Санкт-Петербургский  Государственный Аграрный Университет

Кафедра агрохимии

Курсовая  работа

Формы азотных удобрений и особенности  их применения

Выполнила:

Студентка группы 1312

Миронова А.И.

Руководитель:

Царенко В.П.

Санкт-Петербург-Пушкин

2007

План  курсовой работы

Введение.

Глава 1.

1. Роль азота  в жизни растений.

2. Азотное питание  растений.
3. Круговорот и баланс азота в земледелии.
4. Трансформация азота удобрений в почвах и его использование растениями.
5. Эффективность азотных удобрений и способы снижения потерь.

 

Глава 2.

2.1. Характеристика  азотных удобрений.

2.2. Аммиачные  удобрения.

2.3. Аммонийные  удобрения.

2.4. Нитратные  удобрения.

2.5. Аммонийно-нитратные  удобрения.

2.6. Амидные удобрения.

2.7. Медленнодействующие  формы азотных удобрений.

Введение

    Агрохимия, являясь частью комплексной науки агрономии, изучает взаимодействие между растением, почвой и удобрением в процессе питания сельскохозяйственных культур. По определению Д.Н. Прянишникова, главная её задача – изучение круговорота веществ в земледелии и выявления тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут повышать его урожай или изменять его качество.  Современная агрохимия – теоретическая, биологическая и химическая дисциплина, имеющая прямую связь с практикой сельскохозяйственного производства, её главная цель заключается в управлении круговоротом и балансом химических элементов в системе почва – растение. Агрохимия по праву занимает центральное место среди агрономических дисциплин, т.к. решающим условием повышения урожайности становится химизация сельскохозяйственного производства в сочетании с механизацией и мелиорацией.

     Задача  современного агрохимика состоит в  определении точных параметров круговорота  всех биогенных элементов с учётом зон выращивания и специфики разных растений и их сортов, в создании наилучших для них условий питания с учётом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой, определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения.

     В своей работе я рассматриваю особенности  применения разных форм азотных удобрений

Глава 1.

1.1. Роль  азота в жизни растений.

     Химический  элемент азот был открыт во второй половине 18 века французским химиком  Лавуазье, он составляет 78,08% атмосферного воздуха. В настоящее время наука располагает огромной информацией о роли азота в жизни растений и путях его трансформации, начиная от прорастания семян и заканчивая полным циклом развития растений. Физиологическое значение азота связано, прежде всего, с тем, что он является обязательным компонентом всех белковых веществ (составляет 16 – 18% их массы) которые входят в состав протоплазмы и ядра, а так же в состав таких жизненно важных для растений органических соединений, как хлорофилл, фосфатиды, гормоны и большинство витаминов. С белковыми веществами неразрывно связана биокаталическая активность протоплазменных структур, т.к. все содержащиеся в клетке ферменты имеют в своей основе молекулу белка. Большая группа ферментов состоит исключительно из белков.

     При  недостаточном снабжении растений азотом замедляется образование  ферментов, а это ведёт к ослаблению процессов биосинтеза и, в конечном счете, к снижению урожая, уровень  которого можно корректировать, регулируя  азотное питание, поскольку именно азот является ведущим фактором в повышении урожайности. При хорошем азотном питании синтез белковых веществ повышается, стебли и листья приобретают интенсивную зелёную окраску, а при недостатке азотного питания рост растений сильно ухудшается, ухудшается формирование репродуктивных органов, в первую очередь это сказывается на развитии вегетативной массы: стебли плохо ветвятся, становятся тоньше, листья мельче, цвет бледнее

(Д.А. Филимонов, 1976).

        Среднее содержание азота в растениях находится в пределах 0,5 – 5,0% воздушно-сухой массы. Больше всего его в семенах, в вегетативных органах мало, ещё меньше в корне-, клубнеплодах и овощных культурах. Вообще содержание азота может меняться в зависимости от возраста растений, почвенно-климатических условий, обеспеченности питательными элементами. В молодом возрасте вегетативные органы наиболее богаты азотом, а по мере их старения азотистые вещества передвигаются во вновь появляющиеся листья и побеги (Б.А. Ягодин, 2004).

1.2. Азотное  питание растений.

     Среди источников азотного питания растений большое значение принадлежит неорганическим соединениям и в первую очередь  нитратному и аммиачному азоту. Вопрос о способности растений усваивать  ту или иную форму соединений азота  потребовал для своего окончательного решения длительного времени. На протяжении почти всего 19 века проблема азотного питания решалась путём противопоставления 2 форм соединений: аммиачной и нитратной. Лишь к концу столетия стала распространяться точка зрения, согласно которой обе формы азотистых соединений могут в определённых условиях служить источником азотистой пищи. В решение этой задачи существенный вклад внёс выдающийся учёный Д.Н.Прянишников. Он установил, что растения, для синтеза органических веществ могут использовать аммиачный азот быстрее, чем азот нитратов. Преимущество аммиачного питания по сравнению с нитратным объясняется тем, что аммиачный азот стоит ближе к продуктам синтеза азотосодержащих веществ в растениях, чем нитраты, которые прежде чем стать непосредственными продуктами синтеза аминокислот и белков, должны быть восстановлены до аммиака. Аммиачный азот, поступивший в растения или образовавшийся в них в результате восстановления нитратов и нитритов, не накапливается в растениях, но при участии углеводов и продуктов их окисления идёт на образование аминокислот и амидов, накопление которых в больших количествах не вредит растениям, тогда как накопления аммиака нежелательно. Аминокислотам и их амидам принадлежит важное место в синтезе белков. Наряду с этим идут процессы их распада через аминокислоты до аммиака. Таким образом, с одной стороны аммиак, поглощённый растением или образовавшийся в результате восстановления нитратов, является первичным исходным материалом для синтеза белков, с другой – конечным продуктом распада белков в нём. На основании этого Д.Н.Прянишников высказал положение, что аммиак есть альфа и омега азотистого обмена веществ в растении, т.е. этот процесс начинается аммиаком и им же заканчивается

(П.А.  Баранов, 1961).

