MAKALELER / KİMYASAL GÜBRELERİN YAPISI

GÜBRE ANSİKLOPEDİLERİ

Kimyasal gübreler üzerinde ayrıntılı bilgi vermeden önce ticarette kullanılan kimi sözcükleri açıklamakla yarar vardır.

Genelde bir kimyasal gübrede bulunan bitki besin maddeleri miktarı yan yana üç rakamla ifade edilir. Bu rakamlar sırasıyla azot, fosfor ve potasyumu simgelemektedir. Azot N, fosfor P2O5, ve potasyum da K2O şeklinde (N-P2O5-K2O) ifade edilmekledir. Herhangi bir kimyasal gübrede bu bitki besin maddelerinden biri ya da ikisi bulunmuyorsa, bulunmayan elemeni (O) ile gösterilir. Örneğin %20.5 N içeren amonyum sülfat gübresinin etiketinde 20.5-0-0 yazılıdır. Aynı şekilde % 16 P2O5 içeren süperfosfatın etiketinde 0-16-0 ve % 48 K2O içeren potasyum sülfat gübresinin etiketinde ise 0-0-48 yazılıdır. Etiketinde 20.5-0-0 yazılı bir amonyum sülfat gübresinin 100 kg' ında 20.5 kg N'un bulunduğu geri kalanın ise dolgu materyali olduğu anlaşılır.

Kimyasal gübrelerde bulunan fosforun P2O5 ve potasyumun K2O şeklinde ifade edilmesinin bilimsel bir dayanağı yoktur. Gerçekle kimyasal gübrelerde, ne fosfor P,O5 şeklinde ve ne de potasyum K2O şeklinde bulunur. Kimi kitaplarda P2O5 fosfat olarak ve kimi kitaplarda da fosforik asit olarak ifade edilmekte ve bu yanlış anlaşılmalara yol açmakladır.

Gübrelerde bulunan azot, l916 yılına değin NH3 şeklinde ifade edilmiştir Anlaşılma ve ifade güçlüğü nedeniyle azotun NH3 şeklinde ifade edilmesine son verilerek o zamandan bu yana azot, N şeklinde ifade edilmiştir. Nitekim Amerika Birleşik Devletleri Toprak İlmi Cemiyeti 1963 yılında gübrelerde bulunan Fosforun ve potasyumun ise (K) şeklinde ifade edilmesini kabul etmiş ve bunun uygulanmasını önermiştir

Gübrelerde bulunan fosfor ve potasyumun, oksitleri yerine elementel olarak ifade edilmesi önemli kolaylık getiren bir değişikliktir. Gübredeki fosfor ve potasyum isler oksitler seklinde islerse elementel şekilde ifade edilsin, sahip olunan bitki besin maddesi miktarları yönünden bir fakirlik yaratmamakladır. Gübredeki bitkiye yarayışlı fosfor ve potasyum miktarları her iki şekilde de aynı kalmakladır. Örneğin triple süper fosfatla fosfor, oksit esasına göre 0-46-0 şeklinde gösterilirken elemenlel esasa göre 0-20-0 seklinde gösterilir aynı şekilde potasyum klorür gübresinde potasyum oksit esasına göre 0-0-60 şeklinde gösterilirken, elementel esasa yöre 0-0-50 şeklinde gösterilir.

Ticaretle kimyasal gübrelerin ağırlıklarını belirtmek için kimi ülkelerde

metrik ton (l l 00) kg), kimi ülkelerde kısa ton (907.2 kg) ve kimi ülkelerde ise uzun ton (1016 kg) kullanılmaktadır Örneğin ham fosfat ticaretinde genellikle uzun ton (1016 kg) kullanılır.

Fosforlu gübrelerde bulunan fosforun çözünürlüğünün ifade edilmesinde ayrımlı sözcükler kullanılmakladır Bunlar: (a) Suda çözünebilir P2O5 (b) Sitratta çözünebilir P2O5 (c) Sitratta çözünmez P2O5 (d) Yararlanılabilir P2O5 (e) Toplam P2O5 dir.Aşağıda bu sözcüklerin anlamı kısaca açıklanmıştır.

