Внесення безводного аміаку в ґрунт

Безводний аміак (NH₃) – високо ефективне, найбільш концентроване азотне добриво. Вміст діючої речовини азоту в ньому становить 82,2%. Вимоги до зрідженого безводного аміаку, що виготовляється для народного господарства та експорта регламентує ГОСТ 6221-90. За зовнішнім виглядом безводний аміак являє собою безбарвну рухливу асоційовану рідину з досить різким запахом, яка на повітрі бурхливо кипить при температурі -33°С і швидко випаровується при температурі -77°С. Аміак – це токсичний газ. Він може перебувати в двох станах: рідкому і газоподібному. У чистому вигляді аміак називають рідким аміаком. Зберігання, транспортування і внесення безводного аміаку здійснюється тільки під тиском, як правило, у ємностях з робочим тиском до 16 атмосфер. Всі види цих робіт відносяться до робіт підвищеної небезпеки.

Питома вага рідкого аміаку залежить від його стану, на яку впливає температура навколишнього середовища, тиск, наявність в рідкій фазі парів аміаку газоподібної фази, які, як правило, потрапляють при перекачках аміачними насосами. Тому, не дивлячись на те, що аміак – це газ, облікової величиною для нього є тільки вагу в тоннах, а не об’єм у кубічних метрах. А коефіцієнт переведення 1 м³ аміаку в тонни може коливатися в розмірі від 0,6 до 0,7. Ємності для зберігання і транспортування аміаку вимірюють об’ємом в кубічних метрах. Налив рідким аміаком здійснюють не більше ніж 85% від об’єму ємності, інший простір заповнюється газовою фазою аміаку. Аміачники умовно вважають вагу аміаку, який можна залити в ємність до 50% об’єму посудини, тобто в ємність 100 кубічних метрів можна заливати 50 тонн рідкого аміаку.

Рідкий аміак це дуже токсична і отруйна речовина . За рахунок своєї швидкої реакції з вологою, виділяється величезна кількість тепла, що може привести до опіку у живих організмів. У людей при роботі з аміаком без необхідних засобів захисту нерідкі опіки слизової оболонки очей і дихальних шляхів, блювання, нудота, запаморочення. Нейтралізація рідкого аміаку виконується тільки водою. Тому всі роботи з аміаком проводяться у засобах захисту строго за регламентом і інструкціями, а вимоги до персоналу зростають зокрема до регулярної щорічної вузькоспеціалізованої підготовки та виробничої дисципліни на виконання цих видів робіт.

Аміак за своєю природою не є речовиною, яка забруднює навколишнє середовище, так як азот, з якого він складається, є складовою частиною атмосфери. При застосуванні в сільському господарстві в якості добрива, коли відбувається внесення аміаку в грунт (тобто аміаку), він закипає в реакції з вологою і перетворюється на газ, який швидко розчиняється в грунтовому розчині і утворює гідроксид амонію (NH₄OH). Іони якого при цьому поглинаються грунтом і знаходяться в легкодоступній для рослин формі, а надлишок азоту повертається в з’єднання з повітрям.

Виробниками аміаку в Україні є ВАТ «Одеський припортовий завод», ПАТ «Дніпроазот» (Дніпродзержинськ, Дніпропетровська обл.), ПАТ «Азот» (Черкаси) та ПАТ «Рівнеазот». Які повністю задовольняють потребу сільського господарства країни, а також здійснюють експорт продукції в країни ближнього і далекого зарубіжжя.

В даний час виробником відпускається рідкий аміак двох типів. Перший тип для промислового використання, другий – в якості азотного добрива для застосування в сільському господарстві. Практикується внесення рідкого аміаку в ґрунт, в якості концентрованого рідкого азотного добрива, або в якості водного розчину.

