Торове с бавно и контролирано освобождаване. Нитрификационни и уреазни инхибитори

В условията на все по-засилени мерки, които са свързани със защитата на околната среда и се прилагат върху употребата на азотни торове, е важно да разбираме по-добре естеството на различните торове, които се предлагат на пазара, както и ефекта, който употребата на даден тор ще има върху ефективността на използване на хранителните елементи в него и върху околната среда.

В тази връзка една от най-дискутираните теми напоследък са различните видове торове с бавно и контролирано освобождаване, както и съответните инхибитори, които се използват при производството и преди прилагането на различните торове.

Асоциацията на официалните представители на контрол по растителните храни в САЩ (AAPFCO) е публикувала следните общи дефиниции за тези торове:

  • Тор с бавно или контролирано освобождаване е тор, който съдържа хранителен елемент под форма, която забавя предоставянето му на растението, както и неговата употреба след торенето, или форма, която удължава значително периода в който този елемент е на разположение за приемане от растенията в сравнение с други референтни торове с бързо освобождаване, като например амониевия нитрат или карбамида, амониевия фосфат или калиевия хлорид. Такова забавяне на първоначалното освобождаване на елемента или удължаване на периода на наличност на елемента може да се постигне чрез множество различни механизми. Сред тях са контролирана разтворимост във вода на материала чрез полу-пропускваеми слоеве, оклузия, протеинови материали или други химични форми, чрез бавна хидролиза на водоразтворими смеси с ниско молекулярно тегло или др.
  • Стабилизиран азотен тор – това е тор, към който е добавен стабилизатор на азота. Стабилизаторът на азота е субстанция, която се добавя към един тор и удължава периода в който азотния компонент на тора остава в почвата в карбамидна или амонячна азотна форма.
  • Нитрификационен инхибитор – субстанция, която възпрепятства биологичното окисляване на амонячният азот до нитратен азот
  • Уреазен инхибитор – субстанция, която възпрепятства хидролизата на карбамида с ензима уреаза

Торове с бавно и контролирано освобождаване

Според AAPFCO (1997), няма официална диференциация между торовете с бавно и контролирано освобождаване.

Според Шавив (Faculty of Agricultural Engineering Technion-IIT, Haifa, Israel, 2005) – „Терминът тор с контролирано освобождаване (CRF) е започнал да се приема, когато се прилага за торове, в които фактори доминиращи нормата, модела и продължителността на освобождаването са добре известни и могат да бъдат контролирани при изготвянето на тора“. Торовете с бавно освобождаване (SRFs) са свързани с освобождаването на хранителния елемент с по-бавен темп от обичайният, но реалният темп, модел и продължителност на освобождаването не са добре контролирани. Доктор M.E. Trenkel в публикация през 1997 г. отбеляза, че се е превърнало в обичайна практика да се отбелязват азотни продукти, които се декомпозират микробно (като карбамид формалдехид), като торове с бавно освобождаване (SRFs).

Шавив (Faculty of Agricultural Engineering Technion-IIT, Haifa, Israel, 2005) предлага следната класификация на торове с бавно и контролирано освобождаване:

  • Смеси на органичен азот с ниска разтворимост. Те могат да бъдат допълнително разделени на смеси с биологично декомпозиране (обикновено базирани на продукти с кондензация на карбамид-алдехид, като карбамид-формалдехид) и смеси с химично декомпозиране, като изобутилиден-диуреа (IBDU).
  • Торове, при които физическа преграда контролира освобождаването. Торът може да е под формата на теблетки или гранули, покрити с хидрофобни полимери или матрици, в които разтворимият активен материал се разпръсква и ограничава разтварянето на тора. Торовете с такива обвивки на гранулите могат допълнително да бъдат разделени на торове с покритие с органичен полимер (който е или термопластика или смола) и торове покрити с неорганични материали като сяра или покрития на база минерали.

Материалите използвани за подготовка на матриците също могат да бъдат разделени на хидрофобни материали (като полиолефини, гума и др.) и полимери формиращи гел (понякога наричани хидрогел), които по природа са хидрофилни и понижават разтварянето на разтворимия тор, заради високото задържане на вода (подуване). Като цяло, използването на матрици е по-рядко срещана практика, в сравнение с използването на торове с допълнително покритие на гранулата.

