Безводний аміак: технологія та перспектива впровадження

Безводний аміак в Україні досить широко застосовували в 60–90-х роках минулого століття. На разі деякі господарства Черкаської, Полтавської, Вінницької, Кіровоградської областей знову перейшли на його системне внесення у весняно-осінній період, що забезпечує істотну прибавку врожайності.

Сучасне економічне становище, що склалося в Україні, зумовило значне здорожчання мінеральних добрив, особливо азотних і фосфорних, що призвело до скорочення їхнього застосування та, відповідно, зниження родючості ґрунтів. Щорічні витрати на застосування мінеральних гранульованих добрив у структурі витрат на вирощування продукції рослинництва збільшуються на 20 –25%. Такий стан справ на ринку мінеральних добрив змушує агровиробників шукати альтернативні шляхи вирішення проблеми, одним із яких є використання рідких азотних добрив, зокрема безводного аміаку. З табл. 1 видно, що ціна на мінеральні добрива в Україні й у світі досить динамічна та змінюється не з року в рік, а з сезону на сезон виконання виробничо- польових робіт.

Безперечна дешевизна рідкого аміаку вже протягом шести останніх років більш ніж удвічі, порівняно з твердими гранульованими азотними добривами, робить його економічно вигідним, і все більше агровиробників приходять до рішення щодо його впровадженням у власне агровиробництво. Агрономічна ефективність амі­аку практично еквівалентна кількості твердих азотних добрив і КАСів. Нижча вартість виробництва й можливість повної механізації транспортування, внесення, перекачування аміаку — головні переваги рідкої його форми перед іншими формами добрив азотної групи, котрі вже давно оцінили великі аграрні компанії України.

В сучасній туковій промисловості аміак добувають каталітичним синтезом із азоту повітря та водню за тиску 30–32 МПа та температури близько 500°С. Після синтезу аміаку його охолоджують, а потім зріджують. За зовнішнім виглядом аміак — це безбарвна рідина густиною 0,61 г/см³ (20°С) із різким запахом, яка зберігається в спеціальних сталевих цистернах. Після внесення в ґрунт безводний аміак переходить у газоподібний стан. У вигляді газу він вбирається ґрунтовою водою та ґрунтовим вбирним комплексом із утворенням гідроксиду амонію NH₄OH, який потім шляхом взаємодії з аніонами ґрунтового розчину утворює різні водорозчинні солі — NH₄СО₃, NH₄NO₃, NH₄SO₄ та інші. Потім ці солі, після їхньої дисоціації на катіони та аніони, рослина швидко використовує в своєму мінеральному живленні.

За своїм агрохімічним впливом на рослини безводний аміак рівноцінний твердим азотним добривам з еквівалентною кількістю азоту. Недоліками рідкого аміаку, порівняно з твердими азотними добривами, є його втрати (вивітрювання в атмосферу), високі витрати на зберігання та на застосування сільськогосподарських машин, що виконують технологічну операцію з унесення його в ґрунт. Слід також зазначити, що з цим добривом слід поводитись обережно, оскільки воно токсичне для людей. Щоб запобігти втратам рідкого аміаку, найефективніше вносити його в ґрунт у охолодженому до -34°С стані, коли він розділяється на рідку (85%) та газоподібну (15%) фази.

Аміак зберігають у резервуарах (цистернах) під тиском, транспортують та вносять у ґрунт у зрідженому вигляді. Тиск парів аміаку, а також його щільність залежать від температури навколишнього середовища.

Вносити безводний аміак у ґрунт потрібно на глибину не менше ніж 12–15 см. Бажано — до початку висівання сільськогосподарських культур, оскільки він здатен пошкоджувати кореневу систему рослин і пригнічувати життєдіяльність ґрунтової мікрофлори. Така дія аміаку короткочасна й триває до 10–15 діб, тобто доти, доки він не перейде в амонійну форму або завдяки нітрифікаційним процесам під впливом мікроорганізмів із роду Nitrozomonas не перетвориться на нітратну форму азоту.

Внесення аміаку відбувається внутрішньоґрунтово, після виконання передвисівного й основного обробітків ґрунту, одночасно з оранкою, під час підживлення просапних культур, а також на сінокосах та пасовищах.

Внесення безводного аміаку допускається лише за температури не нижче як 3°С та вологості повітря 20–40%. Такі погодні умови досить часто встановлюються пізньої осені, тобто після закінчення всіх осінньо-польових робіт, коли внесення рідкого аміаку особливо актуальне для сучасних фермерів.

