Dusík pro rostliny – zdroje a formy organického dusíku | AGROTEST

Hlavní část dusíku tvoří organické sloučeniny, ze kterých rostlina nemůže dusík přímo spotřebovávat. V přírodě je dusík hlavní složkou vzduchu (75,6 % hmotnosti nebo 78,1 % objemu).

PROČ ROSTLINY POTŘEBUJÍ DUSÍK?

Dusík je pro rostliny životně důležitý prvek, protože je součástí bílkovin a nukleových kyselin. Pouze některé bakterie absorbují dusík přímo ze vzduchu, zatímco všechny ostatní organismy jsou schopny asimilovat pouze sloučeniny dusíku. Rostliny absorbují dusík z půdy ve formě jeho anorganických sloučenin – dusičnanového aniontu a amonného kationtu.

V přírodě existuje dusík ve volném stavu ve formě jednoduché látky – plynného dusíku (N₂). Dusík se používá především k výrobě amoniaku a jeho derivátů (amonných solí).

Za normálních podmínek plynný dusík (N₂) je chemicky málo aktivní, bezbarvý dvouatomový plyn, bez zápachu a chuti, o něco lehčí než vzduch. Mírně rozpustný ve vodě; jeho rozpustnost při 20 °C je 1,54 cm³ na 100 g vody (například rozpustnost kyslíku je 3,1 cm³).

VÝZNAM DUSÍKU VE VÝŽIVĚ ROSTLIN

Rostliny spotřebovávají dusík ve formě dusičnanových aniontů (NO₃ — ) a amonné kationty (NH₄ +). Dominantní formou je dusičnan. Amonium je výhodnější v raných fázích růstu rostlin, nicméně během vegetačního období se také zvyšuje potřeba dusičnanů.

Zdroje dusíku pro rostliny:

1) organické zdroje dusíku, jako je hnůj, odpadní voda a kompost;

2) dusík fixovaný bakteriemi Rizobium (které jsou schopny absorbovat vzdušný dusík);

3) dusík fixovaný mikroby;

4) dusíkatá hnojiva;

Všechny tyto zdroje dusíku se časem mineralizují na dusičnany.

APLIKACE KYSELINY DUSIČNÉ

Kyselina dusičná je velmi důležitým produktem chemického průmyslu. Vyrábí se ve velmi velkých množstvích a slouží jako surovina pro průmyslovou syntézu dusičnanů, které se následně využívají k nejrůznějším účelům. Zejména se používá k výrobě minerálních hnojiv.

Metody stanovení množství aplikace dusíkatých hnojiv

Protože dusičnany jsou hlavní formou dusíku využívaného rostlinami, je metoda stanovení zbytkového dusičnanu v kořenové zóně před výsadbou plánované plodiny (kromě luštěnin) pohodlným způsobem odhadu potřebného množství dusíkatého hnojiva.

Test zbytkových dusičnanů je primární metodou pro stanovení dostupných dusičnanů v půdách, zejména tam, kde je vyluhování dusičnanů minimální. Výjimkou jsou půdy, kde dochází k vyplavování a denitrifikaci. Dusičnany se rozpouštějí ve vodě a tím se stávají mobilními. Tam, kde jsou srážky dostatečně vysoké, je dusík promýván do hlubších zón, než je kořenová zóna, a stává se pro rostlinu nedostupným. V důsledku toho není testování zbytkového dusíku spolehlivé ve špatně odvodněných půdách, které zůstávají vlhké po dlouhou dobu a které mohou být ztraceny denitrifikací. Množství použitého dusíkatého hnojiva závisí na mnoha faktorech.

Nejprve musíte znát charakteristiky plánované sklizně, například kolik dusíku plodina snáší, a také její výnosový potenciál. Důležitým faktorem je také mineralizace půdního organického dusíku. Vysoká úroveň mineralizace sníží rychlost aplikace dusíkatých hnojiv. Sklizeň luštěnin zvýší stupeň mineralizace. Při výpočtu dávek dusíkatých hnojiv se bere v úvahu zbytkový dusičnan v půdě.