(a) Suda çözünebilir P2O5 : Fosforlu gübrelerdeki sudu çözünebilir P2O5 miktarını gösterir. Bunun belirlenebilmesi için belli bir miktar fosforlu gübre örneği alınır. Üzerine yine belli bir miktar su konur ve bir süre çalkalanır. Daha sonra süzülür ve süzükte P2O5 miktarı belirlenir. Bulunan değer, fosforlu gübrenin içerdiği suda çözünebilir P2O5 miktarını göstermektedir. Bu miktar ağırlık ilkesine göre yüzde olarak ifade edilir.

(b) Sitratta çözünebilir P2O5 : Suda çözünebilir P2O5, kapsamı belirlendikten sonra aynı gübre örneği belli miktarda 1 N amonyum sitrat çözeltisi ile belli bir süre çalkalanır. süzülür ve süzükte P2O5 miktarı belirlenir. Ağırlık ilkesine göre yüzde olarak ifade edilen bu değer, fosforlu kimyasal gübrede bulunan sitratta çözünebilir P2O5 gösterir.

(c) Sitratta çözünmez P2O5;Suda ve sitratta çözünebilir P2O5 miktarı belirlenen gübre örneğinin P205 kapsamı da belirlenir. Bulunan değer; fosforlu gübredeki silratta çözünmez P2O5 verir.

(d) Yararlanılabilir P2O5 : Fosforlu gübrede suda çözünebilir P2O5 miktarı ile sitratta çözünebilir P2O5 miktarının toplamı gübrede yararlanılabilir P2OS miktarını gösterir.

(e) Toplam P2O5 : Yararlanabilir P2O5 miktarı ile sitratta çözünmez P2O5 miktarının toplamı toplam P2O5 miktarını gösterir. Toplam fosfor, açıklandığı şekilde hesaplama yoluyla belirlenebileceği gibi doğrudan kimyasal olarak da belirlenebilir.

Üretilen ve tüketilen kimyasal gübre miktarları değişik ülkelerde ve ülkemizde uzun yıllar gübrelerin içerdikleri azot, fosfor ve potasyum miktarlarının % 21 N, %17 P2O5 ve % 50 K2O ya dönüştürülmesi sonucu bulunan miktarlara göre ifade edilmiştir. Geçtiğimiz 20 yıla yakın süredir bu uygulamaya diğer pek çok ülkede son verilmiş ve yakın bir süre ünce ülkemizde de benzer olgu benimsenmiştir. Günümüzde üretilen ve tüketilen kimyasal gübreler bitki besin maddeleri ilkesine göre ifade edilmekte ve veriler buna göre düzenlenmektedir. Bir başka deyişle kimyasal gübreler içerdikleri % N, %' P2O5 ve % K2O miktarlarına göre belirtilmekte ve karşılaştırmalar buna göre yapılmaktadır. Kitabımızda da bu ilke benimsenmiştir.

 Türkiye'de Kimyasal Gübre Tüketimi

Beş Yıllık Plan öncesi dönemlere ait Türkiye'de tüketilen gübre miktar ve çeşitleri üzerindc elimizde güvenilir bilgi bulunmamaktadır. Evliya (1960) tarafından da işaret edildiği gibi 1934'den 1945 yılına değin dış alım yoluyla yurdumuza giren çeşitli gübreler gümrüklerimizde "Kimyevi gübrelcr" adı allında kayda alınmış ve çeşit belirtilmemiştir. Derlenen bilgilere göre 1934 yılında Türkiye'de bitki besin maddeleri esasına (N + P2O5 + K2O) göre kimyasal gübre tüketimi 280 ton olmuştur. Bu miktar 15 yıl sonra yaklaşık 3000 tona ve I962 yılında ise 61000 tona ulaşmıştır.

