Как азот воздуха становится удобрением
Воздух примерно на четыре пятых состоит из азота, но его молекула — два атома, соединённые очень прочной связью. Большинство растений не умеет разрывать её и использовать газ напрямую. Им нужен азот в соединениях, которые корни могут поглощать из почвы, например в нитратах и аммонии.
В природе часть этой работы выполняют микроорганизмы. Промышленность решает ту же задачу в больших масштабах: связывает атмосферный азот с водородом и получает аммиак — исходное сырьё для многих азотных удобрений.
Почему производство требует столько энергии
Сама реакция образования аммиака возможна, но прочную связь в молекуле азота трудно разрушить. На заводе газовую смесь сжимают, нагревают и пропускают через катализатор — материал, который ускоряет реакцию, не расходуясь в ней. Затем аммиак отделяют, а не прореагировавшие газы возвращают в цикл.
Водород для процесса часто получают из природного газа. Поэтому стоимость удобрений зависит не только от оборудования и транспортировки, но и от цены энергии и сырья. Производство также сопровождается выбросами, особенно когда водород получают из ископаемого топлива.
Что это меняет для сельского хозяйства
Заводской аммиак позволяет вносить в почву доступный растениям азот в количествах, которые трудно обеспечить одним лишь естественным круговоротом. Это поддерживает урожайность и делает хозяйства менее зависимыми от того, сколько азота почва получила от бобовых растений, навоза или почвенных микробов.
Но удобрение — не бесплатный запас урожая: его покупают, перевозят и вносят, а избыток азота может вымываться из почвы. Так энергетическая зависимость промышленного производства напрямую отражается на себестоимости еды, а решение о дозе удобрения становится одновременно агрономическим и экономическим.