FORMY DUSÍKATÝCH HNOJIV

Hlavní formy dusíku obsažené v hnojivech:

• Amid (NH₂). V půdě se přeměňuje na amonnou a následně dusičnanovou formu.
• Amonium (NH₄). Amonná forma se částečně převede na dusičnanovou formu.
• Dusičnany (NO₃). Není zadržován půdou a snadno se smyje do hlubších vrstev.

Zdroje dusíkatých hnojiv

Všechny užitečné látky rostlina získává z půdyProto je důležité, aby byla půda naplněna živinami v dostatečném množství.

Zemědělci mají zájem o stabilní zdroj dusíkatých hnojiv, který budou využívat jejich plodiny. Jejich hlavní obavy: odpařování, imobilizace a dostupnost dusíkatých hnojiv. Všechny zdroje dusíku při správném použití fungují efektivně. Existuje mnoho zdrojů dusíkatých hnojiv, které se v průběhu let používaly.

Dusík se ve většině případů používá ve formě směsi dusičnanu amonného a močoviny (28-0-0 a 32-0-0), močoviny (46-0-0), dusičnanu amonného (34-0-0), bezvodý amoniak (82-0-0), 21-0) a síran amonný (0-24-XNUMX-XNUMX). Výběr zdroje dusíkatých hnojiv je pro uživatele půdy zásadním rozhodnutím. Každý z nich má své výhody a nevýhody. Mohou nastat situace, kdy je jeden zdroj lepší než druhý.

Amoniak

Amoniak se používá hlavně při výrobě dusičnanových kyselých a dusíkatých hnojiv. Roztok čpavku se používá jako univerzální hnojivo pro rostliny.

Hlavním zdrojem dusíkatých hnojiv je bezvodý čpavek (NH₃). Amoniak vzniká interakcí vzdušného dusíku (78 % atmosféry tvoří dusík, N₂) se zemním plynem při vysoké teplotě a tlaku. S rostoucími cenami energie se odpovídajícím způsobem zvyšuje i cena dusíkatých hnojiv. Amoniak přechází do kapalného stavu při teplotách pod -330 o C.

Tímto způsobem je amoniak udržován pod tlakem, aby zůstal v kapalné formě. Amoniak procházející přes platinový katalyzátor se transformuje na kyselinu dusičnou (HNO₃). Kyselina dusičná smíchaná s amoniakem produkuje dusičnan amonný NH₄NE₃ (34-0-0). Močovina (NH₂)₂CO (46-0-0) se vyrábí reakcí přebytečného amoniaku s oxidem uhličitým (CO₂). Reakcí amoniaku s kyselinou sírovou vzniká síran amonný. Reakcí amoniaku s kyselinou fosforečnou vzniká fosforečnan amonný.

Po mnoho let se bezvodý amoniak (NH₃) byl hlavním zdrojem dusíkatých hnojiv při klasickém zpracování půdy. Bezvodý čpavek musí být vstřikován dostatečně hluboko do půdy, aby nedošlo ke ztrátě plynného čpavku. Aplikace může být provedena během setí nebo kdykoli jindy. Tento způsob aplikace je však pro mikroflóru a mikrofaunu půdy značně destruktivní. Dnes bezorební zemědělci používají jiné zdroje dusíkatých hnojiv, které jsou šetrnější.

Močovina

Močovina (NH₂)₂CO (46-0-0) je suché dusíkaté hnojivo běžně používané zemědělci. Močovina aplikovaná na půdu nebo rostlinné zbytky reaguje s vodou a je rychle přeměněna na amonium enzymem ureázou. Jedná se o tzv. hydrolýzu močoviny.

Protože je čpavek plyn, odpařuje se do atmosféry. Pokud je amonium fixováno částicemi zeminy, zadržuje se v ní a nevypařuje se. Dešťové srážky nebo zavlažování 850 mm stačí k přesunutí močoviny do půdy. Vzhledem k tomu, že reakce přeměny močoviny na amonium je enzymatická reakce, rychlost přeměny se odpovídajícím způsobem zvyšuje s rostoucí teplotou. Nejlepší je aplikovat močovinu během chladných období s velkým množstvím srážek.

