co się dzieje, gdy bezwodny amoniak jest wstrzykiwany do gleby?
kilka reakcji fizycznych i chemicznych zachodzi po bezwodnym wstrzyknięciu amoniaku: rozpuszczenie w wodzie, reakcja z materią organiczną gleby i gliną oraz przyłączenie jonów amonowych do kompleksu wymiany kationów w glebie. Wszystkie te reakcje mają tendencję do ograniczania ruchu amoniaku, przy czym woda ma największy początkowy efekt. Najwyższe stężenie amoniaku znajduje się w / w miejscu wtrysku, ze zwężeniem stężenia w kierunku zewnętrznej krawędzi strefy retencji. Zwykle największe stężenie amoniaku znajduje się w pierwszym calu lub dwóch punktach wtrysku, a ogólna Strefa retencji wynosi do 3-4 cali w promieniu w większości gleb. Specyficzny rozmiar i kształt strefy zatrzymywania amoniaku różnią się znacznie w zależności od szybkości aplikacji, odstępu między wtryskami, gleby i warunków glebowych podczas wtrysku (Tekstura gleby, struktura gleby, materia organiczna i stan wilgotności).
amoniak porusza się dalej po wtrysku w glebach o grubej strukturze i glebach o niskiej wilgotności. Ponadto, jeśli układ wtryskowy powoduje rozmazanie ściany bocznej (występuje, gdy gleby są mokre), amoniak może preferencyjnie przesunąć się z powrotem do szczeliny wtryskowej. Ruch w kierunku powierzchni gleby może wystąpić przez pewien czas po aplikacji, jeśli gleba wyschnie, a tor wtryskowy „otwiera się” w miarę wysychania gleby (również mniej wilgoci w glebie, aby zatrzymać wolny amoniak w roztworze z suszonymi glebami). Podobny ruch w glebie może wystąpić, gdy podczas aplikacji gleba rozpada się na grudy i w glebie pozostają duże puste przestrzenie powietrzne. Warunki te mogą skutkować większym stężeniem amoniaku w kierunku powierzchni gleby i większym ryzykiem utraty do atmosfery podczas aplikacji lub po aplikacji.
gdy amoniak jest wstrzykiwany do gleby, początkowa reakcja w miejscu uwolnienia jest gwałtowna. Amoniak reaguje i wiąże się ze składnikami gleby, takimi jak materia organiczna i glina. Reaguje z wodą tworząc Amon (NH4+). Reakcje te pomagają zatrzymać amoniak w miejscu wstrzyknięcia. Przy wysokim powinowactwie do wody wilgotność gleby jest ważna dla ograniczenia przepływu amoniaku, ale woda ostatecznie nie determinuje retencji w glebie. Po konwersji do amonu, który jest jonem dodatnio naładowanym, jest utrzymywany na kompleksie wymiany gleby i nie porusza się z wodą. Dopiero po przekształceniu w azotan (NO3–), w procesie nitryfikacji, może zostać utracony z gleby przez wymywanie lub denitryfikację.
chemiczna i biologiczna reakcja bezwodnego amoniaku w glebie
(1) NH3 + H2O = NH4+ + OH–
reakcja amoniaku z wodą (1) powoduje początkowe zasadowe pH w strefie retencji amoniaku (pH może chwilowo wzrosnąć powyżej dziewięciu w punkcie najwyższego stężenia). Jest to wolny amoniak (NH3), a nie Amon, który może zostać utracony z gleby podczas aplikacji i jest szkodliwy dla mikroorganizmów i korzeni roślin/sadzonek. Gdy pH przekracza 7,3, równowaga między amoniakiem a amoniakiem powoduje wzrost amoniaku (procent amoniaku wynosiłby 1% przy pH 7,3, 10% przy pH 8.3 i 50% przy pH 9,3).
(2) 2nh4+ + 3O2 = 2no2– + 2H2O + 4h+
(3) 2no2– + O2 = 2 NO3–
te dwie reakcje (2 i 3) są etapami w biologicznym procesie nitryfikacji, który zachodzi z amoniakiem w glebie i ostatecznie powoduje obniżenie pH gleby z powrotem do pierwotnego pH lub niższego. Nitryfikacja występuje najpierw na zewnętrznych krawędziach pasma retencji amoniaku i postępuje do wewnątrz, gdy początkowe efekty wtrysku amoniaku zmniejszają się, a warunki glebowe stają się bardziej sprzyjające aktywności drobnoustrojów.
czy bezwodny amoniak można stosować na suche gleby?
sucha gleba może pomieścić amoniak. Nawet wysuszona powietrzem gleba zawiera pewną wilgotność, chociaż zawartość wilgoci jest dość niska. Amoniak łatwo rozpuszcza się w wodzie, ale jest utrzymywany lub zatrzymywany w glebie przez glinę i materię organiczną. Problem z suchą glebą i niską wilgotnością polega na tym, że wilgotność gleby jest potrzebna, aby tymczasowo zatrzymać („przejść do roztworu”) amoniak, aby mógł zostać przyłączony do gliny lub materii organicznej jako amonu. Jeśli suche gleby są grudkowate i nie uszczelniają się prawidłowo podczas aplikacji, wolny amoniak może zostać utracony podczas wtrysku lub przedostać się przez duże pory między grudkami po aplikacji. Dlatego odpowiednia głębokość wtrysku i dobre pokrycie gleby są koniecznością do stosowania na suchych glebach. Ponadto zmniejszenie dawki lub zwężenie odstępu między wstrzyknięciami zmniejsza stężenie amoniaku w każdym paśmie iniekcji. Dyski zamykające mogą zmniejszyć straty amoniaku poprzez zakrycie toru wtrysku glebą, która zatrzymuje amoniak podczas przemieszczania się na powierzchnię gleby.