Азотные удобрения

Азотные удобрения - это удобрения, которые в первую очередь обеспечивают растения их основным питательным элементом - азотом . Эти удобрения могут быть природного происхождения (например, нитрат калия ) или производиться промышленным способом.

история

Традиционно в сельском хозяйстве используются азотные удобрения, такие как жидкий навоз и навоз . После того, как Юстус фон Либих обнаружил важность химического элемента азота для урожайности в сельском хозяйстве, спрос на удобрения увеличился. Встречающиеся в природе месторождения содержат нитрат калия и нитрат натрия , например, в Чили (отсюда и общее название чилийская нитрат ), и были добыты в основном в первой половине XIX века. Процесс Габера-Боша , патент на который BASF подал в 1910 году , позволил искусственно получить аммиак в качестве исходного материала для производства удобрений. Крупномасштабное промышленное производство минеральных удобрений, ставшее возможным благодаря этому процессу, сделало возможным огромный рост населения мира в 20-м веке, а значит, и современное общество. Тем не менее, применение азотных удобрений также увеличилась смертность в бабочек . Кроме того, в 20 веке отстой сточных вод использовался в качестве удобрения, так как он может содержать до пяти процентов азота в сухом веществе .

срок

Поскольку азот считается «двигателем роста растений», он является наиболее важной формой удобрения. Различают минеральные и органические формы удобрений. Растения поглощают азот в основном в виде нитрата , аммония и мочевины также могут поглощаться напрямую. Минерализация (разложение органического вещества микроорганизмами ) превращает все соединения азота в почве в нитраты.

По причинам защиты окружающей среды (выщелачивание нитратов) и здоровья (содержание нитратов) принцип удобрения на основе потребностей должен применяться к обеспечению культурных растений азотом. Необходимое количество азота от удобрений - это разница между потребностью в азоте соответствующей культуры за вычетом подачи почвы. Подача азота - это поставка минерального азота в начале культивации - в слой почвы, используемого культивируемым растением - и последующая поставка в период культивирования. Последующая доставка осуществляется за счет органических веществ ( гумуса и пожнивных остатков) и естественного азота (например, осадки). Поэтому необходимо определять содержание азота в начале культивирования и, возможно, также во время его выращивания, но не реже одного раза в год в рамках обследования почвы .

использовать

Ежегодно около 120 миллионов тонн азота преобразуется в реактивные формы с помощью удобрений в интенсивном сельском хозяйстве , больше, чем преобразовывается естественными процессами на Земле. Они могут попадать в водоемы и экосистемы и оказывать на них изменяющееся влияние. Если соединения азота не связаны с частицами почвы, они могут быстро вымываться в грунтовые воды или водотоки через атмосферные осадки. Особенно это касается нитратов. При восстановлении почвенных условий (заболачивание) могут происходить потери азота в виде газообразного азота (N 2 , N 2 O, NO), при высоких значениях pH также в виде аммиака (NH 3 ). Кроме того, часть азотных удобрений превращается в закись азота, которая является мощным парниковым газом , вызывающим глобальное потепление . По мнению ученых, допустимый для глобальных экосистем предел составляет 35 миллионов тонн азота в год. Промышленное производство азотных удобрений в основном осуществляется с использованием ископаемого топлива, и на него приходится 1,2% мирового потребления первичной энергии .

Процесс удобрения

Нитрат кальция с содержанием общего азота 15,5% , из которых 14,4% нитратного азота и 1,1% аммонийного азота

Неорганические и органические соединения азота из природных источников или синтетических процессов («искусственные удобрения», см. Минеральные удобрения ) используются в качестве удобрений . Содержание азота выражается как массовая доля N (% N).

Некоторые растения могут получать азот из воздуха и фиксировать его с помощью симбиотических микроорганизмов , например бобовых, таких как горох, фасоль, люпин с «клубеньковыми бактериями» ( Rhizobium leguminosarum ), живущими в корнях . Аммиак образуется из аминогрупп в органическом веществе в результате гидролиза . Он реагирует с водой с образованием ОН - и NH 4 + . Ион аммония является окисляется до нитритов с помощью почвенных бактерий Nitrosomonas и далее Nitrobacter до нитрата .

При использовании органических («натуральных») удобрений азот постепенно высвобождается в результате микробной деградации - в зависимости от температуры почвы, влажности и размера зерна сырья. С другой стороны, минеральные удобрения работают быстрее, потому что они могут абсорбироваться непосредственно корнями растений в виде водорастворимых соединений.

Примеры азотных удобрений

Смотри тоже

веб ссылки

Викисловарь: азотные удобрения  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Йорг Альбрехт: 100 лет процесса Габера-Боша: хлеб и войны с воздуха. В: Frankfurter Allgemeine Zeitung . FAZ.net, 14 октября 2008, доступ на 27 ноября 2019 года .
  2. ^ Сюзанна Курц, Тило Хейнкен, Томас Фартманн: Обогащение азотом растений-хозяев увеличивает смертность обычных видов чешуекрылых . В кн . : Экология . Лента 188 , 2018, с. 1227-1237 , DOI : 10.1007 / s00442-018-4266-4 .
  3. ↑ Rockström, J. et al., Безопасное рабочее пространство для человечества . В: Nature , 461 (7263), (2009), 472-475, DOI : 10.1038 / 461472a .
  4. ↑ Таллаксен и др., Азотные удобрения, производимые с использованием энергии ветра: парниковые газы и энергетический баланс производства аммиака в масштабах общины . В: Journal чистого производства 107, (2015), 626-635, DOI : 10.1016 / j.jclepro.2015.05.130 .