Транспортування аміаку по території України здійснюється залізничним транспортом у цистернах 30-40 тонн, і спеціальним автомобільним транспортом 10-20 тонн. Обидва способи дозволяють завантаження на заводах виробниках, але доставка для застосування аміаку в сільському господарстві здійснюється тільки автотранспортом. Це не означає, що хто-небудь може возити тонни аміаку автошляхами. Для перевезення особливо небезпечних вантажів по території України потрібні необхідна ліцензія, карта на кожен спецзасіб, закріплена за кожною відповідальною особою. Інструкції з перевезення аміаку узгоджуються із залізницею та ДАІ. Оформляється страхування аміаку і персоналу, узгоджуються і отримуються маршрути по території України. Також необхідно пройти експертизу спецзасобів, отримати дозвіл на їх експлуатацію і отримати дозвіл для підприємства на проведення робіт з аміаком. Наша організація може вам це все надати.

Як ми вже згадували, аміак у сільському господарстві застосовується в якості азотного добрива. Як правило, рідкий аміак вносять безпосередньо в грунт на глибину 15-20 см за допомогою спеціальних стрічкових агрегатів (аміачних культиваторів), силових машин тракторів і польових ємностей аміаку високого тиску. Добриво проникає в грунт в залежності від вологи грунту на глибину до 60 см і розтікається від осі кожної сошки на 70 см. Основною перевагою внесення аміаку в ґрунт є те, що він сильно швидко закипає і зв’язується з грунтом. А це мінімізує втрати азоту, які коливаються від 3% до 7%. Посівний матеріал можна застосовувати вже через 3-5 днів після внесення добрива. Категорично забороняється посадка раніше цього терміну, так як це може призвести до опіку насіння і поганого проростанню зернових, відповідно. До переваг аміаку, на відміну від гранульованих добрив, можна віднести те, що аміак не боїться вимивання гранул дощами і має низькі технічні втрати, тому легко застосовується як в осінній, так і у весняний періоди.

Доза внесення аміаку залежить від стану ґрунту, тобто від дефіциту наявності в ній азоту під ту або іншу технічну культуру. Вона розраховується персонально агрономами господарств на підставі аналізів ґрунту. З досвіду проведення робіт в Україні доза внесення аміаку в середньому є такою:

Безводний аміак

Безводний аміак – це рідке мiнеральне добриво, яке містить 82,2% азоту. Безводний аміак являє собою безбарвну рідину, яка на повітрі бурхливо кипить і швидко випаровується. Коли потрапляє в грунт, перетворюється у газ і утворює гідроксид амонію (NH4OH), іони якого поглинаються землею. Добрива вносять за допомогою спеціальної техніки, що забезпечує негайну закладку їх на глибину не менше 10-12 см на важких грунтах і 14-18 см – на легких. Оскільки аміак швидко випаровується, про поверхневе внесення цих добрив не може бути й мови. Крім того, якщо неглибока закладка, можливі значні втрати добрива, особливо якщо йдеться про легкі піщані і супіщані грунти.

Як і у випадку з аміаком водним, з вологого грунту кількість втрат безводного аміаку значно менша, ніж із сухої землі. Також слід зауважити, що коли вносяться рідкі аміачні добрива, іон амонію поглинається і тому слабко пересувається в грунті. Тому в перші дні можна помітити, як грунт стає лужним, а потім у міру нітрифікації аміачного азоту підкисляється. Також зростає рухливість азоту в грунті. Фактично, в місцях внесення безводного аміаку відбувається тимчасова стерилізація грунту, а швидкість нітрифікації сповільнюється.

Рідкий технічний (безводний) аміак – застосовується для виробництва всіх видів мінеральних добрив, вноситься у ґрунт, як концентроване рідке добриво, а також у стані водних розчинів.

Одиниця азоту в ньому значно дешевша ніж в твердих азотних добривах, а всі операції з транспортування та внесення повністю механізовані. Аміачна форма азоту закріплюється у ґрунті і не вимивається в осінньо-зимовий період. Ця особливість дозволяє вносити його пізньої осені коли середньодобова температура ґрунту не перевищує 10 градусів.

