Аммиачная вода: формула, свойства и возможности применения в агротехнике

Аммиачная вода представляет собой водный раствор аммиака NH4 для технических целей. От медицинского нашатырного спирта отличается неглубокой очисткой и большей концентрацией – 25% вместо 10%. В агротехнике больших площадей применяется механизированным способом преим. на монокультуре зерновых под зяблевую вспашку, см. рис. справа, как безбалластное азотное моноудобрение. В таком случае сказываются след. преимущества аммиачной воды как удобрения:

• Стоимость единицы массы активного вещества в 1,5-2 раза меньше, чем у самой дешевой селитры.
• Возможно и экономически оправдано ведение конкурентоспособного высокомеханизированного хозяйства.
• Отпадает необходимость в штатных единицах, производственных площадях и оборудовании для приготовления баковых и рабочих растворов – аммиачная вода представляет собой готовое удобрение.
• Резко снижается потребность почвы во влаге для преобразования аммонийной формы азота в нитратную, усваиваемую растениями, что особенно важно в засушливых местах с малоснежной зимой.

Только ли плюсы?

Однако в настоящее время использование аммиачной воды в агротехнике неуклонно сокращается. Причина – водный аммиак вне герметически закрытой емкости активно выделяет газообразную составляющую, в больших концентрациях губительную для всего живого. Поскольку нитрификация в почве (см. далее) происходит не мгновенно, регулярная обработка аммиачной водой уничтожает почвенные микроорганизмы. Земля, будучи и насыщенной питательными веществами, превращается в мертвое или полумертвое образование, но стабильную урожайность может обеспечить только биоценоз живой почвы и растительного покрова на ней.

Яркий пример отдаленных последствий погони за кратковременной выгодой – агротехника бывшего СССР. С площадей, в 60-е – 70-е дававших урожаи по 60-70 ц/га ценного и твердого зерна, ныне удается снимать по 9-14 ц/га фуражного. В РФ в настоящее время аммиачная вода выведена из списка разрешенных к применению удобрений, но пока остается в перечне допущенных. Ее использование все еще практикуется, однако в силу условий мирового рынка продовольствия все более уступает агрикультуре, основанной на поддержании плодородия живой почвы. По такому же пути идут ведущие сельскохозяйственные государства и регионы.

Внесение аммиачной воды в почву под зябь механизированным способом

В настоящее время стабильно широкое использование аммиачной воды в агротехнике имеет место только в США и на Украине. В первом случае сказывается насыщенность продовольственного рынка: малейшее снижение рентабельности делает фермерские хозяйства убыточными. Продуктивность почвы поддерживается, как в свое время в СССР, насыщением их минеральными удобрениями и централизованным вмешательством государства – компьютерным мониторингом сельхозугодий, дотациями на удобрения и т.п. Но земля при этом превращается просто в субстрат, экологичность продукции с которого оставляет желать много лучшего, и агротехника США не последняя из причин, по которой Америка не в состоянии была подписать Киотские соглашения по климату и оказалась вынуждена отказаться от Парижских.

Тем не менее, применение аммиачной воды в частных хозяйствах может быть безвредно и вполне оправдано в засушливых местностях либо в годы с сухой осенью и/или малоснежной зимой. Удобрения, содержащие готовые нитраты (селитры, нитрофос, нитрофоска) в таких условиях к весне теряют большую часть активного азота; почва, обработанная аммиачной водой, хранит его до тех пор, пока до него не доберутся корни растений.

Показания к применению

Нитрификация происходит в присутствии влаги. В водном аммиаке ее вдоволь. Внесенный в мало увлажненную землю, он жадно поглощается почвенными коллоидами. В них же азот переходит из аммиачной формы в нитратную, прочно удерживаемую коллоидными конгломератами до весеннего тепла и влаги; свободные нитраты из минеральных удобрений весной активно мигрируют и сильно вымываются, прежде чем коллоидные образования активизируются и успеют их связать. Таким образом, аммиачная вода в условиях осенне-зимнего недостатка влаги представляет собой удобрение замедленного действия, активация которого инициируется условиями, оптимальными для начала вегетации растений. Вред свободного аммиака для почвенной микрофлоры в таком случае минимален, т.к. на зиму почвенные организмы или уходят в глубину, или приобретают стойкие зимовочные формы – споры, цисты, коконы и др. К весне свободный аммиак улетучивается и нейтрализуется.

Формула и химия

Полезные качества аммиачной воды на участке могут быть реализованы только при правильном ее использовании. В общем дачники и мелкие хозяева применяют аммиачную воду как и нашатырный спирт, только дозы препарата в рабочий раствор дают в 2,5 раза меньшие, см. напр. видео:

Видео: применение аммиака (нашатырного спирта) в огороде

Однако возможно и более эффективное использование аммиачной воды для растений. Производить его нужно грамотно, чтобы спустя несколько лет или даже по весне не ломать голову – что делать с убитой почвой. Так что ознакомимся вначале подробнее, что же это такое – аммиачная вода?

