Сокращение выбросов аммиака

Потеря аммиака в воздухе - это потеря азота для роста растений. В то же время улетучивание аммиака является экологическим бременем, влияющим на здоровье человека. Поэтому снижение выбросов аммиака приносит пользу фермерам и обществу.

Каковы конкретно причины и последствия улетучивания аммиака?

Про аммиак

  • Аммиак - очень реактивный, едкий газ, образованный из азота и водорода. Его химическая формула NH3. Аммиак встречается в важных биологических процессах и не является проблемой в низких концентрациях. Однако улетучивание аммиака в атмосферу имеет негативные последствия для сельского хозяйства, экосистем и здоровья человека.

  • Улетучивание аммиака с сельскохозяйственных земель - это потеря азота для роста растений. Поэтому для фермера это обходится дорого, что должно быть сведено к минимуму.

  • Аммиак реагирует с влажностью воздуха с образованием аммония (NH4). Отложения аммония способствуют подкислению земли и воды.

  • Осаждение аммония ухудшает биохимию природных экосистем и вызывает эвтрофикацию (то есть избыток питательных веществ, приводящий, например, к размножению водорослей).

  • Аммиак в сочетании с другими загрязнителями воздуха, такими как серная кислота и азотная кислота, образует вторичные твердые частицы (PM10). Он остается в воздухе в течение нескольких дней и путешествует на большие расстояния. Твердые частицы способствуют заболеваниям дыхательных путей.

Откуда это?

Сельское хозяйство

94% всех выбросов аммиака приходится на сельское хозяйство. Остальные 6% приходятся на обработку отходов, автомобильные перевозки и промышленные применения.

Животноводство и навоз

Животные экскременты содержат большое количество аммиака. На их долю приходится 75% всех выбросов аммиака в сельском хозяйстве. 

На применение минеральных удобрений приходится 22% всех выбросов аммиака в сельском хозяйстве. Эти выбросы связаны с превращением растворенного в почве аммония в газообразный аммиак. Скорость трансформации зависит от уровня pH почвы. Чем выше уровень pH почвы, тем больше аммония превращается в аммиак. Чем выше температура, тем больше аммиака теряется в атмосфере.

Минеральные азотные удобрения либо непосредственно содержат аммоний (сульфат аммония, нитрат аммония, азотно-известковое удобрение), либо преобразуются в аммоний в почве после разбрасывания (мочевина и КАС). Поэтому мочевина и аммонийсодержащие удобрения могут стать причиной потенциальных потерь аммиака. Мочевина, однако, особенно склонна к испарению аммиака. 

В случае гидролиза мочевины из мочевины в аммоний временно повышается уровень pH в непосредственной близости от места нанесения. Повышенный уровень pH стимулирует образование аммиака даже на кислых почвах.

При температуре выше 15 ° C гидролиз мочевины происходит быстро, и местные концентрации аммиака в почве повышаются, и, следовательно, происходит улетучивание. Температура ниже 8 ° C замедляет превращение мочевины в аммиак, а также последующую нитрификацию аммиака в нитрат, что снова приводит к высоким концентрациям аммиака и улетучиванию.

Сухие условия уменьшают диффузию аммиака в почве и, следовательно, также увеличивают испарение. Осадки после нанесения, напротив, уменьшают улетучивание. 

Сравнение минеральных удобрений

 

В таблице показаны выбросы аммиака из основных минеральных удобрений в соответствии с коэффициентами выбросов. Мочевина (53,7%) и КАС (18,4%) вместе составляют 72% этих выбросов.

Лучшая практика удобрений

Выбросы аммиака от внесения удобрений могут быть значительно снижены. Каждый килограмм азота, хранящийся в почве, увеличивает эффективность азота и поглощение растений. Какие практические меры следует принять?

Ингибиторы уреазы

Ингибиторы уреазы замедляют гидролиз мочевины. Таким образом, имеется больше времени для диффузии в почву, снижения концентрации аммиака и увеличения объема почвы, доступного для буферизации рН.

Ингибиторы уреазы могут уменьшить потери аммиака из мочевины примерно на 70% и из КАС примерно на 40%. 

Ингибиторы уреазы могут улучшить экологические и агрономические результаты, но не преодолеть другие слабые места мочевины, такие как более низкая точность распределения и более низкая надежность. Кроме того, разложение ингибитора на мочевине несет в себе риск гораздо более низкого контроля выбросов аммиака, чем заявлено.

Оптимальное внесение удобрений

Внедрение мочевины в почву сразу же после внесения, либо путем инъекции в закрытые отверстия, либо путем культивирования, снижает потенциальные потери улетучивания до 70%. Однако и в этом случае выбросы аммиака по-прежнему остаются более чем в 3 раза выше, чем выбросы от азотно-известковых удобрений. Глубина закачки и текстура почвы влияют на эффективность снижения.

Погодные условия

Следует избегать распространения мочевины в жарких и ветреных условиях без осадков, ожидаемых при распространении. На сухих почвах диффузия аммония и мочевины в почве происходит медленно, а потери на улетучивание высоки.

Влажные почвы улучшают диффузию. Осадки при внесении удобрений значительно сокращают выбросы аммиака за счет лучшего распределения удобрений в почве и снижения пиков рН.

Холодная погода (<15 ° C) сдерживает образование аммиака в почве и последующие потери испарения из мочевины. Однако низкие температуры, часто наблюдаемые в начале весны, замедляют процесс нитрификации. Таким образом, в почве остается больше аммиака, что снова увеличивает потенциальные потери улетучивания.

Почвенные условия

Щелочные почвы (высокий pH) приводят к более высоким потерям улетучивания. Поэтому мочевина и КАС не должны распространяться на таких почвах.

Сплит приложение

Сплит-применение снижает концентрацию аммиака и риск испарения.

Выводы

  1. Использование удобрений на основе нитратов и раздельное внесение являются наиболее эффективными средствами снижения потерь аммиака в атмосфере.

  2. Ингибиторы уреазы снижают улетучивание аммиака из мочевины, но остаются менее эффективными, чем аммиачная селитра.

ТК Вариант