Характеристика

1) Масова частка Азоту: 82%
2) Безбарвна рідина
3) При внесенні в грунт перетворюється в газ
4) Концентроване азотне добриво
5) Найдешевша вартість діючої речовини
6) Потребує особливі умови внесення
7) Переваги над гранульованими добривами
-висока технологічність внесення
-рівномірний розподіл в орному шарі та більша доступність азоту рослинам
-корисний вплив на ґрунт в якому зростає кількість рухомих форм фосфору, калію і мікроелементів, що природно покращує режим живлення рослин
-стійкість проти вимивання опадами і поливними водами
-витрати при застосуванні азоту у вигляді рідкого аміаку, завжди нижчі ніж при використанні аміачної селітри і карбаміду
-вартість 1тони д.р. азоту на 35% нижче вартості в гранульованих добривах

Особливості застосування безвоного аміаку

Застосовують рідкий азот як передпосівне добриво під усі культури і вносять не тільки під передпосівну культивацію, а й восени під зяблеву оранку. Також добрива можна використовувати для підживлення просапних культур. Але в цьому випадку бажано закладати добрива в середину міжрядь або на відстані не менше 10-12 см від рослин, щоб уникнути опіків.

Рекомендовані норми внесення аміаку за один прийом

1) під зернові – 60-150 кг/га;
2) під технічні культури – 60-120 кг/га;
3) під овочі – 50-70 кг/га;
4) під цукровий буряк 120-200 кг/га на фоні фосфорно-калійних добрив.

Переваги безводного аміаку

1. Широкий спектр дії. Безводний аміак застосовується як основне добриво під усі культури, і вноситься не тільки під передпосівну культивацію, а й під зяблеву оранку восени. Крім того, добриво використовують для підгодовування просапних культур.

2. Рівномірний розподіл у грунті. Коли добриво вже внесене, іон амонію зв’язується грунтовою вологою, а тому швидко поглинається і слабо пересувається в грунтовому горизонті. Таким чином, характерною особливістю внесення безводного аміаку є його більш рівномірний розподіл в шарі грунту, а також більша доступність активної речовини рослинам. І що важливо – в землі збільшується кількість рухомих форм фосфору, калію і мікроелементів. Таким чином покращується режим живлення рослин.

3. Безводний аміак істотно ускладнює ріст і розвиток бур’янів у посівах культурних рослин, вирішуючи проблему боротьби зі шкідниками.

Безводний аміак: властивості, ефективність та технологія внесення

Азот — один із основних елементів, необхідних рослині для росту і розвитку. Для живлення культур нині використовують цілу низку видів добрив, у яких азот міститься в різних формах та кількостях. Але є один вид добрив, який, по суті, є сировиною для решти. Ідеться про аміак. Разом із експертами цього ринку «розібрали» його детальніше. Розмова вийшла довга, тому ми розділили її на 2 статті. Сьогодні поговоримо про сам аміак та сучасні технології його внесення.

Безпосередньо сам нітроген (N, азот) — одна зі складових повітря та всіх органічних сполук і речовин. Але рослина може споживати азот переважно у вигляді нітратів (NO3-). Тож мета застосування азотних добрив — насичити ґрунт необхідною кількістю азоту, аби у процесі відповідних перетворень накопичилась достатня його кількість у відповідній формі для розвитку рослини та формування високого і якісного врожаю.

Властивості аміаку

«Чистий» азот можна застосовувати хіба що у лабораторних умовах. Тож людство свого часу навчилося синтезувати сполуку з високим вмістом N, із якої можна отримувати інші азотовмісні речовини. Такою сполукою став аміак.

«Аміак — це та первинна сировина, яка виробляється з природного газу зараз, хоча вперше аміак був синтезований більше 100 років тому, перший його промисловий синтез був із вугілля. Як добриво його почали використовувати так само трохи більше століття тому — у США. Його розчиняли з водою і додавали в систему зрошування апельсинових дерев у Каліфорнії», — розповів Микола Кибук, керуючий партнер групи компаній «Сетагро».

