wat gebeurt er als ammoniak in de bodem wordt geïnjecteerd?
verschillende fysische en chemische reacties vinden plaats na injectie met ammoniakgas: oplossen in water, reactie met organisch materiaal in de bodem en klei, en aanhechting van ammoniumionen op het kationenuitwisselingscomplex in de bodem. Deze reacties hebben allemaal de neiging om de beweging van ammoniak te beperken, waarbij water het grootste initiële effect heeft. De hoogste concentratie ammoniak bevindt zich op / nabij het injectiepunt, waarbij de concentratie naar de buitenrand van de retentiezone wordt afgebouwd. Meestal is de grootste ammoniakconcentratie binnen de eerste inch of twee van het injectiepunt, met de totale retentiezone tot 3-4 inch in straal in de meeste bodems. De specifieke grootte en vorm van de ammoniakretentiezone variëren sterk, afhankelijk van de snelheid van toediening, injectieafstand, bodem en bodemomstandigheden bij injectie (bodemtextuur, bodemstructuur, organisch materiaal en vochtstatus).
ammoniak beweegt verder bij injectie in grofgetextureerde bodems en vochtarme bodems. Ook, als het injectiesysteem veroorzaakt zijwand vlekken (treedt op wanneer de bodem nat), dan ammoniak kan bij voorkeur terug te verplaatsen naar de injectie sleuf. Beweging naar het bodemoppervlak kan enige tijd na het aanbrengen optreden als de grond droogt en de injectiebaan “opent” als de grond droogt (ook minder bodemvocht om vrije ammoniak in oplossing met drooggrond vast te houden). Een soortgelijke beweging in de bodem kan optreden als de grond bij het aanbrengen in kluiten breekt en er grote luchtgaten in de bodem achterblijven. Deze omstandigheden kunnen resulteren in een grotere ammoniakconcentratie naar het bodemoppervlak, en een groter potentieel voor verlies aan de atmosfeer bij of na toepassing.
wanneer ammoniak in de bodem wordt geïnjecteerd, is de eerste reactie op het punt van afgifte heftig. De ammoniak reageert en bindt met bodembestanddelen zoals organisch materiaal en klei. Het reageert met water om ammonium (NH4+) te vormen. Deze reacties helpen ammoniak op het injectiepunt vast te houden. Met de hoge affiniteit voor water, bodemvocht is belangrijk voor het beperken van de beweging van ammoniak, maar water bepaalt uiteindelijk niet retentie in de bodem. Na omzetting in ammonium, dat is een positief geladen ion, het wordt gehouden op de bodem uitwisseling complex en beweegt niet met water. Pas na omzetting in nitraat (NO3–) via het nitrificatieproces kan het door uitspoeling of denitrificatie uit de bodem verloren gaan.
chemische en biologische reactie van ammoniakgas in de bodem
(1) NH3 + H2O = NH4+ + OH–
de reactie van ammoniak met water (1) veroorzaakt een initiële alkalische pH in de ammoniakretentiezone (de pH kan tijdelijk boven de negen stijgen op het hoogste concentratiepunt). Het is vrij ammoniak (NH3) en niet ammonium dat bij het aanbrengen van de grond verloren kan gaan en schadelijk is voor micro-organismen en plantenwortels/zaailingen. Als de pH hoger is dan 7,3, resulteert het evenwicht tussen ammonium en ammoniak in een verhoogde ammoniak (het percentage ammoniak zou 1% zijn bij pH 7,3, 10% bij pH 8.3, en 50% bij pH 9,3).
(2) 2NH4+ + 3O2 = 2NO2– + 2H2O + 4H+
(3) 2NO2– + O2 = 2 NO3–
deze twee reacties (2 en 3) zijn de stappen in het biologische nitrificatieproces dat plaatsvindt met ammonium in de bodem, en uiteindelijk resulteert in een verlaging van de pH van de bodem terug naar de oorspronkelijke pH of lager. Nitrificatie vindt eerst plaats aan de buitenranden van een ammoniakretentieband en vordert naar binnen naarmate de initiële effecten van ammoniakinjectie afnemen en de bodemomstandigheden gunstiger worden voor microbiële activiteit.
kan ammoniakgas worden toegepast op droge grond?
droge grond kan ammoniak bevatten. Zelfs luchtgedroogde grond bevat wat vocht, hoewel het vochtgehalte vrij laag is. Ammoniak lost gemakkelijk op in water, maar het wordt vastgehouden of vastgehouden in de bodem door klei en organisch materiaal. Het probleem met droge grond en laag vocht is dat bodemvocht nodig is om de ammoniak tijdelijk vast te houden (“ga in oplossing”), zodat het kan worden gehecht aan klei of organisch materiaal als ammonium. Als droge grond cloddy zijn en niet goed afdichten bij het aanbrengen, kan vrije ammoniak verloren gaan bij injectie, of sijpelen door de grote poriën tussen kluiten na het aanbrengen. Daarom zijn een goede injectiediepte en een goede bodemdekking een must voor toepassing in droge bodems. Ook vermindert het verminderen van de toedieningssnelheid of het versmallen van de injectieafstand de concentratie ammoniak in elke injectieband. Het sluiten van schijven kan ammoniakverlies verminderen door het injectiespoor af te dekken met grond die de ammoniak vangt terwijl deze naar het bodemoppervlak beweegt.