     Процессы  азотного обмена веществ происходят в течение всего времени роста и развития растений. Характер этих процессов зависит от многих факторов, среди которых большое значение имеют вид и возраст растений, обеспеченность их углеводами, условия среды и, в частности, условия питания. Несмотря на исключительно важную роль аммиака в процессах синтеза азотистых веществ в растениях, не всегда аммиачное питание оказывается лучшим, по сравнению с нитратным. Иногда бывает наоборот – нитратное даёт более положительные результаты, чем аммиачное. Это зависит от влияния условий на характер поступления форм азота и их усвоения растениями (Д.Н. Прянишников, 1945).

1.3. Круговорот  и баланс азота в земледелии.

     Соединения  минерального азота в почве очень  подвижны и динамичны. Их содержание и трансформация являются результатом многочисленных физических, физико-химических и биологических процессов круговорота азота. В естественных биоценозах происходит замкнутый цикл круговорота. Он включает приходные статьи: поступление азота с растительным опадом, остатками корней, экскрементами и останками животных; биологическую фиксацию атмосферного азота микроорганизмами, поступление NO₃ и NH₄ с атмосферными осадками, и, соответственно, расходные: использование растениями, инфильтрация  и денитрификации, потери в результате водной и ветровой эрозии.

     Соотношение приходных и расходных величин  в круговороте азота составляет баланс этого элемента. Если расход превышает накопление, баланс будет  отрицательным, в противоположном  случае – положительным, если же обе  величины равны – баланс нулевой (уравновешенный), он характерен для природных биоценозов. В процессе освоения земельных участков уравновешенный баланс нарушается: потери значительно превышают поступление, и почва обедняется данным элементом. В такой ситуации внесение азотных удобрений и навоза может ликвидировать дефицит в азотном балансе почвы и создать условия для сохранения и повышения её плодородия. Это одно из важнейших условий интенсивного земледелия

(Б.А. Ягодин, 2004).

1.4. Трансформация  азота удобрений в почвах и его использование растениями.

     Почти все азотные удобрения хорошо растворимы в воде. Нитратные формы  передвигаются в почве вместе с почвенной влагой и никаким  видом поглощения, кроме биологического не связываются. Аммиачные и аммонийные формы при внесении в почву поглощаются её ППК и переходят в обменно-поглощённое состояние, в дальнейшем при благоприятных для процессов нитрификации условиях они трансформируются в нитраты и приобретают все их свойства. Таким образом, почти все азотные удобрения изначально, или в процессе нитрификации накапливаются в почве в форме нитратов, которые, в свою очередь подвергаются процессам денитрификации. Они протекают почти во всех почвах, и основные потери азота, составляющие 20 – 30% от внесённого, связаны именно с ними. Являясь причиной наиболее значительных потерь азота из почвы, с агрономической точки зрения процессы денитрификации могут быть оценены как негативные, однако с экологической точки зрения они могут играть и позитивную роль, т.к. «освобождают» почву от неиспользованных растениями нитратов и ограничивают их поступление в водоёмы и дренажные воды. В процессе жизнедеятельности микроорганизмов часть азота удобрений в почве трансформируется в органические неусвояемые для растений формы. Установлено, что в результате процесса иммобилизации около 10 – 12% азота нитратных и 30 – 40% аммонийных, аммиачных и амидных удобрений закрепляется в почве в органической форме

(Д.А.  Сабинин, 1955).

     Ранее полагали, что растение использует в год внесения азотных удобрений 60 – 70% содержащегося в них азота, в последствии же выяснилось, что весь внесённый в почву азот удобрений расходуется за один вегетационный период: часть используется растениями, часть иммобилизуется, и часть безвозвратно теряется (Б.А. Ягодин, 2004).

1.5. Эффективность азотных удобрений и способы снижения потерь.

     Сбалансированное  применение азотных удобрений существенно  повышает содержание витаминов в  растениях, увеличивает содержание аскорбиновой кислоты, каротина, тиамина, рибофлавина и миозина. Нитратная  форма в большей степени способствует накоплению аскорбиновой кислоты, чем аммонийная

(Д.А.  Филимонов, 1978).

       Повышение эффективности азотных  удобрений связано с увеличением  продуктивного использования азота  растениями и снижения его  безвозвратных потерь. Решается это за счёт совершенствования агротехнических и мелиоративных мероприятий и за счёт оптимизации условий питания растений:

1) Применение  оптимальных доз и форм удобрений  с учётом биологических особенностей  растений, свойств самих удобрений  и почвенно-климатических условий.

2) Приближение  сроков внесения удобрений к  периоду интенсивного потребления  азота растениями с учётом  их биологических и сортовых  особенностей.

3)Использование  ингибиторов нитрификации – препаратов, угнетающих жизнедеятельность нитрифицирующих бактерий и обеспечивающих сохранение азота в аммонийной форме.

4) Внедрение  новых форм медленнодействующих  азотных удобрений с контролируемой  скоростью высвобождения азота

(Б.А.  Ягодин, 2004).

Глава 2.

2.1. Характеристика  азотных удобрений.

     В зависимости от формы соединения азота все азотные удобрения  можно разделить на виды:

Аммиачные – азот в форме свободного аммиака;

Аммонийные  – азот в виде иона аммония, связанного с какой-либо кислотой;

Нитратные - азот в окисленной форме, в виде солей азотной кислоты;