Сам аміак, тобто речовина з формулою NH 3 як є безпосередньо добривом, так і сировиною для виготовлення інших найпоширеніших азотних добрив — карбаміду , аміачної селітри та ін.

Добривом також є аміачна вода — розчин у воді технічного аміаку, і цей технічний іще називають безводним.

«Ми говоримо про безводний технічний аміак, хоча слово «безводний» зазвичай у технічній літературі не вживається. Водний же технічний аміак (або аміачна вода) це аміак, який добре розчиняється у воді і відповідно розчинений у певній пропорції, в певних умовах, у реакторі. Досить поширене азотне добриво», — пояснює Анатолій Рабчевський, генеральний директор групи компаній «Агроновація».

Власне, розберемося далі, які ж переваги має безводний аміак, та трохи зупинимось і на «особливостях».

Найперший чинник, із якого випливає ціла низка «плюсів» безводного аміаку як добрива, це саме його «первинність», тобто ланцюжок «сировина — безпосереднє внесення» у нього найкоротший порівняно з рештою мінеральних азотних добрив.

«Наприклад, щоб виготовити аміачну селітру, потрібен на вході аміак. Далі його поєднують із киснем О2, який отримують при розділенні повітря. Таким чином утворюється перша стадія азотної кислоти. Потім поєднують ще раз з аміаком отримують готову азотну кислоту. А тоді азотну кислоту знов з’єднують з аміаком, і отримують рідку селітру з водою. Тоді ту рідку селітру з водою запускають на високу вишку, випарюють воду, при цьому багато азоту вивільняється в повітря і забруднюється навколишнє середовище. При цьому виходить суха селітра. Її вже спікають у гранули. Тоді ще туди додають речовини, щоб вона не злежувалася, була розсипчаста, і вже такому вигляді вона вноситься у ґрунт — тобто розсипається по полю і її ще треба заробити. На кожному етапі витрачається енергія, задіюється робоча сила тощо. З безводним аміаком увесь цей виробничий процес «пропускається», — зауважує Микола Кибук.

Тримай руку на пульсі важливих агрономічних новин та подій

Сам собою напрошується висновок: безводний аміак — найдешевший вид азотного добрива. Саме цю перевагу визначають основною і користувачі.

«Протягом останніх 5 років ринок безводного аміаку «додає» 5-10%. Це демонструє зростання попиту на продукт і збільшення обсягів внесення. Передусім тому, що аміак — найдешевше азотне добриво, якщо рахувати за діючою речовиною. І якщо раніше його внесення вважалося технологічно складним, то на сьогодні аграрії починають самі його вносити, плюс збільшується пропозиція послуг щодо внесення. Тож тенденція до зростання, розширення цього ринку спостерігатиметься і надалі», — каже Євген Воробйов, директор компанії «СБПМ».

За словами Миколи Кибука, у Сполучених Штатах понад 80% азоту під кукурудзу вноситься саме з безводним аміаком. В Україні ця цифра поки що становить на рівні 5%.

Технологія внесення аміаку

Сам аміак — це газ, що майже удвічі легший за повітря, із дуже їдким запахом. У такій формі він непридатний для використання. Щоб довести його до стану, в якому можна зберігати, транспортувати і зрештою вносити, потрібні певні умови.

При −33°С і звичайному тиску аміак скраплюється в безбарвну рідину. Для транспортування це вже кращий стан. Але такі умови важко підтримувати. Якщо температура вища, аміак починає «кипіти», знову перетворюючись на газ. При цьому втрачається його ефективність, а поширення у навколишньому середовищі загрожує людям отруєнням. Звідси випливають складнощі щодо його внесення. Через це за радянських часів він набув не дуже доброї репутації серед аграріїв. Зараз технології значно просунулися вперед і професійне внесення аміаку нівелює негативи, натомість дає можливість сільгоспвиробникам отримувати всі переваги цього добрива.

