относятся сульфат аммония (NH4)2SO4, сульфат аммония-натрия NaNH4SO4 и хлористый аммоний (NH4Cl). Их производство проще и дешевле, так как не требует окисления аммиака в азотную кислоту.

В большинстве почв аммоний быстро преобразуется в нитрат из-за процессов нитрификации. Это увеличивает подвижность азота, что может привести к значительным потерям питательных веществ, так как растения теряют до половины доступных питательных элементов из-за вымывания нитратов и выбросов закиси азота ^{Beeckman, F. et al. (2018, April). Nitrification in agricultural soils: impact, actors and mitigation. Current Opinion in Biotechnology, 50, 166-173. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2018.01.014.}. Оптимальные условия для нитрификации — это pH почвы 7, содержание влаги 50% и температура 26°C. В то же время, низкий уровень pH (менее 5,5), заболачивание и температура ниже 4°C замедляют этот процесс. Чтобы повысить эффективность применения азотных удобрений и минимизировать потери, рекомендуется применять методы, снижающие нитрификацию.

Мочевина или Амидные Азотные Удобрения (CH4N2O)

Мочевина это азотное удобрение, которое проходит три стадии преобразования до того как ее усваивают растения:

• Мочевина под действием почвенных ферментов превращается в аммиак.
• Аммиак взаимодействует с водой, образуя аммоний.
• Микроорганизмы в почве превращают аммоний в нитрат.

Если мочевина не преобразуется в аммиак и аммоний, она может вымываться, так как в своей первоначальной форме она очень растворима. Однако при оптимальной влажности и температуре почвы преобразование мочевины в аммиак занимает всего 2-4 дня. Даже при температуре ниже нуля процесс продолжает идти. Поэтому вымывание мочевины встречается довольно редко в реальных условиях. Азот в мочевине находится в органической форме в виде амидов карбоновой кислоты и является одним из наиболее распространенных твердых питательных веществ.

Чтобы достичь наилучших результатов с мочевиной и другими азотсодержащими удобрениями для растений, рекомендуется использовать исторические и прогнозные данные погоды для вашего участка в EOSDA Crop Monitoring. Это поможет вам выявить климатические закономерности и предсказать погодные условия, которые могут повлиять на эффективность усвоения питательных веществ растениями.

Внесение Азотных Удобрений

Чтобы максимально эффективно использовать азотные удобрения, применяйте их с осторожностью. Неправильное или чрезмерное внесение может привести к значительному снижению урожайности. Вот несколько советов, которые могут существенно улучшить результаты выращивания растений:

• Жидкие азотные удобрения наиболее эффективны во время активного роста растений, так как они быстро усваиваются. Однако неправильное или чрезмерное их применение может вызвать вымывание и ожоги корней.
• Сухие или гранулированные удобрения лучше применять в периоды, когда потребность в питательных веществах меньше. Но они могут оставаться на поверхности почвы, что увеличивает риск испарения летучих соединений.

Перед применением веществ с азотом также учитывайте несколько других важных факторов.

Какой Тип Азотных Удобрений Использовать

Нет универсального ответа или мнения касательно того, какое азотное удобрение лучшее для обеспечения растений азотом. Однако применение аммонийных и мочевинных питательных веществ вместо нитратных может помочь сократить выбросы закиси азота (N2O), особенно на переувлажненных почвах. Чтобы сделать сельское хозяйство более экологичным, большинство азота должно поступать из органических источников удобрений, таких как компост, навоз и остатки бобовых культур. Следует помнить, что избыток органического материала может ускорить потерю азота. Одним из эффективных методов является использование остатков бобовых культур, которые предоставляют необходимое количество питательных веществ.

Как Вносить Азотные Удобрения

Для точного внесения удобрений важно провести тестирование почвы. Сбор образцов следует осуществлять на различных глубинах: от 0–10 см (0-4 дюйма), 10–60 см (4-24 дюйма) и даже 60–90 см (24-35 дюймов), если корни проникают глубже.

Чтобы определить оптимальную норму внесения, вычтите количество азота в почве (определенное анализом) из потребности культуры в питательных веществах. Учитывайте тип культуры, стадию ее роста, качество почвы и метод земледелия при определении нужного количества питательных веществ. Карты растительности от EOSDA Crop Monitoring помогают различать зоны поля по уровню растительности, что позволяет вносить переменные нормы удобрений в зависимости от потребностей каждой области.

Когда Вносить Азотные Удобрения

Корректируя сроки внесения в почву питательных веществ в соответствии с потребностями культур, вы можете повысить усвоение питательных веществ и сократить затраты на удобрения. Вещества, содержащие азот, неэффективны, если их вносить заранее, когда растения молодые и их потребности в азоте невысоки. До периода цветения большинству растений требуется менее 20% общего количества азота.