Досить важливим моментом технології внесення безводного аміаку є фізична стиглість ґрунту. З одного боку, інтенсивність цього процесу знижується в сухому ґрунті, з недостатньою кількістю доступної вологи для реакції з надлишком аміаку. Фіксація аміаку в ґрунті залежить від властивостей ґрунту (гранулометричного складу, вмісту гумусу, нітрифікаційної ґрунтової здатності, вологості, температури) та регулюється зміною застосування добрив (глибина внесення, ширина міжрядь).

З другого боку, не можна вносити аміак у сильно перезволожений ґрунт, оскільки він налипає на ходові й робочі органи техніки, що призводить до втрат азоту. Важливий для подальших мікробіологічних процесів і той факт, що перезволожений ґрунт сильно ущільнюється в місцях проходу коліс і самого агрегату. Вологість ґрунту має відповідати його фізичній стиглості, яка настає за 60% польової вологоємності. Так, для різних за механічним складом ґрунтів оптимальні показники вологості, за якої можна вносити безводний аміак, перебувають у таких межах: супіщані — 16–18%, легкосуглинисті — 20–22%, середньосуглинисті — 22–24%, важкосуглинисті — 24–26%, глинисті — 22–28%.

Іншим важливим моментом є глибина внесення рідкого аміаку. На легких ґрунтах аміак доцільно вносити стрічковим способом на глибину 14–16 см, на середніх та важких — на 10–12 см. На недостатньо розроблених ділянках, а також після вапнування ґрунту глибину внесення аміаку збільшують на 3–5 см. Обсяги втрат цього добрива знижуються на 50–60% за збільшення глибини внесення від 7,5 до 15 см (рис. 1).

Рівень фіксації аміаку ґрунтовим вбирним комплексом змінюється після внесення добрив залежно від ширини міжрядь. Зменшення відстані між лапами аплікатора за внесення добрив сприяє більшій абсорбції аміаку.

Якщо ж концентрацію аміачного азоту на одиницю ґрунту знижують шляхом зменшення відстані міжрядь, аміак фіксується ґрунтом ефективніше, в результаті чого його витрати суттєво знижуються.

Безводний аміак можна вносити під усі сільськогосподарські культури. Багаторічний досвід показав, що на чорноземних ґрунтах унесення його ефективне на всіх агрокультурах, за винятком гречки. Найкраще на внесення безводного аміаку реагує просо та кукурудза на зерно й силос.

Експериментальні дані, отримані науковими установами Черкаської і Одеської областей, свідчать про те, що прибавки врожаю від унесення 60 кг/га азоту безводного аміаку на фоні фосфорно-калійних добрив (P60K60) становили: проса — 15 ц/га, кукурудзи на зерно — 11–13, озимої пшениці — 9–10, кукурудзи на силос — 83–97, картоплі — 45, соняшнику — 2–4 ц/га.

Ефективність використання безводного аміаку насамперед виявляється в тому, що внесення його з осені дає змогу рослинам озимих культур активно використовувати частину доступного азоту до моменту припинення вегетації рослин. Після зимівлі, з відновленням вегетації або перед сівбою яровини, його внесення дає можливість забезпечити бездефіцитне, тобто повноцінне, азотне живлення рослин у весняно- літній період.

Аміак також використовують для амонізації торфу та гною, розкислення силосу, дезінфекції приміщень, знищення деяких ґрунтових патогенних мікроорганізмів.

На сьогодні лише 12% добрив азотної групи припадає на безводний аміак. Переважно його використовують великі агрохолдинги та великі фермерські господарства. І ця тенденція посилюватиметься, адже перехід агровиробництва на рідкі добрива дає можливість суттєво економити на азотному підживленні.

Сучасний ринок обладнання для внесення аміачної води ще недостатньо розвинений, але деякий асортимент уже є. Причому на ринку з’являється й вітчизняне обладнання місткістю від 2 до 10 м³ для широкозахватних агрегатів і навісне — від 0,6 до 1,2 м³. Тож цей вид азотних добрив стає все привабливішим для українського аграрія.

Слід підкреслити, що сучасні можливості поліпшення процесу внесення рідкого аміаку значно ширші, ніж поточний стан застосування цієї технології у господарствах вітчизняних аграріїв. Тож є до чого прагнути!

С. Крамарьов, д-р с.-г. наук, старш. наук. співробітник, професор, завідувач кафедри агрохімії,

Дніпровський державний аграрно-економічний університет

О. Крамарьов, наук. співробітник, ДУ Інститут зернових культур НААН

Журнал «Пропозиція», №12, 2018 р.