Ulatnianie się amoniaku z mocznika
Mocznik (46-0-0) stanowi ponad pięćdziesiąt procent światowych nawozów azotowych. Występuje w postaci granulatu lub bryłek , co umożliwia łatwe przechowywanie, transport i stosowanie mocznika w rolnictwie. Jest to również najtańsza forma granulowanego nawozu azotowego. Ponieważ mocznik nie jest utleniaczem w standardowej temperaturze i ciśnieniu, jest bezpieczniejszy w obsłudze i stanowi mniejsze zagrożenie dla bezpieczeństwa niż inne popularne nawozy azotowe, takie jak azotan amonu . Jeśli jednak mocznik zostanie zastosowany na powierzchnię gleby, znaczna część zastosowanego nawozu azotowego może zostać utracona do atmosfery w postaci gazowego amoniaku; dzieje się tak tylko w określonych warunkach.
Rozkład mocznika
Aby rośliny mogły pobierać azot z mocznika, należy go najpierw rozłożyć:
Ureaza jest naturalnie występującym enzymem, który katalizuje hydrolizę mocznika do niestabilnego kwasu karbaminowego . Szybki rozkład kwasu karbaminowego zachodzi bez katalizy enzymatycznej z wytworzeniem amoniaku i dwutlenku węgla. Amoniak prawdopodobnie ucieknie do atmosfery, chyba że zareaguje z wodą, tworząc amoniak (NH 4 + ) zgodnie z następującą reakcją:
Jest to ważne, ponieważ amon jest dostępnym dla roślin źródłem azotu , podczas gdy amoniak nie. Ponadto tworzenie wodorotlenkowych może powodować, że gleby wokół zastosowanych cząstek mocznika będą miały pH około 9,0, co zwiększa ulatnianie się amoniaku. Obszar ten jest również bardzo toksyczny z powodu podwyższonego stężenia amoniaku przez kilka godzin, dlatego zaleca się, aby nawozy na bazie mocznika nie były stosowane lub paskowane wraz z wysianymi nasionami w dawce przekraczającej 10–20 kg/ha, w zależności od gatunku rośliny. Ważne jest, aby była odpowiednia wilgotność, ponieważ do trzydziestu procent dostępnego azotu może zostać utracone w wyniku ulatniania się atmosfery w ciągu siedemdziesięciu dwóch godzin od zastosowania.
Względy zarządzania
Ulatnianie się amoniaku zmniejsza efektywność ekonomiczną systemów upraw rolnych. Albo plon zostanie zmniejszony, albo dodatkowe nawozy azotowe poniosą dodatkowe koszty. Stopień ulatniania się amoniaku zależy od kilku czynników środowiskowych, w tym temperatury, pH i zawartości wody w glebie. Ponadto krytyczna jest również ilość pozostałości powierzchniowych i czas między aplikacją mocznika a wytrąceniem. Ogólnie rzecz biorąc, ulatnianie się będzie mniejsze, gdy mocznik zostanie zastosowany w bardziej wilgotnych i chłodniejszych warunkach, które zwykle występują wczesną wiosną (marzec i kwiecień). Jednak wysychanie powierzchni gleby i wzrost temperatur w miarę postępu wiosny zwiększa prawdopodobieństwo ulatniania się amoniaku. W idealnej sytuacji kierownik powinien spróbować zastosować azot bezpośrednio przed umiarkowanym deszczem (0,1 cala), umożliwiając rozpuszczenie mocznika i przemieszczenie się do gleby. Jednak nie zawsze jest to możliwe. Silny wpływ na stopień ulatniania ma również pH gleby. udowodniono , że gleby silnie zasadowe (pH ~ 8,2 lub wyższe) zwiększają hydrolizę mocznika. Jedno z badań wykazało całkowitą hydrolizę mocznika w ciągu dwóch dni od zastosowania na takich glebach. Na glebach kwaśnych (pH 5,2) mocznik hydrolizował dwukrotnie dłużej. Pozostałości powierzchniowe, takie jak strzecha i ściernisko roślinne, wykazują zwiększoną aktywność ureazy. Gleby o wysokiej zawartości materii organicznej mają również wyższe stężenia ureazy. Więcej ureazy powoduje większą hydrolizę mocznika i ulatnianie się amoniaku, zwłaszcza jeśli mocznik nie przedostaje się do gleby.
Inhibitory ureazy
Nawóz jest często stosowany, gdy warunki polowe nie są optymalne, szczególnie w przypadku operacji na dużą skalę. Większość badań wskazuje, że straty azotu można zmniejszyć w takich sytuacjach, gdy do nawozu dodaje się inhibitor ureazy. Inhibitory ureazy zapobiegają rozkładowi mocznika przez enzym ureazę. Zwiększa to prawdopodobieństwo, że mocznik zostanie wchłonięty do gleby po deszczu, a nie ulatnia się do atmosfery. Powoduje to późniejszą hydrolizę pod powierzchnią gleby i zmniejsza straty atmosferyczne. Zastosowanie inhibitorów zmniejsza również miejscowe strefy wysokiego pH, typowe dla nietraktowanego mocznika.