صناعة الأسمدة النيتروجينية

ما هي الأسمدة النيتروجينية؟

سماد النيتروجين هو مركب كيميائي تكون فيه نسبة النيتروجين أكبر من النسبة المئوية لأي عنصر غذائي آخر فيه، وعند تطبيقه ينتج عنه ما يعادل عشرين (20) رطلاً من النيتروجين لكل 4000 مترًا مربعًا تقريبًا على الأرض التي يوضع عليها.^[١]

ويعد اليوريا (Urea) أكثر أنواع الأسمدة النيتروجينية شيوعًا، حيث إن العديد منها مصنوع من مادة اليوريا، وتتم هذه العملية بوجود الهواء والغاز الطبيعي، والتي تسمى عملية هابر بوش Haber - Bosch.^[٢][٣]

ما هي عملية هابر بوش؟

سميت هذه العملية بهذا الاسم نسبة إلى العالمان فريتز هابر وكارل بوش اللذين اكتشفا هذه الطريقة؛ حيث يستخدم فيها كل من الهيدروجين والنيتروجين الجويين تحت ضغط وحرارة مرتفعين لإنتاج غاز الأمونيا وبوجود مادة محفزة مثل الحديد، ثم يكثف غاز الأمونيا بالماء البارد لإنتاج الأمونيا السائلة، كما يستخدم الغاز الطبيعي كمادة وسيطة للهيدروجين وكمصدر للطاقة للحصول على الضغط والحرارة العاليين المطلوبين في التفاعل، لذلك ترتبط دائما أسعار الأسمدة النيتروجينية بالغاز الطبيعي، والناتج الأولي في هذه العملية هو الأمونيا اللامائية، ويتم استخدام هذه العملية بشكل واسع لانخفاض كلفة النقل والتخزين والتصنيع وإمكانية تطبيقه في ظروف صعبة، ولكن ما يؤخذ على هذه العملية هو سمية الأمونيا اللامائية والتي تتطلب الحذر عند استخدامها.^[٤]

ما الأشكال الشائعة للأسمدة النيتروجينية؟

توجد العديد من الأشكال للأسمدة النيتروجينية لعل أبرزها الآتي:^[٥]

نترات الأمونيا

من الأسمدة شائعة الاستخدام، ويوجد في السوق على شكل حبيبات أو كرات قابلة لامتصاص الماء، ويعتبر من الأسمدة القابلة للاشتعال ولتفادي خطره يجب تخزينه في أكياس مختومة ومغلقة جيدا بعيدا عن أي مواد قابلة للاشتعال، كما أن لها تأثير حمضي على التربة.

نترات الأمونيا الكلسية

وهو سماد نيتروجيني يتكون من خلط نترات الأمونيوم والكالسيوم وسمي بالكلسي بسبب وجود كربونات الكالسيوم فيه، وهو لا يؤثر على حموضة التربة.

اليوريا

سماد اليوريا من الأسمدة الصلبة، ويوجد على شكل حبيبات في السوق، وعند إضافته للتربة، فإنه يتحول إلى كربونات الأمونيوم، مما قد يسبب ارتفاع في حموضة التربة، ويكون أكثر كفاءة عند إضافة ماء إليه أو عند استخدامه في التربة الرطبة.

كبريات الأمونيوم

في الماضي كان هو المصدر الأساسي للنيتروجين، ولكنه فقد أهميته الآن، ويندر استخدامه لأن حمضيته تصبح كبيرة على التربة.

نترات الصوديوم

يتم استخلاصه من الرواسب الطبيعية في تشيلي، وهو سماد مكلف ولا يستخدم على نطاق واسع.

نترات الكالسيوم

هو ملح مكون من نترات الصوديوم ونترات الأمونيوم في شكل مثبت.

الأمونيا اللامائية

يتكون من غاز الأمونيا الذي يتم إسالته في ظروف ضغط وحرارة عاليين، ثم يخزن في صهاريج خاصة ليتم حقنه في التربة، وعند التعامل مع هذا السماد لا بد من مراعاة احتياطات السلامة الصارمة، ويتم امتصاصه على شكل هيدروكسيد الأمونيوم في التربة، ولا يجب حقنه في تربة رطبة، كما أن تكلفة تطبيقه عالية، لكنه كسماد أقل سعرًا من الأسمدة الأخرى.

الأمونيا السائلة

وهو يتكون من غاز الأمونيا الذائب في الماء تحت ضغط منخفض.

محاليل النيتروجين المائية

تتكون هذه الأسمدة عادة من خلط نترات الأمونيا واليوريا، وتستخدم بشكل شائع في المحاصيل الزراعية.

ما أهمية عنصر النيتروجين؟

يعتبر النيتروجين من العناصر الضرورية لنمو النبات، ويدخل في تركيب الأحماض الأمينية والأكسين والجلوكوزينولات والبروتينات والقلويات، كما أنه يعد عنصرا ضروريا لعملية البناء الضوئي؛ حيث إنه مكون من مكونات الكلوروفيل، ويوجد النيتروجين في الهواء الجوي على شكل غاز النيتروجين، ويشكل 78% من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي.^[٦]

كيف تستفيد النباتات من النيتروجين؟

لا تستطيع النباتات الاستفادة من النيتروجين إلا إذا كان على شكل أمونيوم أو نترات، هو يوجد بعدة أشكال عضوية في التربة مثل: السكريات الأمينية، البروتينات والفيتامينات، والتي يجب تحويلها إلى أشكال غير عضوية، ويتم هذا التحويل بيولوجيا عن طريق أنواع من البكتيريا الحرة التي تقوم بعملية تسمى عملية تثبيت النيتروجين، ومع زيادة الحاجة العالمية للغذاء توجه العالم لإنتاج الأسمدة النيتروجينية.^[٦]