Que se passe-t-il lorsque de l’ammoniac anhydre est injecté dans le sol?
Plusieurs réactions physiques et chimiques ont lieu après l’injection d’ammoniac anhydre : dissolution dans l’eau, réaction avec la matière organique du sol et l’argile, et fixation des ions ammonium sur le complexe d’échange de cations du sol. Ces réactions tendent toutes à limiter le mouvement de l’ammoniac, l’eau ayant le plus grand effet initial. La concentration la plus élevée d’ammoniac se trouve au /près du point d’injection, avec une réduction de la concentration vers le bord extérieur de la zone de rétention. Habituellement, la plus grande concentration d’ammoniac se situe dans le premier pouce ou deux du point d’injection, la zone de rétention globale pouvant atteindre 3 à 4 pouces de rayon dans la plupart des sols. La taille et la forme spécifiques de la zone de rétention d’ammoniac varient considérablement en fonction du taux d’application, de l’espacement des injections, du sol et des conditions du sol à l’injection (texture du sol, structure du sol, matière organique et état d’humidité).
L’ammoniac se déplace plus loin lors de l’injection dans les sols à texture grossière et les sols peu humides. De plus, si le système d’injection provoque un maculage des parois latérales (lorsque les sols sont humides), l’ammoniac peut préférentiellement remonter la fente d’injection. Un mouvement vers la surface du sol peut se produire pendant un certain temps après l’application si le sol sèche et que la piste d’injection « s’ouvre” à mesure que le sol sèche (également moins d’humidité du sol pour retenir l’ammoniac libre en solution avec les sols desséchés). Un mouvement similaire dans le sol peut se produire si le sol se brise en mottes lors de l’application et qu’il reste de grands vides d’air dans le sol. Ces conditions peuvent entraîner une plus grande concentration d’ammoniac vers la surface du sol et un plus grand potentiel de perte dans l’atmosphère au moment de l’application ou après l’application.
Lorsque de l’ammoniac est injecté dans le sol, la réaction initiale au point de libération est violente. L’ammoniac réagit et se lie aux constituants du sol tels que la matière organique et les argiles. Il réagit avec l’eau pour former de l’ammonium (NH4+). Ces réactions aident à retenir l’ammoniac au point d’injection. Avec la grande affinité pour l’eau, l’humidité du sol est importante pour limiter le mouvement de l’ammoniac, mais l’eau ne détermine pas en fin de compte la rétention dans le sol. Après conversion en ammonium, qui est un ion chargé positivement, il est maintenu sur le complexe d’échange du sol et ne bouge pas avec l’eau. Ce n’est qu’après conversion en nitrate (NO3–), via le processus de nitrification, qu’il peut être perdu du sol par lixiviation ou dénitrification.
Réaction chimique et biologique de l’ammoniac anhydre dans le sol
(1) NH3+ H2O = NH4 + + OH–
La réaction de l’ammoniac avec l’eau (1) provoque un pH alcalin initial dans la zone de rétention de l’ammoniac (le pH peut temporairement dépasser neuf au point de concentration la plus élevée). C’est de l’ammoniac libre (NH3) et non de l’ammonium qui peut être perdu du sol lors de l’application et est dommageable pour les microorganismes et les racines / semis des plantes. Lorsque le pH dépasse 7,3, l’équilibre entre l’ammonium et l’ammoniac entraîne une augmentation de l’ammoniac (le pourcentage en ammoniac serait de 1% à pH 7,3, 10% à pH 8.3, et 50% à pH 9,3).
(2)2NH4 + + 3O2 = 2NO2– + 2H2O + 4H +
(3) 2NO2– + O2 = 2 NO3–
Ces deux réactions (2 et 3) sont les étapes du processus de nitrification biologique qui se produit avec de l’ammonium dans le sol et qui aboutit finalement à un abaissement du pH du sol au pH d’origine ou inférieur. La nitrification se produit d’abord sur les bords extérieurs d’une bande de rétention d’ammoniac et progresse vers l’intérieur à mesure que les effets initiaux de l’injection d’ammoniac diminuent et que les conditions du sol deviennent plus propices à l’activité microbienne.
L’ammoniac anhydre peut-il être appliqué sur des sols secs?
Un sol sec peut contenir de l’ammoniac. Même le sol séché à l’air contient de l’humidité, bien que la teneur en humidité soit assez faible. L’ammoniac se dissout facilement dans l’eau, mais il est maintenu ou retenu dans le sol par l’argile et la matière organique. Le problème avec un sol sec et une faible humidité est que l’humidité du sol est nécessaire pour retenir temporairement (« entrer en solution”) l’ammoniac afin qu’il puisse s’attacher à l’argile ou à la matière organique sous forme d’ammonium. Si les sols secs sont en motte et ne scellent pas correctement lors de l’application, l’ammoniac libre peut être perdu lors de l’injection ou s’infiltrer à travers les pores dilatés entre les mottes après l’application. Par conséquent, une bonne profondeur d’injection et une bonne couverture du sol sont indispensables pour l’application dans les sols secs. En outre, la réduction du taux d’application ou le rétrécissement de l’espacement des injections réduit la concentration d’ammoniac dans chaque bande d’injection. Les disques de fermeture peuvent réduire la perte d’ammoniac en recouvrant la voie d’injection de terre qui emprisonne l’ammoniac lorsqu’il se déplace vers la surface du sol.