Внесення безводного аміаку значно відрізняється від способів внесення добрив, що є «похідними» від нього. Анатолій Рабчевський, генеральний директор групи компаній «Агроновація», що надає послуги із внесення аміаку, зауважує, що це не просто послуги, а, по суті, повний виробничий цикл.

«Ми займаємося технологією, яка усуває згадані вже технологічні ланцюжки виготовлення добрива із аміачної сировини. Тобто не треба додавати кислоту, щоб зробити селітру, чи вуглекислий газ, щоб зробити карбамід. Не потрібен цілий завод із його інфраструктурою і персоналом. А взяли аміак, привезли його і внесли на поле. Тому ми для себе вважаємо, що не просто надаємо послугу, а виконуємо технологічний цикл як виробники добрива», — пояснює він.

Саму сполуку NH 3 виробляють на великих заводах, як вже було згадано, — із природного газу. Як розповідає Анатолій Рабчевський, в Україні цим займаються декілька підприємств хімічної галузі — ПАТ «Рівнеазот», ПАТ «Азот» (м. Черкаси), Сєвєродонецьке об’єднання «Азот» (входять до групи OSTCHEM ), ВАТ «ДніпроАзот» та ПАТ «Одеський припортовий завод» . Крім того, у спадок від Радянського Союзу дістався аміакопровід, який функціонує і зараз. Українська його гілка проходить по кількох областях, у яких є насосні станції, звідки можна отримувати аміак: це Харківська, Дніпропетровська, Миколаївська, Одеська, Херсонській області. Також аміак як сировина завозиться залізницею в цистернах із заводів північного сусіда.

За словами Анатолія Рабчевского, його компанія — ГК «Агроновація», та компанія його колеги Миколи Кибука — ГК «Сетагро», разом із партнерами, контролюють приблизно 60-70% українського ринку внесення безводного аміаку. Це окремий сегмент послуг і пов’язаний він саме з особливостями технології внесення. Саму сировину — аміак — вони отримують з усіх трьох загаданих джерел: і на вітчизняних хімзаводах, і самі імпортують в цистернах, і беруть з аміакопроводу. За словами Анатолія Рабчевського, постачання з останнього джерела вони отримують у співробітництві, зокрема, з компанією «СБПМ». Завдяки надійності такого партнерства вдається максимально задовольняти попит українських аграріїв майже по всіх регіонах країни. За словами Миколи Кибука, безводний аміак вноситься приблизно на 1,5 млн га.

Безпосередньо на поля аміак доставляється у спеціальних цистернах, у яких підтримуються відповідні умови. Головне завдання при внесенні — аміак повинен із цистерни потрапити безпосередньо у ґрунт, адже ні розкидати, ні розпилювати, як тверді чи стабільні рідкі добрива, його не можна.

Уся логістика аміаку пов’язана з тим, що він у рідкому стані може перебувати тільки під тиском щонайменше 8-10 атмосфер. І коли аміак «приїжджає» на поле у ємності під тиском, він має бути перевантажений в іншу ємність під тиском, яка йде у зв’язці з за агрегатом — культиватором, обладнаним трубками.

І щоб аміак у рідкому стані міг текти по цих трубках аж до самого кінця лапи і в цьому ж стані потрапляти у ґрунт, на всій довжині трубки мав би залишатися робочий тиск десь у 10-15 атмосфер. Однак в такому разі ні трубки не витримали б, ні рівномірності внесення неможливо було б добитися.

Але якщо аміак охолодити, то такий тиск не потрібен. Тому на агрегатах стоять холодильники. А трубка-долото, з якої виходить аміак у рідкому стані, може бути занурена у ґрунт в середньому на глибину 15-17 см. Як зазначив Анатолій Рабчевський, основна суть сучасної технології — «закопати» рідкий аміак в землю і закрити його, щоб він не газифікувався.