Чтобы увеличить усвоение азота, вносите питательные вещества в нужные фазы роста растений, при этом учитывая, что после их внесения должно выпасть достаточное количество осадков. Избегайте удобрения почв, которые уже заболочены или могут заболачиваться, например, перед дождем. Также сократите время, когда почва остается пустой между переходами от пастбищ к пахотным угодьям.

На различных стадиях роста растений индекс NDVI, который измеряет плотность зеленой массы растений, используется для определения зон, требующих большего или меньшего количества питательных веществ. В начале вегетационного периода, когда почва частично оголена, индекс MSAVI особенно полезен, так как он исключает влияние почвы на расчеты плотности растительности. К середине или концу сезона индекс NDRE становится более эффективным. По мере хода сезона можно использовать индекс ReCl, который отображает уровень хлорофилла в листьях, для точного определения зон, которые могут особенно выиграть от внесения питательных веществ. Если вам нужны дополнительные индексы, мы можем предоставить индивидуальные решения, созданные специально для ваших нужд.

Куда Именно Вносить Азотные Удобрения

Растения более эффективно усваивают азот, когда он вносится близко к корневой зоне или в места, куда дождь может его занести. Глубокое внесение особенно важно на почвах, подверженных эрозии, так как это помогает предотвратить испарение и прилипание азота к верхнему слою почвы.

Также следует применять методы возделывания, которые способствуют лучшему поглощению воды и азота растениями. Например, поверхностный дренаж, минимальная обработка почвы и контролируемое движение помогают снизить потери азота. Эти методы также улучшают структуру почвы, что в свою очередь повышает урожайность.

Что Делают Азотные Удобрения: Плюсы и Минусы

Значение азотных удобрений для фермеров сложно переоценить, поскольку они обеспечивают здоровый рост растений и повышают урожайность. Однако их массовое производство и чрезмерное применение в сельском хозяйстве могут привести к серьезным экологическим проблемам. Важно внимательно изучить как преимущества, так и потенциальные последствия применения азотсодержащих веществ и стремиться минимизировать их негативное воздействие.

Чему Способствуют Азотные Удобрения?

Азотные удобрения, будь то органические или синтетические, предлагаются в разнообразных формах, что позволяет подобрать оптимальные варианты для ваших растений и фермерских нужд, принося существенную пользу:

• Они снабжают сельскохозяйственные культуры важнейшим питательным веществом, необходимым для фотосинтеза.
• Азотсодержащие вещества способствуют увеличению белка в культуре и повышению общего урожая.
• Азотные удобрения улучшают усвоение растениями других важных элементов, особенно фосфора ^{Aulakh, M. S., Malhi, S. S. (2005). Interactions of Nitrogen with Other Nutrients and Water: Effect on Crop Yield and Quality, Nutrient Use Efficiency, Carbon Sequestration, and Environmental Pollution. Advances in Agronomy, 86, 341-409. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(05)86007-9.}.
• Широкий выбор форм и видов азотных удобрений позволяет адаптировать внесение к специфическим требованиям вашего хозяйства.
• Вы можете выбрать между веществами с быстрым или медленным высвобождением азота, в зависимости от потребностей ваших растений.

Вред Азотных Удобрений

Хотя азотные удобрения для растений имеют множество преимуществ, их избыточное или неправильное применение может привести к экологическим проблемам, таким как:

• Загрязнение воды: Чрезмерное внесение азотных удобрений может привести к вымыванию нитратов, что загрязняет источники воды.
• Ухудшение качества воздуха: Избыток азотных удобрений может способствовать росту уровней озона, диоксида азота и твердых частиц, усугубляя загрязнение воздуха и глобальное потепление.
• Ухудшение состояния почвы: Избыток азота может сделать почву кислой и менее плодородной.

Чтобы минимизировать негативное влияние азотных удобрений на растения и предотвратить экологические риски, важно правильно дозировать азотсодержащие вещества и применять их в нужное время. Использование различных программных решений, как, например, переменная норма внесения, доступная в EOSDA Crop Monitoring, помогает оптимизировать использование питательных веществ для растений. Свяжитесь с нами по адресу sales@eosda.com, чтобы получить консультацию по спутниковым картам растительности и другим решениям для устойчивого земледелия.

Устойчивое Использование Азотных Удобрений

Азотные вещества сами по себе не наносят вреда окружающей среде. Проблемы возникают только при их неправильном или чрезмерном применении, когда избыток азота проникает в грунтовые воды, стоки или улетучивается в атмосферу. Если азот из удобрений полностью усваивается растениями и не остается в остатке, вред окружающей среде минимален. Поэтому регулярное тестирование почвы, анализ растительности и точное внесение питательных веществ становятся необходимыми инструментами для фермеров, стремящихся к устойчивому земледелию.