АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Азот является одним из четырех элементов, входящих в состав молекулы белка. Для образования растительного белка необходим мине ральный азот. При урожае хлебов от 1,75 до 3 ж на га уносится из почвы от 50 до 100 кг азота; значительно больше уносят урожаи корне- и клубнеплодов; например, урожай сахарной свеклы от 20 до 30 т с га уносит 100—170 кг азота. Азотные удобрения, наряду с фосфатными, занимают главное место среди удобрений. В качестве азот. удобр. применяются: а) минеральные удобрения (селитра, сернокислый аммоний и др.),
б) бактериальное удобрение,
в) органические вещества — гуано, кровяная мука, роговая стружка, жмыхи и т. д., г) зеленые удобрения (см. Удобрения зеленые) и д) навоз. Последние три вида удобрений содержат
также и другие питательные для растений вещества, т. е. фосфор, калий, серу и т. д. Мировое производство перпой группы азотных удобрений за 1913 и 1923 гг. выражается след. цифрами (в тыс. т.):
В 1923 г. в мировом производстве А. у. приходилось на долю чилийской селитры 36,5%, сернокислого аммония с цианамидом кальция 55,5%, норвежской селитры 4,0%, гуано и других материалов органического происхождения 4,0%.
Чилийская селитра (NaNOa) добывается из залежей, находящихся в 10. Америке, в Чили и Перу. Процессы образования этих залежей точно не выявлены. Продажная чилийская селитра, очищенная от примесей поваренной и глауберовой солей, содержит до 95% NaN03 или от 15 до 16% азота. Аналогичная чилийской селитре форма NaN03 найдена в последние годы в Туркестане в количествах, имеющих лишь местное значение.
Сернокислый аммоний (NH4)2S04 получается из каменного угля и синтетическим путем. Получение сернокислого аммония как побочного, продукта при коксовании каменного угля служило у нас до последнего времени единственным источником связанного азота. Добытая аммиачная вода связывается серной кислотой. В последнее время ставится вопрос о связывании аммиака жидкой фосфорной кислотой, что поведет к удешевлению в удобрениях как азота, так и фосфора. В Америке за последние годы аналогичные продукты, содержащие азот (13 — 20%) и фосфор (до 47%), называются амофосами. Синтетический способ получения (NH4)2S04
разработан Габером и видоизменен Клодом, а также Фаузером. В основе метода лежит реакция соетанеиия азота с водородом N2 + 3H2^2NH3. Для успешного хода реакций вправо, т. е. до образования аммиака, необходимы: высокое давление (до 200 attn), высокая t° (650—700°), присутствие катализатора (гл. обр. железа с разными примесями), особые свойства материалов аппаратуры и получение чистых газов — водорода и азота. По способу Клода достигается давление в 1000 aim, что способствует скорости реакции и большему выходу аммиака из газовой смеси (до 35%, против 7—8% по Габеру). В способе Фау-
зера применяется водород, получаемый электролитическим путем, что облегчает работу, т. к. чистый газ не загрязняет катализаторов. Получаемый этими способами аммиак связывается гл. обр. серной кислотой, но м. б. связан также угольной, азотной и фосфорной кислотами. Цианамид кальция (CaCN2) получается по способу Франка и Каро пропусканием азота через раскаленный карбид кальция (СаС2) при 800°. Реакция СаС2 + N2 = CaCN2 + С происходит с выделением тепла, поэтому для поддержания высокой t° не приходится затрачивать большого количества топлива. Азот, получаемый через фракционную перегонку жидкого воздуха, проходит через медные цилиндры, наполненные медными стружками, к-рые очищают его от кислорода; после очищения азот поступает в реторту с СаС2 (фиг. 1). В продажном цианамиде кальция содержится от 18 до 20% азота.
