Мочевина (карбамид): характеристика, синтез, использование в качестве удобрения, плюсы и минусы

Мочевиной CO(NO2)2 называется амид угольной кислоты. Представляет собой бесцветные кристаллы, не имеющие запаха. Технический продукт выглядит как белые или желтые кристаллы. Азота в чистой мочевине содержится около 46,2%.

Некоторые свойства мочевины:

Хорошо растворима в воде, при повышении температуры растворимость увеличивается. При нагревании водных растворов мочевины выше 80° начинается процесс гидратации (связывание воды химическими веществами) и переход в карбамат аммония:

CO(NH2)2 + H2O = NH2 – CO – ONH4

Незначительно, гидратация происходит и при более низких температурах. При температуре 130° карбамид в водном растворе диссоциирует на углекислоту и аммиак. Если нагревать выше 150°, при атмосферном давлении, происходит разложение на двуокись углерода, аммиак, биурет NH(CONH2)2 и другие вещества.

Соединение, образующееся с аммиаком — CO(NH2)2*NH3, содержащит 77,9% мочевины и 22,1% аммиака (может существовать только в растворах). В аммиаке легко растворяется, растворимость значительно увеличивается с повышением температуры. При температуре выше 30* в воде карбамид растворяется хуже, чем в аммиаке.

Ниже приведены реакции кислот с карбамидом; образуются солеобразные соединения:

• Нитрат мочевины. CO(NH2)2*HNO3; темп.пл 163° ; в воде маслорастворим;
• Фосфат мочевины CO(NH2)2*H3PO4 ; темп. пл. 117,5° в воде хорошо растворим.

Также образуются с карбамидом комплексные соли; очень интересны соединения, оба компонента которых удобрительные:

1. Ca(NO3)2*4CO(NH2)2  (с нитратом кальция);
2. NH4Cl*CO(NH2)2 (с хлоридом аммония).

Интересный факт: Пищевая добавка – E927b —  это карбамид. Применяется для производства жевательной резинки.

Синтез мочевины

Прежде чем углубиться в агрохимию, кратко рассмотрим основной метод синтеза– прямой: из двуокиси углерода и аммиака.

Синтез двуокиси углерода и аммиака двустадийный:

• Происходит соединение реагентов и образуется карбамат аммония:

2NH3 + CO2 – NH2 – CO – ONH4 + 38000 кал

• Карбамат аммония превращается в мочевину, отщепляя воду:

NH2 – CO – ONH4 – NH2CONH2 + H2) – 6800 кал

Основным условием для проведения процесса синтеза —  наличие в жидкой фазе карбамата аммония (темп. пл. 145*-150*), иначе синтез в твердой фазе протекает очень медленно.

Агрохимические свойства

Мочевина —  высококонцентрированное, безбалластное азотное минеральное удобрение. В  нём содержится 46,2% азота в амидной форме, агрономически эффективное удобрение. Отличается целым рядом ценных качеств:

1. Большая концентрация азота сочетается с легкой растворимостью в воде, однако опасность вымывания в нижние почвенные горизонты невелика;
2. Большая подвижность сочетается с медленной разложимостью в почве;
3. По содержанию азота мочевина (100 кг) равноценна натриевой селитре (300кг) или сульфату аммония (225 кг);
4. Мочевина оказывает значительно меньший подкисляющий эффект, чем сульфат аммония;
5. На кислых легких почвах (супесчаных и песчаных) мочевина заметно лучше, чем аммиачная селитра;
6. Отсутствие Cl и SO4 благоприятно влияет на скорость нитрификации в почве;
7. Немалые прибавки урожая обеспечиваются на орошаемых землях;
8. Обладает благоприятными свойствами для внекорневой подкормки.

Вместе с благоприятным действием, бывают случаи слабого воздействия:

Главная причина – это то, какие превращения мочевины происходят в почве. Когда среда щелочная, карбамат аммония достаточно быстро разлагается на С02 и аммиак. В тесном контакте с ростками,  наблюдается вредное влияние аммиака. На щелочных почвах отрицательное воздействие сказывается наиболее резко. Страдают также наиболее уязвимые растения. Но если вносить мочевину заблаговременно, данный неблагоприятный эффект должен устраняться.

Также важно вносить карбамид заблаговременно, так как при его грануляции образуется  биурет, который может нанести вред растениям. Если содержание биурета превышает 3%, то растения будут угнетаться. Внося удобрение за 10-15 дней до посева, данная проблема устраняется (биурет успевает разложиться).

Нежелательно вносить мочевину, когда в непосредственном  контакте с семенами будут большие концентрации удобрения, так как аммиак может оказывать вредное воздействие. Конечно, все зависит от особенностей  корневой системы растения. При развитой системе, мочковатой, с придаточными корнями, вредное воздействие не так ощутимо. Например, у свёклы есть только один корень (стержневой), и его отмирание приводит к гибели всего растения.

Однако, исследования показали, что при внесении калийных удобрений в тесном контакте (не равномерное распределение, а непосредственно рядом с мочевиной) отрицательный эффект устраняется, а эффективность действия удобрений увеличивается. Локализация полной комбинации удобрений (NPK) возле высеваемых семян, дает заметное преимущество перед обычным равномерным распределением удобрений по всей почвенной массе.

