(пропускают через емкость с хлористым кальцием, твердым едким натром, цеолитами, крепкой серной кислотой), сразу же отводиться из зоны реакции и как можно быстрее охлаждается. Содержащаяся в отводимом воздухе окись азота (1–3 %) окисляется до двуокиси азота и пропускается через колонку с водой, где образует разбавленную азотную кислоту. При нейтрализации ее известняком, мелом образуется раствор кальциевой селитры. Для реактора мощностью 100–300 Вт скорость прокачки воздуха составляет 100 л/час.
Реактор мощностью 100 Вт (мощность электролампы) может за год непрерывной работы дать до 48–69 кг азотной кислоты (в пересчете на 100 %-ную), что полностью покрывает потребность в азотных удобрениях для выращивания всех продуктов питания для одной семьи. Но удельный расход электроэнергии очень высок — до 70 кВТ∙час/кг связанного азота. Стоимость ее в 1,5–2 раза выше, чем розничные цены на эквивалентное количество азотных удобрений. Оправдано создание такого реактора может быть только при использовании его одновременно как электронагревателя, например, воды (т. к. 95 % энергии теряется бесполезно в виде тепла). Есть также разработки, повышающие К.П.Д. реактора. Так, в опытах Т.В. Заболоцкого окислением азота воздуха, обогащенного кислородом (смесь из 60 % кислорода и 40 % азота), в высокочастотном разряде (106 гц) получен газ содержащий 9-10 % окиси азота, а расход энергии снижен до 28 кВТ-час на 1 кг связанного азота. Дома такая установка тоже может быть собрана на генераторных лампах от телевизора и с электролизером воды колокольного типа для обогащения кислородом. Но возможность проскока водорода вместе с кислородом делает ее взрывоопасной.
Самый доступный бытовой источник фосфора — кости, а калия — древесная зола. Кости предварительно прокаливаются на огне для удаления органики, разламываются, к ним добавляют 5-10 % мела и 40 % (по весу) 70 %-ной серной кислоты (постепенно, с перемешиванием). За 1 час образуется суперфосфат. Если заменить серную кислоту азотной получится нитрофоска.
При отсутствии в достаточном количестве этих источников можно попробовать выщелачивать кислотами фосфор и калий из грунта. Глины в среднем содержат 0,35 % фосфатных минералов (в основном апатит) и 3,2 % К2О (гидрослюды и т. д.)[154]. Селективное выщелачивание апатита (без растворения других минера лов) осуществляется слабыми растворами азотной или соляной кислоты (например, 10-кратным объемом 2 %-ной соляной кислоты за 1 час без нагрева).[155] Селективный режим может быть подобран и для калия. Предпочтительно использовать азотную кислоту. Наименее трудоемко подземное выщелачивание путем заливки раствора кислоты в небольшую скважину с последующей промывкой ее водой от следов кислоты и нейтрализацией кислоты и промывных вод известью. Предварительным опытом с анализом продуктов выщелачивания на фосфор, калий, потерь кислоты сами оцените «стоит ли игра свеч».
Более простой способ выщелачивания фосфора и калия прямо на пахотном поле — с помощью двигателя мотоблока (мотокультиватора). Выхлопные газы из выхлопной трубы по трубопроводу попадают в почву за плугом, лапой культиватора или сошником сеялки. Содержащийся в продуктах сгорания углекислый газ абсорбируется почвой, и после увлажнения дождями превращается в углекислоту, которая переводит соединения фосфора и калия, содержащиеся в почве, в растворимые формы усваиваемые растениями. Такая обработка эквивалентна внесению на 1 сотку 1 кг суперфосфата. Одновременно чище становится воздух. Химические анализы показывают, что сорбция почвой вредных соединений не превышает допустимого уровня. Такая обработка может проводится на любых почвах, кроме кислых.[156]
Удобрения органические
При наличии домашнего скота важно максимально утилизировать его отходы. В навоз переходит весь выделяемый животным фосфор, сера, кальций, половина азота, а в мочу — до 90 % калия и 50 % азота. Для утилизации мочи лучше всего подходит подстилка из верхового торфа или резаной соломы, хуже всего — из опилок. В птичьем помете азотные компоненты быстро разлагаются с выделением аммиака (за 2 месяца теряет до 50 % азота). Для его сохранения пересыпают торфом (впитывает аммиак) или перегноем, добавляют суперфосфат (8 -10 % от сырого помета), сушат помет на воздухе или хранят зимой в замороженном виде[157]
При хранении навоза нельзя весь его превращать в перепревший навоз или перегной, т. к. при этом будут большие потери органического вещества и азота. Специалисты считают, что в центральной части страны на малогумусных подзолистых почвах лучше вносить свежий навоз (осенью под зябь) или полупревший (подстилка приобретет темно-коричневый цвет, вес уменьшается на 20–30 % по сравнению со свежим).[158] Лучший способ хранения навоза для сохранения питательных веществ — хранение под скотом (разбрасывание новой подстилки на старую и удаление накопившейся 1–2 раза в год). При хранении в кучах и штабелях рекомендуют для уменьшения потерь аммиака пересыпать каждые 15–20 см слоя штабеля фосфористой мукой (в количестве 2 % веса навоза).
Переработка фекалий на компост позволяет сохранить азот и обеззараживает их от разных инфекций. Для этого ежедневно фекальную массу в выгребных ямах пересыпают торфяной крошкой до полного впитывания жидкости, а на дно новых выгребных ям укладывают торф слоем 20–30 см. На одного человека в год требуется 60–80 кг сухой торфяной крошки или 160–170 кг проветренного торфа. Вместо торфа можно использовать опилки или сухую перегнойную землю (250–290 кг на 1 чел. в год). В фекальной массе выгребных ям в среднем содержится 0,5–0,8 % азота, 0,2–0,4 % фосфора, 0,2–0,3 % калия.[159]
Из растительных остатков самые доступные — опавшие листья. Часть специалистов рекомендует удобрять ими почву путем непосредственной заделки в грядки осенью предварительно измельчив мотокультеватором, газонокосилкой (пройдя ею несколько раз по слою листьев) или стеблеизмельчителем. Но процесс их разложения в земле может оказаться длительным. Поэтому предпочтительнее компостирование в кучах или ямах. Самый простой способ — кучу из собранных осенью листьев в месте защищенном от ветра два раза в год (весной и в конце лета) перелопачивают вилами так, чтобы верхний слой оказался внизу. Через 2 года, когда смесь примет темную земляную окраску, ее вносят на грядки. Для ускорения компостирования листья перед складыванием в кучу измельчают (газонокосилкой и т. д.) и хорошо смачивают водой. Способствует компостированию добавка к листьям также травы, кухонных отходов, навоза, и других компонентов, содержащих азот, а также дождевых червей (часть старого компоста с червями можно использовать для размножения их в свежем). Измельченные листья также хорошо мульчируют почву.
Для хорошего компоста требуется высокая температура разложения массы, но тогда много теряется органики и азота. Сокращает потери азота компостирование в ямах, но это трудоемко. Другой способ: в компостные кучи вставляют колья и заливают жидким раствором глины. Когда глина высохнет, колья вынимают для доступа воздуха и по термометру следят, когда куча нагреется до 70–75 ° (обычно через 7-10 дней), после этого через 1–2 дня дырки от кольев замазывают глиной и весь выделяющийся аммиак будет удерживаться глиной. Уменьшает потери азота добавка суперфосфата (1 кг на 100 кг сырой массы