Норвежская селитра Ca(N03)2. В основе получения лежит реакция: N, + Оа $ 2NO. Для успешного течения реакции вправо необходимо, чтобы: 1) смесь кислорода и азота была нагрета до возможно высокрй t° (3 000°), 2) газы. доведенные до высокой t°, д. б. как можно скорее охлаждены. Первое условие достигается вдуванием воздуха в пламя вольт. дуги; это пламя получается в особых электр. печах разных систем (напр. Биркелянда, см. фиг. 2); выходящая из электр. печи окись азота поступает через А я В в окислительн. башню С, где переходит в двуокись азота
NO-fO = N02, бурые пары которой поступают в поглотит, башни D и переводятся в Азотную и азотистую кислоты 2NOs + +H20 = HN03+HN02. Азотная кислота, как хорошо поглощаемая водой, уходит с ней, а азотистая разлагается, переходя в азотную кислоту и окись азота 3HN02 = = HN03 + H20 + 2NO. По достижении 50%
к он центрации HN03 смесь азотной кислоты с водой вливается в гашеную известь Са(ОН)2; в конечном итоге получается про-дукт,содержащий 75-80 %Ca(N03)a, от 13,2 до 13,5% азота (фиг. 3).
При менение А. у. Приблизительное представление о выгодности А. у. может быть дано на примере чилийской селитры. От 10 кг селитры, по герм, данным, получаются след. приросты в урожаях: зерна ржи—30 кг, ячменя—40 кг, пшеницы— 43 кг, овса—56 кг, картофеля—350 кг, сахарной свеклы—600 кг. Эти «нормы» прибавок в урожаях в целом ряде случаев получаются и в русск. условиях, особенно для корне- и клубнеплодов. Как общее правило, лучшего технич.эффекта от применения А.у. следует ожидать: 1) при наличии в почве достаточных количеств других питательных веществ; 2) при внесении от 0,25 до 0,4 га селитры на га вместо голодной нормы в 0,1 т, принятой у нас; 3) при внесении в нечерноземные почвы под озимое или яровое после недостаточно унавоженного позднего или занятого пара; внесение на черноземных почвах под сахарную свеклу и под клевер одной трети указанной нормы может служить хорошим подкормом растений впер-
вые стадии их развития. Длительное применение чилийской селитры на почвах, бедных подвижным кальцием, может вызвать ухудшение физических свойств почвы, что, однако, вполне устранимо внесением извести. Не так давно чилийская селитра
господствовала на мировом рынке А. у., но за последнее время ее мировое значение как А. у. падает. В наших условиях чилийская селитра не найдет применения как А. у., так как пуд азота в ней обходится нам ок. 18—20 р., т. е. пуд чилийской селитры более чем в три раза дороже пуда ржи. От применения норвежской селитры на подзолистых почвах следует ожидать лучших результатов, чем от применения чилийской селитры. Действие пуда сернокислого аммония равносильно действию пуда селитры. На почвах торфяных и песчаных, предварительно не известкованных, сернокислый аммоний следует вносить за 1—2 недели до посева. Целесообразно применять сернокислый аммоний совместно с фосфоритом. При предполагаемой планирующими органами СССР цене сернокислого аммония в 8—10 к. вместо 17—18 к. (пудо-процент азота) значительно расширится возможность выгодного его применения в наших условиях. Вопрос о сравнительной ценности аммиака, связанного с другими кислотами, находится в стадии изучения; есть основание ожидать, что большого различия в действии разных форм аммиачных солей как источников азота не будет. Удобрительное действие цианамида также очень близко к действию чилийской селитры, но его необходимо вносить за 1—2 недели до посева, т. к. сам по себе он отравляет растения и в почве должен предварительно подвергнуться воздействию бактерий; они разлагают его до аммиака и углекислоты, а в дальнейшем из аммиака образуют нитраты. Поэтому на почвах кислых и бедных микрофлорой (торфяных, песчаных) от применения цианамида м. б. получены отрицательные результаты.
Лит.: Прянишников Д. Н., Учение об удобрении, изд. 5, ГИЗ, Берлин, 1922; Каблуков И. А., Об использовании азота воздуха в целях питания, Лекции, чит. на курсах агрономов в 1912 г., М.; К а й з е р К. и М о з е р А., Азот воздуха и его использование, ГИЗ, М., 1922; М о з е р А., К проблеме развития азотной промышл. в СССР, «Хим. промышл.», т. 1, в. 3, М., 1925; В о л ь ф к о-в и ч С. И., Современное положение и достижения в области производства фосфорнокислых туков, «Хим. промышл.», т. 1, в. 3 и 4, М., 1925; «Удобрение и урожай», Труды Научн. ии-та по удобр., вып. 35, 37, 40, 43 и 44, М., 1926/27. Д. Дружинин.