При низком значении фермента уреазы в почве, что бывает крайне редко, мочевина даёт низкие результаты. Тогда необходимо внесение соответствующих органических удобрений.

Выводы:

• Подкисляющее влияние на почву более слабое, чем у сульфата аммония и остальных балластных аммиачных удобрений;
• На легких кислых почвах — эффективная форма азота для растений, чувствительных к повышенной кислотности;
• При большой концентрации удобрения вблизи высеваемых семян резкое понижение всхожести. Внесение в тесном контакте калийных удобрений устраняет отрицательное влияние;
• Местное внесение мочевины вместе с полной комбинацией NPK даёт лучшие результаты, чем равномерное распределение;
• При низком значении фермента уреазы в почве необходимо внесении органических удобрений.

Применение для овощных, плодово-ягодных и декоративных культур

Даёт хорошие результаты при удобрении всех сельскохозяйственных культур, и особенно удачно можно её использовать в растворах для внекорневой подкормки плодово-ягодных, овощных и цветочных растений.

Пригодна для всех приемов и сроков внесения:

1. Основной (до посева). На открытом воздухе аммиак испаряется, для того, чтобы избежать его потерь, удобрение следует сразу заделывать в почву. Для предотвращения потерь азота путем улетучивания аммиака при минерализации мочевины рекомендуется заделывать в почву на глубину не менее 3-4 см, за исключением орошаемых условий, где она вносится перед поливом.
2. Припосевной (во время посева). Между удобрением и семенами обязательно должна быть прослойка почвы. Лучше применять в тесном контакте с калийным удобрением.
3. Подкормка (во время вегетации растений).
4. Внекорневая подкормка растений. Внекорневые подкормки проводят ручным опрыскивателем в утреннее или вечернее время. Раствор мочевины не обжигает листья (менее 5%), в отличие от аммиачной селитры.

Нормы внесения

Дозы внесения или инструкция по применению (на 100 м²):

• Для основного внесения  под овощные,  под картофель, для огурцов, под чеснок, помидоры, плодово-ягодные и цветочные культуры, клубнику, розы и т.д. – 1,30 – 2,00 кг;
• Для подкормок овощных, цветов и др. 0,30-0,40 кг; плодово-ягодных культур – 0,40-0,70 кг;
• Для обычной подкормки раствором берут 35-65 г мочевины на 10 л воды при распределении раствора на 10 м²;
• Для внекорневой подкормки в огороде применяют 0,5-1%- ные растворы (50-100 г мочевины на 10 л воды) при распределении раствора на 100-200 м2. Можно применять и для комнатных цветов и растений, делают такие же 0,5-1% растворы (5-10г на 1л воды), и вносят в расчёте 10-15 мл раствора на растение.

Борьба с вредителями

Если нет желания применять ядохимикаты, мочевину можно использовать для борьбы с вредителями. Когда устанавливается температура воздуха +5 °С , но почки ещё не пробудились, производят опрыскивание раствором мочевины (50-70 г на 1 л воды). Это хороший способ избавиться от зимующих вредителей.  Данную обработку можно делать, если в прошлом году наблюдалось много вредителей. Не следует делать раствор слишком высокой концентрации более 100 г на 1 л, так как даже раствор при такой высокой концентрации может обжигать листья.

Видео: весеннее опрыскивание деревьев раствором карбамида

Важно знать!

1. При хранении следует тщательно оберегать от влаги, так как мочевина сильно увлажняется;
2. Смешивание карбамида с другими удобрениями возможно только в том случае, если они сухие, и лишь перед рассевом, так как он увеличивает гигроскопичность смеси;
3. При смешивании с суперфосфатом необходимо нейтрализовать кислотность суперфосфата мелом, доломитом или другими подобными веществами;
4. Содержание в составе биурета в гранулированной форме не должно превышать 3 %.

Стоимость

Средняя цена за 1 кг мочевины (карбамида) около 39 р., т.е. 1 кг чистого азота обойдётся в 84 р.

Плюсы и минусы использования мочевины как удобрения

Положительные стороны:

«+»     — ценное свойство, но присуще многим

«++»   — ценное свойство, присуще немногим, но неуникальное

«+++» — ценнейшее свойство, уникальное

• «+» Азот мочевины очень легко усваивается растениями и по усвояемости равноценен азоту, содержащемуся в сульфате и фосфатах аммония;
• «+++» По отзывам людей и научным исследованиям преимущество мочевины перед другими многими азотными удобрениями в возможности проведения эффективной внекорневой подкормки, так как она не вызывает ожоги листьев;
• «++» Эффективна на кислых и легких почвах для растений чувствительных к повышению кислотности;
• «++» Эффективна на орошаемых почвах.

Отрицательные моменты:

«-»   — отрицательное свойство, но присуще многим

«—»  — отрицательное свойство, присуще немногим, но неуникальное

«—» — сильно отрицательное свойство, уникальное

• «-» При низких значениях уреазы в почве (редко) даёт низкие результаты (требуется применение органических удобрений);
• «—»При большой концентрации удобрения вблизи высеваемых семян резкое понижение всхожести (требуется применение калийных удобрений в комплексе или создание почвенной прослойки);
• «-» Чувствительна к условиям хранения (необходимо оберегать от влаги).

вам будет интересно:

Сульфат аммония Диаммофос КАС (карбамидно-аммиачная смесь)