  • Неорганични смеси с ниска разтворимост. Торове като метал амониеви фосфати (например магнезиев амониев фосфат - MgNH4PO4) и частично окислен фосфатен камък са обичайни за този тип торове с бавно освобождаване. Азотните продукти с биологично и микробно декомпозиране като карбамид-формалдехида, често са наричани торове с бавно освобождаване, а торовете, които са с допълнително покритие на гранулата често се наричат торове с контролирано освобождаване.

На практика основната разлика между двата вида торове е, че при торовете с бавно освобождаване, моделът на освобождаване на хранителния елемент изцяло зависи от почвата и климатичните условия и не може да бъде предвиден (или може, но само много грубо). При торовете с контролирано освобождаване, моделът на освобождаване, количеството и времето могат да бъдат предвидени в рамките на определени граници.

Комитетът по европейска стандартизация направи следните предложения за термините:

  • Освобождаване – трансформацията на химическа субстанция във форма, в която тя е на разположение за приемане от растенията (например разтваряне, хидролиза, деградация и т.н.).
  • Бавно освобождаване – освобождаването на хранителен елемент от торът трябва да е по-бавно в сравнение с тази форма на тора, в която хранителният елемент е веднага на разположение за прием от растението. Например, за един азотен тор с бавно освобождаване, моделът на освобождаване и отговорът от страна на растението, трябва да бъде по-нисък в сравнение с този от торенето с карбамид или амониев или нитратен разтвор.

Обявяване на тор като тор с бавно освобождаване – един тор може да бъде описан като тор с бавно освобождаване, ако хранителният елемент/и обявени като такива с бавно освобождаване, отговарят при определени условия (включително температура от 25oC) на всеки от следните критерии:

  • Не повече от 15% освобождаване за 24 часа
  • Не повече от 75% освобождаване за 28 дни
  • Поне около 75% освобождаване в рамките на обявеният период от време за освобождаване

Нитрификационни инхибитори

Нитрификационните инхибитори забавят бактериалното окисляване на амониевият йон (NH4+) като потискат за определен период от време (четири до десет седмици) активността на бактериите „Nitrosomonas“ в почвата. Тези бактерии трансформират амониевите йони в нитрит (NO2–), който от своя страна се трансформира в нитрат (NO3–) от бактериите „Nitrobacter“ и „Nitrosolobus“. Използването на нитрификационни инхибитори е с цел да се контролира загубата на нитрати от просмукване или формиране на диазотен оксид чрез денитрификация от повърхностния слой на почвата, като се задържи азотът в амониева форма за по-дълго време и съответно се увеличи ефективността на използва на азота. Още повече, че чрез използване на нитрификационните инхибитори (тъй като те забавят преобразуването на амония в нитрат) се избягват нежелани високи нива на нитрати в растенията, които се използват за храна на хората или животните. Според някои специалисти обаче, използването на тези инхибитори няма да предотврати навлизането на минерален азот във водоемите чрез пряко прилагане на азот оттичане.

Съществува известно объркване свързано с термините стабилизатори на азот, нитрификационни инхибитори, уреазни инхибитори и стабилизирани торове. Термините стабилизатори на азот и нитрификационни инхибитори често се използват като взаимно-заменяеми. Ако трябва да сме напълно коректни, стабилизирани са само тези торове, към които е добавен стабилизатор на азот по време на производството им (нитрификационен инхибитор и/или уреазен инхибитор – субстанции, които след като бъдат добавени към тора, удължават периода от време в който азотния компонент на тора остава в почвата в карбамидна или амонячна форма.

Уреазни инхибитори

Уреазните инхибитори предотвратяват или потискат за определен период от време трансформирането на амидния азот в карбамид в амониев хидроксид и амониев азот, чрез хидролитичното действие на ензима уреаза. Чрез забавяне на темпът с който карбамида се хидролизира в почвата, може загубите на амоняк във въздуха чрез волатилизация (както и допълнителното отмиване на нитрата) да се понижат или избегнат. По този начин ефективността на карбамида и на азотните торове съдържащи карбамид (например разтвора на карбамид и амониев нитрат UAN), се повишава, а вредните ефекти за околната среда, произлизащи от употребата им се понижават.

 

Ако не сте го направили все още, можете да разгледате от тук нашите калкулатори за изчисляване на необходимото количество торове за различните култури

 

 

Източници: International Fertilizer Industry Association, AAPFCO, SpringerLink, Slow- and Controlled-Release and Stabilized Fertilizers: An Option for Enhancing Nutrient Use Efficiency in Agriculture (M.E. Trenkel, International Fertilizer Industry Association (IFA) Paris, France, 2010)

Публикуване на коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *