Ich dachte, dass die Reihenfolge der Reaktionen, die stattfinden, wenn wasserfreies Ammoniak dem Boden zugesetzt wird, von Pflanzenproduzenten und denen, die sie beraten, verstanden wurde.
Gemessen an den Telefonanrufen und E-Mail-Nachrichten, die im letzten Herbst aufgetaucht sind, gibt es jedoch immer noch einige Verwirrung darüber, was passiert, wenn diese beliebte N-Quelle dem Boden hinzugefügt wird. Um einige der Verwirrung zu klären, könnte es hilfreich sein, die chemischen Reaktionen zu beschreiben und zu diskutieren, die auftreten, wenn wasserfreies Ammoniak angewendet wird.
Die Chemie ist nicht kompliziert. Vom Standpunkt der Pflanzenproduktion aus gibt es drei Reaktionen. Diese Reaktionen sind unten aufgeführt.
Wasserfreies Ammoniak verlässt die Öffnung im Schaft des Applikators als Gas (NH3). Das Gas wird schnell von Wasser im Boden absorbiert (siehe Gleichung #1). Dies ist eine Standardreaktion, die den Regeln der Chemie unterliegt. Mikrooganismen sind nicht beteiligt. Bei ausreichender Bodenfeuchtigkeit kommt es zu keinem Verlust von NH3.
Wenn die Bodenfeuchtigkeit kurz oder sehr begrenzt ist, wie im Herbst 0f 2011, gibt es nichts, was die Bewegung von NH verhindert3 zurück in die Atmosphäre als Gas. Die Menge an N, die durch diesen Verflüchtigungsprozess verloren geht, ist nahezu unmöglich vorherzusagen. Es gibt mehrere Faktoren, die die Menge an NH3 beeinflussen, die auf diese Weise verloren geht.
Außerdem gibt es keine allgemeine Übereinstimmung über das Ausmaß dieses Verlusts. Einige Untersuchungen an der Kansas State University legen nahe, dass der Verlust von N durch Verflüchtigungsverluste erheblich sein kann, wenn die Böden zum Zeitpunkt der Anwendung trocken sind. Der Verlust wurde mit zunehmender Anwendungstiefe verringert. Gemessen an den Bodenverhältnissen im Herbst 2011 wurde wasserfreies Ammoniak wahrscheinlich in geringer Tiefe ausgebracht, was das Verlustpotenzial erneut erhöhte.
Keine Frage. Die Verflüchtigung von NH3 war im Herbst 2011 ein großes Problem. Der Boden war sehr trocken. Außerdem war die Bodenbearbeitung sehr schwierig. Die Verwendung eines Meißelpfluges erzeugte große Klumpen und die Böden waren nach dieser Bodenbearbeitung nicht weich. Aufgrund dieser beiden Faktoren hätte der Verlust von NH3, der im letzten Herbst angewendet wurde, ohne Nachweis stattfinden können. Daher sollten die Erzeuger zu Beginn der Vegetationsperiode auf das frühe Maiswachstum auf diesen Feldern achten.
Nach Absorption durch Wasser wird das NH3 in Ammonium (NH4+) und OH- (Hydroxylion) umgewandelt, wie in Gleichung 1 gezeigt. Das OH- verursacht einen vorübergehenden Anstieg des Boden-pH-Wertes, der in kurzer Zeit wieder auf den ursprünglichen Wert abfällt. Bakterien, einschließlich derjenigen, die an der Nitrifikationsreaktion beteiligt sind, wachsen und vermehren sich bei den hohen pH-Werten nicht normal. Daher kann wasserfreies Ammoniak als eigener Nitrifikationsinhibitor wirken.
Nachdem N in der Ammonium (NH4)-Form vorliegt, findet die Nitrifikationsreaktion statt (siehe Gleichungen 2 und 3). In Reaktion #2 wird das Ammonium-N in Nitrit-N (NO2-N) umgewandelt. Diese Reaktion kann nicht ohne die Anwesenheit der Nitrosomonas-Bakterien stattfinden. Reaktion #3 ist der zweite Schritt im Nitrifikationsprozess. Mit Sauerstoff wird der Nitrat-Stickstoff in Nitrat-Stickstoff (NO3-N) umgewandelt. Die Nitrobacter-Bakterien sind für die Vervollständigung dieser Reaktion notwendig.
Wir wissen, dass wir das Potenzial für Stickstoffverluste durch Auslaugung oder Denitrifikation reduzieren können, indem wir die Umwandlung von Ammoniumstickstoff in Nitratstickstoff verzögern. Da die Produkte N-Serve und Instinct die Population der Nitrosomonas-Bakterien reduzieren, verlangsamen sie die Nitrifikationsreaktion. Aber können wir diese Produkte verwenden, um den Verlust durch Verflüchtigung zu reduzieren? Gute Frage.
In einer perfekten Welt wäre es schön, ein solches Produkt zu haben, das bei sehr trockenen Böden verwendet werden kann (Herbst 2011). Leider gibt es keine Produkte, die für diesen Zweck verwendet werden können.
Der Stickstoffverlust durch Verflüchtigung wird durch die Verwendung von N-Serve oder Instinct nicht beeinflusst. Das Produkt Agrotain beeinflusst die Umwandlung von Harnstoff-N in Ammonium-N und beeinflusst nicht den Verflüchtigungsverlust von NH3. Das Produkt Nutrisphere hat keinen Einfluss auf eine der besprochenen Reaktionen. Daher gibt es keine Rechtfertigung für die Verwendung dieses Produkts, wenn der Boden trocken ist.
Ich bin mir nicht sicher, ob wir jemals Bodenverhältnisse wie im Herbst 2011 erlebt haben. Hoffentlich haben viele Pflanzenproduzenten beschlossen, ihre Anträge auf die Vegetationsperiode 2012 zu verschieben. Wenn nicht, achten Sie genau auf die Felder, die im vergangenen Herbst mit wasserfreiem Ammoniak gedüngt wurden.