Straty azotu z mocznika: Ulatnianie się amoniaku – symulacja

Azot jest kluczowym składnikiem odżywczym dla roślin, decydującym o ich wzroście i plonowaniu. Niestety, stosowany powszechnie mocznik, będący źródłem azotu, może generować znaczne straty tego cennego pierwiastka. Przyczyną jest ulatnianie się amoniaku (NH₃) z nawozu, zanim zdąży zostać przyswojony przez rośliny. To zjawisko ma ogromny wpływ na efektywność nawożenia i ostateczny plon. Skutecznym sposobem aby zminimalizować straty azotu jest dodanie do nawozu inhibitora ureazy. W niniejszym wpisie omówimy czynniki wpływające na ulatnianie się amoniaku z mocznika oraz działanie inhibitorów ureazy.

Przede wszystkim jednak przedstawimy symulację doświadczenia pozwalającego zrozumieć dynamikę procesu ulatniania sie amoniaku. Symulacja ta jest okazją by porównać wielkość strat azotu z nawozu mocznikowego niestabilizowanego i z dodatkiem stabilizatora azotu.

Intensywność ulatniania się amoniaku z mocznika zależy od:

• Temperatury gleby i intensywności wiatrów. Im wyższa temperatura i silniejsze wiatry po wysianiu nawozu, tym straty większe.
• Ilości opadów atmosferycznych i momentu ich wystąpienia. Opady w ilości 7 mm bezpośrednio po nawożeniu znacznie zmniejszają emisję.
• Typu gleby i zawartości wilgoci. Nawilżone gleby o wysokiej zdolności sorpcyjnej (gliniaste) tracą mniej amoniaku.
• Odczynu gleby. W przypadku gleb o odczynie alkalicznym (wysokie pH) występują szczególnie wysokie straty.
• Niewystarczającej ilości gliny i materii organicznej w glebie. Przyczynia się to do zwiększonych strat z gleb piaszczystych.
• Zastosowanej dawki mocznika. Im wyższa dawka, tym większe straty.
• Wielkości granul nawozu. Straty amoniaku są mniejsze w przypadku grubych granul.
• Pozostałości resztek roślinnych na powierzchni gleby. W resztkach pożniwnych znajduje się kilkanaście razy więcej enzymu ureazy powodującego rozkład mocznika niż w glebie.

Dynamika procesu ulatniania sie amoniaku

Zaprezentowana poniżej symulacja pozwala zrozumieć dynamikę procesu ulatniania sie amoniaku. Pokazuje jak przebiega on w ciągu 4 dni w 4 zamkniętych kolbach laboratoryjnych. Zawierają one kolejno taką samą ilość:

1. gleby bez dodatków,
2. gleby z granulami mocznika
3. gleby z dodatkiem roztworu saletrzano mocznikowego
4. i ostatnia zawierająca glebę z granulami mocznika pokrytymi inhibitorem ureazy moNolith46_Żółty.

 Warto zwrócić uwagę jak uciekający z gleby azot zabarwia rurki wskaźnikowe na niebiesko. Straty amoniaku z granul mocznika są aż 2 razy większe niż z rsm-u. Dodanie do nawozu inhibitora zmniejsza emisję amoniaku o co najmniej 70% w porównaniu z nawozami bez inhibitora.

A jak to działa w warunkach polowych? Spróbujemy wyjaśnić to w dalszej części tekstu.

Ulatnianie się amoniaku a inhibitory ureazy NBPT

Inhibitory aktywności ureazy lub dodatek wody do gleby są środkami zmniejszającymi emisję NH₃ z mocznika. Dodanie 7 i 14 mm wody do gleby, bezpośrednio po wysianiu mocznika, zmniejszyło emisję NH₃ odpowiednio o 77 i 89%. Podobnie jak w przypadku NBPT (redukcja od 77% do 88%). Natomiast opady deszczu w ilości 3 mm, bezpośrednio po nawożeniu, znacznie zwiększyły ulatnianie się NH₃. Ma miejsce 8% wzrost emisji w porównaniu do stosowania mocznika bez dodatku wody.

Wyniki te wskazują na ogromny wpływ ilości opadów i momentu ich wystąpienia w ograniczaniu ulatniania się NH₃ z mocznika wysianego na glebę. Odpowiednia ilość deszczu najpóźniej w ciągu 24 godzin od wysiania nawozu daje podobny efekt jak inhibitor ureazy NBPT. Jednakże coraz częściej występują przedłużające się okresy bez opadów. Przez to nie można liczyć na ten sposób ograniczania emisji amoniaku. Jedynym praktycznym środkiem jej ograniczenia jest stosowanie inhibitorów ureazy.

Inhibitory blokując aktywność enzymu ureazy, spowalniają konwersję mocznika do amoniaku. W rezultacie następuje wolniejsze uwalnianie amoniaku z nawozu mocznikowego, co zmniejsza emisję amoniaku. Następuje bowiem mniejszy wzrost pH roztworu glebowego wokół granul mocznika, a rozpuszczony w wodzie deszczowej, nierozłożony nawóz ma więcej czasu na wniknięcie w głąb profilu glebowego. Tu wydzielający się z mocznika amoniak w postaci jonu amonowego (NH₄₊) zatrzymywany jest przez kompleks sorpcyjny, mający ujemny ładunek elektryczny. (Dynamikę uwalniania się amoniaku obrazuje Wykres 1.)

Dodanie inhibitora ureazy do mocznika lub nawozu mocznikowego zapobiegnie, lub opóźni o 7 – 14 dni przekształcenie azotu amidowego w azot amonowy. W tym czasie może wystąpić wystarczająca ilość opadów umożliwiająca całkowite rozpuszczenie wysianego mocznika i wprowadzenie powstałego roztworu w głąb gleby na głębokość uniemożliwiającą ucieczkę amoniaku pochodzącego ze zhydrolizowanego mocznika.