Химическая формула водного раствора аммиака не просто (NH3)H2O. Растворяясь в воде, аммиак образует с ее молекулами т. наз. водородные связи, см. рис. ниже. Молекулярный азот N2 химически весьма инертен – им наполняют дешевые лампы накаливания. Но атомарный азот весьма активен и пытается «отодрать» ион водорода от ближайшей молекулы воды. Полностью ему это не удается – кислород химические еще активнее – но обе молекулы оказываются связаны; «спорный» ион водорода как бы принадлежит ими обеим. Вполне человеческая аналогия – единственный ребенок супружеской пары в процессе ее развода.

Схема образования водородной связи между молекулами воды и аммиака

Водородная связь много слабее ионной и ковалентной, поэтому такие «спарки» легко распадаются. Раствор при этом выделяет газообразный аммиак. Разрыву водородных связей способствует повышение температуры и открытая поверхность раствора. В закрытом сосуде при +20 градусах в состав раствора входит одна связанная молекула аммиака на 250 свободных, а парциальное давление его паров составляет при нуле градусов составляет прим. 0,07 МПа. При +50 парциальное давление повышается до прим. 0,4 атмосферного. Если теперь открыть сосуд, то большая часть азота «пыхнет» и улетучится в виде аммиачных паров.

Указанные свойства аммиачной воды определяют ее «замедленность» как удобрения. Связанные водородной связью молекулы проявляют свойства иона амммония NH4+ и поэтому легко нитрифицируются до питательных нитратных NO3+. Если выход аммония NH4+ из раствора невысок, то по законам химического равновесия его состав сдвигается в сторону образования (NH3)H2O. Если же NH4+ активно поглощается почвенными коллоидами, равновесие сдвигается в направлении (NH3)H2O –> (NH4+)(OH–), пока коллоидные агломераты не насытятся им. При дальнейшем падении наружной температуры нитрификаторы «засыпают», а весной при ее повышении отдают обратно в почву уже нитраты NO3+. Скорость выделения нитратов растет с повышением температуры примерно так же, как и скорость усвоения их растениями. Это ценное качество, которым обладают также значительно менее доступные органические удобрения. Отсюда следуют важные для сельскохозяйственной практики выводы:

Как не надо поливать почву аммиачной водой

Аммиачная вода сразу не замерзает. Температура начала выпадения из нее твердой фазы ниже –30 градусов. Парциальное давление паров аммиака над его раствором в воде остается достаточно высоким и при нуле градусов. Поэтому полив аммиачной водой так, как показано на рис. справа, бесполезен, даже если сразу же заворачивать грунтом канавки. Водный аммиак вносится в почву или культиватором на глубину 10-5 см подачей через капилляр, или методом фертигации, см. далее.

Формы выпуска и свойства

Продажные формы выпуска аммиачной воды

25% аммиачная вода прозрачная жидкость плотностью 910 г/куб. дм с резким запахом. Содержит 20,5% активного азота (без учета улетучивания газообразного аммиака в процессе использования раствора). Вес 1 л 25% водного аммиака 0,88 кг; из них на азот приходится 0,22 кг. До температуры ок. 50 градусов Цельсия парциальное давление газообразного аммиака в закрытом сосуде повышается медленно, и поэтому до наружной температуры 43 градуса (для гарантии) аммиачная вода может храниться в герметичной упаковке обычной прочности. Раствор и пары токсичны, разъедают слизистые. Симптомы отравления: тошнота, головокружение, потеря ориентации, кашель, резкие боли в области живота, удушье. Меры первой помощи: покой, свежий воздух, немедленная госпитализация.

Водный аммиак выпускается марок А и Б. Обе формы – бесцветная жидкость, см. рис. справа. Для марки Б допустим желтоватый оттенок, но и она может быть совершенно прозрачной. К использованию в агротехнике допущена только марка Б, но отличить бесцветную марку Б от такой же марки А на вид и по запаху невозможно. Поэтому, приобретая препарат, убедитесь, что на упаковке значится «Марка Б», указан химический состав продукта и он соответствует приведенному в табл.:

Химический состав аммиачной воды марок А и Б

Порядок и нормы внесения

Как указано выше, длительное систематическое внесение аммиачной воды губит естественный почвенный биоценоз. Полученный таким образом субстрат поддается рекультивации медленно и с большими затратами. Поэтому применять аммиачную воду для растений настоятельно рекомендуется эпизодически в след. случаях:

• При остром недостатке медленно нитрифицирующихся органических удобрений: навоза, компоста, перегноя;
• В аномально сухие годы;
• После аномально малоснежной и ветреной зимы.

