Минеральные азотные удобрения

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 12 страниц
В избранное:

Казахский агротехнический университет им.С.Сейфулина

Тема: Минеральные азотные удобрения.

Әлмұхамед Әди Қанатұлы
Группа: 01-077-21-03
Кудайбергенова Саягуль Женисовна

ПЛАН
ВВЕДЕНИЕ
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Распространение и использование
Производственные процессы
Потребление различных азотных удобрений по регионам
Влияние азотных удобрений на органические вещество почвы оборот и результирующий выброс CO2 в почву
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Использованные ресурсы

ВВЕДЕНИЕ
Эффективное управление в настоящее время требует широкого использования ископаемых видов топлива, которые часто серьезно влияют на экологическую подсистему. Таким образом, агроэкосистема оказывает большое воздействие на окружающую среду как в местном, так и в глобальном масштабе. Внесение минеральных азотных удобрений представляет собой один из основных методов ведения сельского хозяйства с высоким уровнем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, почву и воду. Эта практика необходима для обеспечения высоких урожаев сельскохозяйственных культур, несмотря на истощение азота почвы, которое связано с прогрессирующей деградацией органического вещества почвы. Экологическая нагрузка азотных минеральных удобрений обусловлена деятельностью технологической подсистемы (производство, транспортировка, применение), изменением некоторых микробиологических процессов в почве и избыточным поступлением, не поглощаемым выращиваемыми культурами. В настоящей главе будет рассмотрено воздействие азотных удобрений на окружающую среду путем анализа эффектов, вызванных взаимодействием технологической и экологической подсистем. Нагрузки на окружающую среду, связанные с технологической подсистемой, будут описаны с помощью подхода оценки жизненного цикла (LCA).
Таким образом, агроэкосистема играет ключевую роль в обеспечении устойчивости мировой жизни, посколькуэкспоненциальный рост населения планеты приведет к увеличению спроса на продовольствие. Недавнимподходом к снижению зависимости от ископаемого топлива стала перспектива производстваальтернативной энергии из растительной биомассы. В настоящее время более 1,5 миллиарда гектаров, что составляет около 12% мировой площади суши, используется для растениеводство. Мировое сельскохозяйственное производство выросло в среднем на 2 и4% в год за последние 50 лет, в то время как посевные площади (постоянные пахотные земли и пахотныеземли) увеличивались всего на 1% в год. Более 40% прироста производства продовольствия пришлосьна орошаемые площади, которые удвоились в размерах. Азот, удаляемый при уборке урожая, следовательно, уменьшает количество азота, доступного в почве для следующего цикла посева. Потеря азотного плодородия почвы восстанавливается с помощью минеральных удобрений, для производства которых требуется большое количество ископаемого топлива (процесс Хабера-Боша). Крометого, деятельность человека увеличивает поступление активного азота (Nr; определяется как все азотистыесоединения, отличные от N2) в биосферу, которые в настоящее время превышают скорость биологическойфиксации N2 в местных наземных экосистемах. Увеличение количества активногоазота обусловлено не только производством удобрений, но и сжиганием ископаемого топлива, используемого для удовлетворения потребностей в продовольствии и энергии. Внесение удобрений с высоким содержанием минерального азота представляет собой один изосновные методы ведения сельского хозяйства человеком с высокими экологическими выбросами загрязняющих веществ ватмосферу, почву и воду.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Распространение и использование.
Азот является основным макроэлементом, влияющим на рост растений и урожайность сельскохозяйственных культур, поскольку азот является важным компонентом в клетках растений нескольких структурных, генетических и метаболическихсоединений, таких как белки и нуклеиновые кислоты. Он также является компонентомсоединений, передающих энергию, таких как АТФ. Азот может поглощаться корнями растений в неорганическихформы (также называемые минеральным азотом), такие как ион аммония (NH4+) и нитрат-ион (NO3 -). Потребность в более эффективном и производительном сельском хозяйстве в сочетании с другими обстоятельствами возникла в северо-западной части Европы во второй половине 18-го и первой половине 19-го веков с открытием биологической роли химических элементов в питании растений и промышленной революции, которая стимулировала технологические инновации и рост химической, горнодобывающей и транспортной промышленности. Эти факторы послужили толчком к развитию индустрии удобрений.Сегодня в мире производится более 110 миллионов тонн азотных удобрений в год, две трети из которых приходится на развивающиеся страны, которые также являются крупнейшими потребителями.На самом деле, хотя в развитых странах наблюдается негативная тенденция к потреблению азота из-за законодательных ограничений и растущего успеха органического земледелия, в то время как спрос на азотные удобрения в развивающихся странах за последние тридцать лет увеличился более чем в три раза.
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ
На производство удобрений в настоящее время приходится около 2-3% от общего мирового потребления энергии. Большая часть этого потребления приходится на азотные удобрения (Европейская комиссия, 2006). Большая часть энергии требуется для фиксации атмосферного азота для производства аммиака. Значительная энергия также требуется для превращения аммиака в мочевину. Энергия, необходимая для производства азота, довольно равномерно распределена по планете и в каждом регионе есть производство. Однако наблюдается тенденция к увеличению производства в местах, где имеется дешевый природный газ, в таких регионах, как Ближний Восток и Карибский бассейн, а также в основных регионах потребления, таких как Южная Азия и Китай..
::Производственные процессы Аммиак (NH3) является основным сырьем для большей части мирового производства азотных удобрений (97% N-удобрений получают из аммиака). Производство аммиака в значительной степени основано на модификациях процесса, разработанного двумя немецкими учеными Хабером и Бошем в первые годы 20 века. NH3 синтезируют из объемной смеси водорода и азота 3:1 при повышенных температурах и давлении в присутствии железного катализатора. Этот процесс произвел революцию в индустрии азотных удобрений, преодолев прежнюю зависимость от относительно редких минеральных источников азота и позволив разработать продукты с более высоким содержанием азота. Первый завод Haber Bosch был открыт в 1913 году, и с тех пор производство азота в значительной степени зависит от синтеза аммиака. Весь используемый азот получают из воздуха, а водород можно получить любым из следующих способов:
а) паровой риформинг природного газа или других легких углеводородов (Жидкий природный газ, сжиженный нефтяной газ или нафта);
б) частичное окисление тяжелого мазута или угля;
в) газификация угля.
Около 77% мирового производства аммиака основано на паровом риформинге природного газа, 14% - на газификации угля, в основном в Китае, и 9% - на частичном окислении нефтепродуктов и тяжелых углеводородных фракций, в основном в Индии и в меньшей степени в Китае.
Синтез аммиака является очень энергозатратным процессом, основанным на отраслевом сравнительном исследовании, проведенном IFA. Средняя потребность в энергии для производства аммиака составляет 36,9 ГДжт и колеблется от 28 до 53 ГДж т аммиака (китайские заводы не рассматривались).Типичный процесс на основе тяжелой нефти потребляет в 1,3 раза больше энергии, чем процесс на основе газа.
Процесс на основе угля потребляет в 1,7 раза больше энергии, чем процесс на основе газа. В Китае и Индии потребность в энергии на тонну произведенного аммиака очень высока: 48,8ГДЖтонна NH3 для Китая и 43,3 ГДжт NH3. Китай является крупнейшим производителем аммиака с 30%мирового производства, а Индия производит еще 8% мирового производства.
::Потребление различных азотных удобрений по регионам
Согласно оценкам IFA, азот, применяемый к зерновым культурам, составляет до 57,5 млн. тонн, что составляет 55,2% мирового потребления азотных удобрений в 2010-11 годах (18,1% пшеницы, 16,8% кукурузы, 15,4% риса, 4,8% других зерновых культур). Доля масличных культур составила 7,3%, хлопка - 4,3%, сахарных культур - 3,5%, корнеплодов и клубней - 2,8%. Фрукты и овощи составили 14,9% от общего объема, а другие культуры - 12,0%.

