Λίπανση με άζωτο

Δεδομένης της κατά γενικό κανόνα χαμηλής περιεκτικότητας των ασβεστούχων εδαφών σε διαθέσιμο N, η εφαρμογή του N καθίσταται αδήριτη ανάγκη για τις αναπτυσσόμενες στα εδάφη αυτά καλλιέργειες. Καθώς το N υπόκειται σε μεγάλες απώλειες λόγω εξαέρωσης της NH3 στα υπόψη εδάφη, συνέπεια της επίδρασης του υψηλού pH και του CaCO3, οι εφαρμοζόμενες δόσεις αζώτου θα πρέπει να είναι μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες της απομάκρυνσης μέσω των συγκομιζόμενων προϊόντων. Το κατά πόσο μεγαλύτερες θα είναι οι εφαρμοζόμενες, αυτό θα εξαρτηθεί από το συνολικό ποσοστό απωλειών του N, ήτοι λόγω εξαέρωσης, απονιτροποίησης και έκπλυσης. Το ποσοστό αυτό μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια από τη σχέση:

TNL = 100[(1-(1-pHNL x 10^-2)(1-CCNL x 10^-2)(1-LNL x 10^-2)(1-DNL x 10^-2)]

όπου: TNL = Ολική απώλεια N (%) pHNL = Απώλεια N λόγω pH (%) CCNL = Απώλεια N λόγω CaCO3 (%) LNL = Απώλεια N λόγω έκπλυσης νιτρικών (%) DNL = Απώλεια N λόγω απονιτροποίησης (%)

Οι απώλειες N λόγω εξαέρωσης στα ασβεστούχα εδάφη δεν αφορούν μόνο το αμμωνιακό N που προστίθεται υπό μορφή λιπασμάτων, αλλά επιπλέον και του αμμωνιακού N που παράγεται κατά τη διάσπαση των διάφορων οργανικών υλών καθώς και της οργανικής ουσίας του εδάφους. Οι απώλειες N στην τελευταία περίπτωση είναι πολύ μεγαλύτερες από εκείνες που λαμβάνουν χώρα σε βάρος του αμμωνιακού Ν των λιπασμάτων. Η συνολική απώλεια λόγω εξαέρωσης του αζώτου εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όμως πρωταρχικό ρόλο παίζει η ποσότητα του NH4 -N στο εδαφοδιάλυμα, το pH και το επίπεδο του ενεργού ανθρακικού ασβεστίου. Η προσθήκη του αμμωνιακού N μέσω των λιπασμάτων στο έδαφος υπόκειται στην πιο κάτω αντίδραση:

ΝΗ4- ΝΗ3 + Η

Η μετατροπή αυτή του αμμωνιακού κατιόντοςσε αμμωνία αρχίζει να λαμβάνει χώρα σε μεγάλη τιμή της εδαφικής αντίδρασης ήτοι, όταν το pH γίνεται > 7,5. Π.χ. σε pH 8 και 9,3 αντιστοιχούν απώλειες ίσες προς 10 και 50%, της NH3 των προστιθέμενων λιπασμάτων, συμπεριλαμβανόμενης και αυτής που προέρχεται από το NH4 -N του εδαφοδιαλύματος. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι οι απώλειες του Ν λαμβάνουν χώρα με την αύξηση του pH ή με τη δράση οποιουδήποτε παράγοντα που συμβάλλει στην αύξηση του pH, όπως π.χ.το CaCO3. Στα ασβεστούχα εδάφη λόγω του αλκαλικού pH, το οποίο στα περισσότερα απ' αυτά ρυθμίζεται στην τιμή γύρω από το 7,5, τα αζωτούχα λιπάσματα που περιέχουν NH4 -N υπόκεινται σε απώλειες λόγω εξαέρωσης. Έτσι, όταν προστίθεται η θειική αμμωνία, οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο έδαφος είναι οι εξής:

(NH4)2SO4 + 2CaCO3 + H2O - 2NH4 + 2HCO3 + Ca^2 + 2OH + CaSO4 NH4 + HCO3 - NH3 + CO2 + H2O

Μελετώντας τις ανωτέρω χημικές αντιδράσεις, διαπιστώνουμε ότι από την πρώτη παράχθηκαν ανιόντα OH που αυξάνουν το pH, παράλληλα το Ca^2 και τα OH αντιδρούν με τη (NH4)2SO4 συνέπεια των οποίων παράγεται η πτητική αμμωνία ήτοι:

(NH4)2SO4 + Ca^2 + 2OH - 2NH3 + CO2 + H2O + CaSO4

Τελικά όλες οι παραπάνω αντιδράσεις συμποσούνται στην κατωτέρω αντίδραση

(NH4)2SO4 + CaCO3 - 2NH3 + CO2 + H2O + CaSO4

Δεδομένου ότι στην αντίδραση αυτή το άνυδρο θειικό ασβέστιο που παράγεται είναι ελαφρώς διαλυτό, υποχρεωτικά η αντίδραση χωρεί προς τα δεξιά και επομένως έχουμε συνεχή παραγωγή πτητικής αμμωνίας, η οποία διαχέεται στον ελεύθερο χώρο, και επομένως το N υπόκειται σε σημαντικές απώλειες. Σχετικά τονίζεται ότι στις απώλειες του N λόγω εξαέρωσης συντελούν και άλλοι παράγοντες, όπως π.χ. η ρυθμιστική ικανότητα του pH του εδάφους όπου όσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα αυτή, τόσο λιγότερες είναι οι απώλειες.

Επίσης σημαντική επίδραση ασκεί και η θερμοκρασία του εδάφους στις απώλειες του N, με μεγίστη τους 45⁰C. Το NH4 των διάφορων λιπασμάτων υπόκειται σε διαφορετική απώλεια N λόγω εξαέρωσης της αμμωνίας. Γενικά, οι απώλειες αυτές στα ασβεστούχα εδάφη είναι υψηλότερες για τα λιπάσματα που περιέχουν ουριακό N (ήτοι ουρία (NH)2CO) απ' αυτά που περιέχουν NH4 - άλατα, εκτός βέβαια των λιπασμάτων εκείνων που δημιουργούν αδιάλυτα άλατα του Ca, οπότε υπόκεινται σε μεγάλες απώλειες. Επίσης, οι απώλειες του N είναι μεγαλύτερες στα υγρά λιπάσματα απ' ότι στα στερεά. Όσο μικρότερη είναι η διαλυτότητα των ενώσεων του ασβεστίου, τόσο μεγαλύτερες είναι οι απώλειες του N λόγω εξαέρωσης της αμμωνίας.

Για όλους τους προαναφερθέντες λόγους η αζωτούχος λίπανση των καλλιεργειών, που αναπτύσσονται στα ασβεστούχα εδάφη, θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη όλες τις απώλειες, καθώς βέβαια και την απομάκρυνση του N κατά τη συγκομιδή των προϊόντων, η οποία αποτελεί μια βασική εκροή, και να αναπροσαρμόζεται αναλόγως η προς εφαρμογή δόση N, σε συνδυασμό βέβαια και με τις εισροές του ανόργανου N που παράγεται κατά τη νιτροποίηση. Επίσης, αζωτούχα λιπάσματα που προστίθενται κατά τη βασική λίπανση στα ασβεστούχα εδάφη, θα πρέπει οπωσδήποτε να ενσωματώνονται σε βάθος 10cm, ενώ κατά την επιφανειακή λίπανση να χρησιμοποιούνται αζωτούχα λιπάσματα που υπόκεινται σε μικρές απώλειες λόγω εξαέρωσης π.χ.η νιτρική αμμωνία.