Ценным и быстродействующим средством является навозная жижа. Она содержит до 0,8 % азота и до 1 % калия, но сравнительно небольшое количество фосфора. Ее применяют для подкормки растений в весенне-летний сезон и для приготовления компостов. Компосты — смеси двух или нескольких удобрений. Для их приготовления используют главным образом торф. В результате полу­чают торфо-навозные, торфо-жижевые, торфо-фекальные, торфо-фосфорнтные и другие компосты.

Концентрированным и весьма эффективным удобре­нием является птичий помет. Он содержит в среднем 6 % азота, 4,3 % калия и 2,6 % фосфора. Для избежание потерь питательных веществ птичий помет хранят в смеси с торфом.

Для обогащения почвы азотом применяют так назы­ваемое зеленое удобрение — это специально выращенная и запаханная растительная масса. Для этой цели исполь­зуют главным образом бобовые растения, которые способны связывать в химические соединения азот воздуха. Обычно молекулярный азот недоступен для растений в качестве питания. Однако он способен усваиваться некоторыми микроорганизмами. Давно установлено, что на корневой системе бобовых растений размножаются клубеньковые бактерии, которые обладают способностью переводить молекулярный азот в химические соединения. В процессе своей жизнедеятельности клубеньковые бакте­рии и обогащают почву соединениями азота. Кроме того, некоторые бобовые растения имеют корневую систему, уходящую глубоко в землю. Благодаря этому они пере­носят в пахотный слой извлеченные из глубоких горизон­тов питательные вещества и таким путем также способ­ствуют повышению урожайности.

Минеральные удобрения. В мире минеральные удоб­рения начали применять сравнительно недавно. Инициа­тором и активным поборником их использования в земле­делии был немецкий химик Юстус Либих. В 1840 г. он выпустил в свет книгу «Химия в приложении к земле­делию». В 1841 г. по его почину в Англии была построена первая суперфосфатная установка. Калийные удобрения начали производить в 70-х годах прошлого века. Мине­ральный азот в то время поставлялся в почву с чилий­ской селитрой. Следует отметить, что в настоящее время считают рациональным вносить в почву фосфорные, калийные и азотные удобрения в отношении питательных веществ, примерно равном 1:1,5:3.

Спрос на минеральные удобрения быстро увеличи­вается так, что их мировое потребление с начала текуще­го столетия удваивается за каждые десять лет.

К счастью, запасы главных элементов удобрений на Земле большие и их истощения пока не предвидится.

Азотные удобрения. Для синтеза белков растениям необходим азот. Поэтому азотные удобрения могут при­водить к увеличению в зерне белков и, что особенно важно, они повышают содержание клейковины, от кото­рой в значительной степени зависит качество хлеба, его рассыпаемость. Таким образом, азотные удобрения повы­шают кормовую и пищевую ценность продукции.

Азотсодержащие минеральные удобрения подразде­ляют на аммиачные, нитратные и амидные. К первой группе относится сам аммиак (безводный и водные растворы) и его соли — прежде всего сульфат (NH4)2SO i и хлорид аммония NH4Cl. Ко второй группе — селитры:

натриевая NaN03, калиевая KNO2 и кальциевая Са(NОз)2. Промышленностью также выпускаются аммиачно-нитратные удобрения, например аммиачная се­литра NH4N03. К амидным удобрениям относятся цианамид кальция и мочевина (карбамид) . Для уменьшения пыления цианамида каль­ция часто к нему добавляют до 3 % нефтяных масел. В результате такое удобрение имеет запах керосина. Цианамид кальция при гидролизе дает аммиак и карбо­нат кальция:

CaCN2+ ЗН20 = СаСОз + 2NНз

Мочевина при .взаимодействии с водой в конечном счете тоже превращается в аммиак. Наряду с ним получается диоксид углерода, который также является питательным веществом для растений

NH2CONH2 + H2O == 2NH3+ СO2

Поскольку цианамид и мочевина взаимодействуют с водой постепенно, то питательное вещество аммиак поступает из них к растениям также постепенно. Аммиак, хотя и не очень сильно, но токсичен. Его предельно допустимая концентрация в воздухе составляет 20 мг/м3. Отравление аммиаком вызывает обильное слезотечение, боль в глазах, удушье, боли в желудке. При попадании в глаза брызг раствора аммиака необходимо промыть их водой или 0,5—1,0 %-ным раствором квасцов. При по­ражении аммиаком кожи необходимо обильное обмыва­ние ее водой с последующим наложением примочки из слабых растворов уксусной или лимонной кислот. При поражении дыхательных путей пострадавшего сле­дует вынести на свежий воздух. В этом случае также полезно вдыхание теплых водяных паров и лучше с до­бавками к воде лимонной или уксусной кислоты.

В почве аммиак и амины превращаются в нитраты. Процесс биологического превращения восстановленных форм азота в окисленные называют нитрификацией. Он протекает под действием целого ряда бактерий. Обыч­но нитрификация протекает в две стадии: сначала амми­ачный азот окисляется до нитрит-ионов:

В этом процессе участвуют бактерии: Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus. Затем с участи­ем бактерий Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus нитрит-ные ионы окисляются в нитратные:

Энергия, выделяющаяся при окислении аммиачного азо­та до нитратного, используется бактериями для ассими­ляции углекислого газа и для других эндотермических процессов.

Существуют другие бактерии и грибки, которые про­водят нитрификацию не только аммиачного азота, но и азота органических соединений, осуществляя таким образом минерализацию органических соединений, попав­ших в почву.

В результате действия различных нитрифицирующих бактерий аммиак и органические амины, содержащиеся в больших количествах в навозе, превращаются в нит­раты. Последние попадают в грунтовые воды, водоемы и колодцы. Вследствие этого вода колодцев, расположен­ных вблизи больших ферм, часто содержит недопустимо большое количество нитратов и потому непригодна для питья и приготовления пищи.

Из азотных удобрений для нечерноземных почв наибо­лее быстродействующей и эффективной является натрие­вая NaNO2 и кальциевая селитра Са(NОз)2. Однако следует иметь в виду, что при ее применении происходит подщелачивание (понижение кислотности) почв, посколь­ку растения связывают азотную кислоту и освобождают щелочь:

NaNO3+HaO = [HNO2]+NaOH

Выше уже было написано, что нитратные ионы отно­сительно легко вымываются из почвы и потому нитрат­ные удобрения используются не полностью. Имеется и другая причина, приводящая к снижению эффектив­ности усвоения азотных удобрений, — это бактерии. В це­пи биохимических превращений аммиачного азота в ни­тратный в качестве промежуточного соединения может образоваться молекулярный азот, который и уходит из почвы в атмосферу. Таким образом, если при производ­стве азотных удобрений из молекулярного азота полу­чаются химические азотсодержащие соединения, то неко­торые бактерии осуществляют процессы в обратном на­правлении, т. е. азотсодержащие соединения превра­щаются в молекулярный азот. В результате деятельности таких бактерий происходят потери огромных количеств азотных удобрений.