Решта моментів залежить від багатьох факторів, але саме згадані технологічні особливості сучасного обладнання дали можливість уникнути усіх проблем внесення аміаку, з якими стикалися агровиробники 30-50 років тому.

«За Союзу була побудована ціла логістична структура — це райагрохіми, які мали ємності для зберігання безводного аміаку. Але техніка для внесення, з «висоти» сучасного погляду, була досить примітивна. Якщо враховувати, що аміак має в землю потрапити в рідкому вигляді, без газоподібної фракції. В ньому навіть не повинен початися процес кипіння. Раніше досягти цього було неможливо. Радянські агрегати, що називалися АША-2, просто фізично спрямовували аміак у землю і все на цьому. Але поки він по трубочках тоненьких йшов до землі, то нагрівався. І починав кипіти ще в трубках. Коли ж зрештою потрапляв у землю, то вже значна його частина заходила туди у вигляді газу. А газ, по-перше, швидше виходить із землі і це великі втрати. По-друге, він уже практично не реагує з твердими частинками ґрунту», — каже Микола Кибук.

За словами пана Миколи, найкраще аміак зв’язується з водою саме у рідкому стані. А також, що не менш важливо, — аміак так само зв’язується і з твердими частинками ґрунту.

«При внесенні він іонізується до NH4, це позитивно заряджений іон, так звана амонійна формула азоту. У цього іона заряд +1. І з потраплянням у ґрунт в рідкому стані, він зв’язується або з водою, утворюючи гідроокис, або з твердими часточками як органічного, так і неорганічного походження, які мають -1, тобто від’ємний заряд. По суті, за рідкий аміак в землі відбувається конкуренція між іонами води і твердими від’ємно зарядженими іонами. І коли ми говоримо про фактор вологості, то треба розуміти, що дуже низька вологість не значить, що будуть втрати аміаку. А означає, що більший відсоток аміаку буде зв’язаний в землі не з водою, а з твердими частинками», — пояснює експерт.

Також наразі внесення безводного аміаку — значно менш небезпечна як для довкілля, так і для людини технологія. Хоч досі ще існують стереотипи стосовно загроз при роботі з аміаком. Пов’язані вони з тим, що за старої технології, за якої рідкий аміак швидко перетворювався на газ, значна його частина вивільнялась у повітря, що спричиняло чимало отруєнь працівників. Старше покоління добре пам’ятає їдкий запах, що поширювався довкола полів під час його внесення.

І хоч процес все одно потребує певних захисних заходів для убезпечення працівників, сьогодні це швидше перестраховка. Адже завдяки удосконаленню ризик зведено до мінімуму. Звісно, якщо здійснювати все правильно.

«Порушення технології і втрати аміаку відчуваються носом в буквальному розумінні. І я завжди всім своїм клієнтам кажу — якщо ви йдете за агрегатом на відстані метра і не чуєте аміаку, значить усе супер», — зауважує Анатолій Рабчевський.

Отже, сучасна технологія внесення сама має низку переваг і водночас посилила переваги самого аміаку як добрива та його ефективність.

«Застосовувана нами технологія логістики і внесення аміаку, по-перше, економить великі трудові та енергозатрати при виробництві. При цьому розвивається наш вид бізнесу — тобто надання послуг із внесення, і водночас для замовника, аграрія, азот як поживний елемент обходиться дешевше. По-друге, ця технологія удобрення більш екологічна, ніж, наприклад, традиційні «розсипні», — підсумовує пан Анатолій.

Підписуйтесь нa YouTube-кaнaл СуперAгроном

Це перша частина розмови про аміак. Наступна буде присвячена перевагам, недолікам та особливостям застосування цього добрива. Буде не менш цікаво!

© Алла Гусарова, SuperAgronom.com 2020 р.

Дізнавайтесь першими найсвіжіші агрономічні новини України на нашій сторінці в Facebook, Telegram, а також підписуйтесь на Instagram СуперАгронома.