В первых 2-х случаях аммиачная вода вносится осенью после уборки урожая и оголения почвы. Вносить нужно в период, когда дневная температура не выше +13 градусов, среднесуточная не более +10, а ночная не опускается ниже 0. Последнее условие важно, т.к. при температуре замерзания воды и ниже почвенные нитрификаторы «засыпают». Химическое равновесие в растворе сдвигается в сторону (NH3)H2O, и свободный аммиак отравляет почву вместо того, чтобы преобразоваться в нитраты. Обработку проводят ближе к вечеру, чтобы меньше азота выделялось в летучем аммиачном виде.

То же самое имеет место на легких проницаемых почвах, поэтому аммиак в них нужно вносить в составе карбамидно-аммиачной смеси (КАС). Она содержит все 3 формы активного азота: нитратную, аммонийную и амидную. КАС вносится весной. Температурные условия те же, что и в пред. случае, но ждать нужно уже не понижения, а повышения температуры. КАС действует ступенчато: ее нитраты сразу идут на питание растений. Взамен использованным по законам химического равновесия нитрифицируются аммонийные, а их таким же образом замещают амидные. Недостаток у КАС всего один – дороговизна.

Аммиачная вода в средние и тяжелые почвы вносится весной после иссушающей зимы. Температурные условия те же. Посев и посадка растений допускаются не ранее недели после весеннего внесения аммиачной воды. Если есть вероятность следующей ветреной сухой зимы, то в теплый сезон обязательно принимаются меры по рекультивации почвы: внесение в нее перегноя, компоста, гуматов в сочетании с достаточным поливом. Нет таких возможностей – лучше примириться с невысоким урожаем, чем рисковать угробить землю надолго.

Нормы и способы обработки

Благодаря плавному медленному действию дозировка аммиачной воды несложна: 0,4-0,5 кг на сотку для пропашных культур, 0,5-0,6 кг/сотка для овощных и травянистых ягодных и 60-70 г/10 кв. м приствольного круга или междурядья для кустарников и деревьев. В общем, если на малых участках вносить по бутылке 0,5 л на сотку, то худа не будет. Под пропашные и овощи водный аммиак вносится культиватором с дозатором на глубину 10 см на тяжелых почвах, 15 см на средних и 25-30 см на легких. Шаг борозд (расстояние между ними) 25-30 см. Если используется культиватор с 2-мя и более сошниками, расстояние между ними должно быть не менее 25 см. Больше – не страшно. Пропускная способность дозатора устанавливается исходя из скорости перемещения культиватора; при передвижении пешком за мотоблоком – 3 км/ч или 0,8 м/с.

Под деревья и кустарниковые насаждения аммиачную воду удобнее вносить методом подпочвенного орошения или фертигации. Инжектор-фертигатор можно сделать своими руками из воронки, к которой приспособлена трубка из прочного химически стойкого материала, напр. нержавеющей стали, монолитного поликарбоната или акрилового пластика. Длина трубки – 35 см. Ее нижний конец заглушается заостренной пробкой. Выше пробки на 5 см вверх сверлятся 12 отверстий диаметром 2-2,5 мм. Располагаются они 4-мя вертикальными рядами по 3 в ряду; ряды распределяются равномерно по окружности.

Для использования устройства сначала по площади приствольных кругов определяют расход раствора. В порядке пользования делают не менее 6 инъекций в приствольный круг, распределяя их равномерно по его площади. В воронку каждый раз вливают часть отмеренной дозы так, чтобы вся она распределилась равномерно. Инжектор погружают в грунт на глубину, соответствующую почве, см. выше. При фертигации кустарников инъекции делают в междурядья с шагом 25-60 см не ближе 25 см к кустам.

Вывод

Однако против тли результаты оказываются нестабильны и сомнительны. Во всяком случае, пока не изведешь на участке муравьев, от тли не избавишься. Более-менее эффективен аммиачный азот как средство против вредителей клубники, см. ролик:

Видео: аммиачный раствор как удобрение и против вредителей клубники

Что же касается азотного удобрения аммиачной водой – систематически не надо. Кратковременный эффект будет, но потом затраты на агрохимию резко возрастут, а стабильность урожайности упадет, и на малых площадях ждать этого придется не полвека, а считанные годы.

Внесение аммиачной воды в почву может выручить на следующий год после аномально жаркого и сухого. Но в таком случае обязательно постарайтесь обеспечиться на него же поливной водой, хотя бы верховой из скважины. Также обязательно найдите место для компостной кучи или ящика, с весны начинайте его заполнять и готовить компост одного сезона – земле для поддержания жизнеспособности после «аммиачного удара» потребуется полноценное питание.