Přebytečná močovina, která zůstává na povrchu země, umožňuje odpařování amoniaku, zejména ve vlhkých a teplých podmínkách. Na suché zbytky je lepší použít močovinu než na mokré, protože při nedostatku vody je ureasová aktivita menší. Suchou močovinu lze aplikovat pásovou metodou.

Páska by měla být široká 38 cm pro malá zrna nebo šířku řádku. Močovinu lze také použít jako startovací hnojivo 5-8 cm od semenné strany.

Zemědělci používají různé způsoby aplikace dusíkatých hnojiv. Například smícháním roztoků močoviny a dusičnanu amonného dohromady vznikne kapalné hnojivo obsahující přibližně polovinu močoviny a polovinu dusičnanu amonného. Taková řešení jsou dobrým zdrojem dusíku pro plodiny. Jiná dusíkatá hnojiva nemají problémy se ztrátou NH₃.

Odpařování NH₃ dochází, protože ureáza rozkládá močovinu na NH₃ a CO₂. N.H.₃ se rozpouští ve vodě za vzniku amonia (NH₄ +). CO₂ snižuje pH roztoku. Amonium, které je součástí dusičnanu, síranu a fosforečnanu amonného, ​​se nevypařuje. pH roztoků těchto amonných solí je nízké, protože kyselina dusičná, kyselina sírová a kyselina fosforečná jsou silné kyseliny a NH₄ON je slabý základ. Silná kyselá charakteristika solí zabraňuje ztrátě NH₃. CO₂ – je slabší kyselina než NH₃ – slabá základna; tedy kyselost se zvyšuje se zvyšujícím se CO₂.

Výpočet doby aplikace

Optimální doba pro aplikaci dusíkatých hnojiv závisí na:

1) pěstovaná plodina,

2) charakteristika spotřeby dusíku,

4) kořenová zóna,

6) množství potřebného dusíku.

Načasování použití dusíku je důležitější pro plodiny s mělkými kořeny pěstované v písčitých půdách než pro plodiny s hlubokými kořeny pěstované na hlinitých půdách. Maximální spotřeba dusíku nastává v obdobích rychlého růstu. Například pšenice má nejrychlejší růst, a tedy i nejvyšší spotřebu dusíku ve fázi spouštění.

Většina nebo všechna dusíkatá hnojiva by měla být aplikována dostatečně brzy, aby mikroorganismy měly čas mineralizovat dusíkaté hnojivo na dusičnanovou formu (takže dusík bude rostlině dostupný). Nízké teploty půdy zpomalují mineralizační procesy, proto je třeba dusíkatá hnojiva aplikovat alespoň 3 týdny před setím.

Ke spotřebě dusíku v kukuřici dochází nejrychleji ve fázi od 8 listů po vypuzení laty. Většina dusíku by měla být aplikována do 2 týdnů ve fázi maximální spotřeby za předpokladu, že tento dusík je ve formě přístupné rostlině – ve formě dusičnanů. V závlahách, kde je dusík aplikován vodou, je nutné jej aplikovat 2 týdny před obdobím aktivní spotřeby dusíku.

Ke ztrátě dusíku z půdy může dojít, když:

1) vymývání (louhování),

Vyluhování je proces vymývání rozpustných dusičnanů vodou. Půdy s vysokou schopností zadržovat vodu mohou akumulovat značné množství vody spolu s dusičnany.

Vliv mechanického složení (textury) půdy

Pro půdy s dobrou texturou (hlíny) , které mají vysokou schopnost zadržovat vodu, lze dusíkaté hnojivo aplikovat bezprostředně před setím nebo jako vrchní zálivku v období nejaktivnějšího růstu. Aplikace dusíku musí být načasována, aby nedošlo k vyplavování do mělčích oblastí.

V oblastech, kde je množství srážek během vegetačního období malé, není výše uvedený problém relevantní. Ale v oblastech s vysokými srážkami je načasování hnojení kritické. U lehkých půd se špatným provzdušňováním v důsledku úrovně vlhkosti je důležité aplikovat většinu dusíkatých hnojiv po vysušení půdy. Pokud je dusík aplikován před setím, dochází ke ztrátě hlavního potenciálu dusíku v důsledku denitrifikace.