Влияние азотных удобрений на органические вещество почвы оборот и результирующий выброс CO2 в почву
Снижение содержания углерода в почве, зафиксированное за последние 100 лет, произошло главным образом из-за традиционных методов обработки почвы, которые увеличивают уровень минерализации органического вещества почвы (СОМ). Сельскохозяйственные почвы утратили, по сравнению с родной почвой, свою естественную способность накапливать углерод (C), тем самым выделяя CO2 в атмосферу. Снижение содержания углерода в почве, зафиксированное во всем мире за последние 100 лет, произошло главным образом из-за традиционных методов обработки почвы, которые повышают уровень минерализации органического вещества почвы (СОМ). Мэтсон и др. (1997) сообщили о снижении СОМ, часто на 50% и более. Методы улучшения хранения C в системах выращивания сельскохозяйственных культур заключаются в следующем: (1) улучшение улавливания C и (2) уменьшение дыхания SOM. Когда агрономические методы увеличивают SOM, CO2 удаляется из атмосферы в долгосрочной перспективе (Lal et al., 1998 и 2003). В последние несколько десятилетий в научном сообществе сложилось убеждение, что сельскохозяйственные почвы обладают потенциалом для увеличения поглотителей углерода и сокращения выбросов CO2, если будут приняты более эффективные методы управления (BMP). Коул и др. подсчитано, что можно было бы увеличить количество C, хранящегося в сельскохозяйственных почвах планеты на 0,44-0,88 миллиарда тонн ежегодно в течение 50-летнего периода.
Деградация СОМ является основным источником выбросов CO2 в почве, даже если растительность вносит свой вклад в общий выброс CO2 с помощью корневого и ризомикробного дыхания. По этой причине общий выброс CO2 в почву нельзя считать прямым показателем окисления SOM, несмотря на то, что некоторые исследования продолжают интерпретировать его таким образом. Следовательно, так называемое "базальное дыхание" относится к CO2, выделяющемуся в результате разложения SOM в почве без корней. Три различных пула ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.