Písčité půdy

Pro písčité půdy Část dusíku lze aplikovat herbicidem nebo startovacím hnojivem. Část by měla být aplikována před fází maximální spotřeby dusíku (jak bylo diskutováno výše). Množství vyplaveného dusíku závisí na vlastnostech půdy a její schopnosti zadržovat vodu. Zlepšení struktury půdy jistě snižuje množství vyplavování dusičnanů.

Denitrifikace

Denitrifikace je mikrobiální proces, při kterém anaerobní půdní bakterie (bakterie, které mohou žít bez atmosférického kyslíku) využívají (recyklují) kyslík z dusičnanů (NO).₃) k udržení jejich životních procesů.

Podle způsobu krmení se půdní bakterie dělí na: saprofyty, symbionty a parazity. Mnoho druhů bakterií přispívá k aktivní fixaci atmosférického dusíku a přeměňuje jej na organickou formu, což zvyšuje úrodnost půdy.

Proces denitrifikace je přeměna hotového dusičnanu na různé formy dusíku, který se může ztrácet ve formě plynných oxidů dusíku.

Proces denitrifikace lze zobrazit v následujícím diagramu: 2NO₃ → 2NE₂ → 2NO → N₂O → N₂.

Každý specifikovaný krok doprovázejí různé půdní enzymy. Půdní bakterie produkují enzymy. K denitrifikaci dochází při nedostatku kyslíku a dostatečného množství CO₂ a žádná₃ -.

Pro snížení potenciálních ztrát dusíku denitrifikací je nutné synchronizovat načasování aplikace dusíku s fází maximální spotřeby dusíku. Pokud je nutné aplikovat dusíkaté hnojivo ve fázi maximální spotřeby dusíku, můžete použít zpomalovač nitrifikace pro redukci dusíku z hnojiva na dusičnany.

Spotřeba a odstraňování dusíku plodinami

Množství dusíkatého hnojiva, které rostlina potřebuje, závisí na výnosu a množství dusíku přenášeného plodinou.

Tabulka 1: Odstraňování dusíku plodinami

Doporučení pro dusík

Export dusíku z plodin je celkové množství dusíku odstraněného z půdy plodinou. Potřeba dusíku je množství dusíku spotřebovaného rostlinou pro růst listů, stonků, kořenů a zrn. Rostlinné zbytky obsahují zbytkový dusík, který je rostlinám k dispozici po hnilobě rostlinných zbytků.

Tabulka 2. Kredity dusíku

To znamená, že kreditní hodnotu lze odečíst od celkového množství potřebného dusíkatého hnojiva.

Výkon

Tento článek pojednává o funkci dusíku jako hnojiva a jako rostlinné živiny. Dusík je nezbytný pro pěstování zdravých, vysoce kvalitních plodin. Množství dusíku, které je třeba aplikovat, závisí na mnoha faktorech, jako jsou: zbytkový dusičnan v půdě, výnosy luštěnin, spotřeba dusíku plodin, výnosový potenciál, imobilizace zbytků dusíkatými hnojivy, stupeň mineralizace dusičnanů, organická hmota v půdě, cena obilí , hladiny bílkovin , hladina bílkovin a další ukazatele kvality plodin

O účinnosti aplikace

Účinnost používání dusíkatých hnojiv může být vyšší, pokud je správně zvolen zdroj dusíku. Existuje mnoho účinných způsobů aplikace dusíkatých hnojiv v závislosti na načasování, vybavení a mnoha dalších faktorech. Používání dusíkatých hnojiv narůstá, zatímco bez orby je pozorováno následující: pokud jsou na povrchu půdy ponechány zbytky plodin, hladina organické hmoty může zpočátku klesat, i když se nakonec zvýší.

To je způsobeno uvolňováním dusíku. Zanecháním zbytků plodin na povrchu země si tak zachováme vláhu pro budoucí sklizeň. Je na vás, zda tento dodatečný potenciál využijete nebo ne.

Populární dotazy