Azotlu gübre tüketimi 1963 yılından başlayarak genelde sürekli artmıştır. Azotlu gübrelerde en yüksek tüketim 1993 yılında 1335300 ton olarak gerçekleşmiş ve geçtiğimiz 1995 yılında bu miktar % 21 azalarak 1053700 ton olmuştur. Beş Yıllık Plan dönemleri içerisinde en fazla azotlu gübre tüketimi 6. Beş Yıllık Plan döneminde gerçekleşmiş ve l Beş Yıllık Plan döneminden başlayarak azotlu gübre tüketimi 6 Beş Yıllık Plan dönemine değin doğrusal bir şekilde altmıştır. Birinci Beş Yıllık Plan dönemine göre 2., 3 , 4., 5., 6., ve 7. Beş Yıllık Plan dönemlerinde azotlu gübre tüketimi sırasıyla 33, 60, 94, 123, 14. l ve 139 kat artmıştır. Bu önceki Beş Yıllık Plan dönemine göre 2 , 3 , 4., 5, 6, ve 7 Beş Yıllık Plan dönemlerinde azotlu gübre tüketimindeki artış oranları sırasıyla % 229, %8I, %57, %31, % 15 ve %1-3 olarak gerçekleşmiştir. Yedinci beş Yıllık Plan dönemi henüz tamamlanmamış olup 3 yıla ait tüketim ortalaması değerlendirmeye alınmıştır. Azotlu ve fosforlu gübrelerin tüketimleri arasındaki oran 2:1 şeklinde gerçekleşmiş ve bu oran özellikle 5 , 6 , ve 7 Beş Yıllık Plan dönemlerinde korunmuştur.

Fosforlu gübre tüketimi de azotlu gübre tüketimine benzer bir değişim göstermiş en fazla tüketim 787000 ton olarak 1993 yılında gerçekleşmiştir. Geçtiğimiz 1995 yılında fosforlu gübre tüketimi % 26 azalarak 579600 tona inmiştir. Birinci Beş Yıllık Plan dönemine göre 2. , 3. , 4. , 5. , 6. , ve 7. Beş Yıllık Plan dönemlerinde fosforlu gübre tüketimi sırasıyla 2.7, 5.1, 7.6, 7.4, 8.0 ve 8.1 kat artmıştır. Birinci beş Yıllık Plan döneminden başlayarak bir önceki Beş Yıllık Plan dönemine göre fosforlu gübre tüketiminde gerçekleşren artış oranları sırasıyla % 167, % 93, % 48, % 24, % 78 ve % O.9 olmak gerçekleşmiştir. Fosforlu gübre tüketimi 5 Beş Yıllık Plan döneminde 4 Beş Yıllık Plan dönemine göre azalmıştır. Bu durum 1980 yılında çeşitli nedenlerin etkisiyle tüketimin bir önceki yıla göre % 27 azalarak 482800 ton olarak gerçekleşmesiyle yakından ilgilidir.

Potasyumlu gübre tüketimi azotlu ve fosforlu gübre tüketimleriyle kıyaslandığında çok düşüktür. Ancak aradaki oran giderek daralmakladır. Örneğin 5. Beş Yıllık Plan döneminde N: P2O5: K2O oranı 27:15:1 şeklinde iken bu oran 6. ve 7. Beş Yıllık Plan dönemlerinde sırasıyla 21:11:1 ve 16:9:1 şeklinde değişmiştir. Bir başka deyişle potasyumlu gübre tüketimi sürekli anmaktadır ve bu doğal bir beklentidir. Potasyumlu gübre tüketimi 1. Beş Yıllık Plan dönemine göre 2. , 3., 4. , 5. , 6. , ve 7. Beş Yıllık Plan dönemlerinde sırasıyla 2.2, 2.9, 5.2, 5.6 , 8.2, ve 10.4 kat artmıştır. Potasyumlu gübre tüketimi azotlu ve fosforlu gübrelerin aksine 6. Beş Yıllık Plan dönemine göre 7. Beş Yıllık Plan döneminde artmıştır. Daha öncede işaret edildiği gün gübreleme programında potasyumlu gübrelere yer verilmesi ve uygulanacak miktarların gerçeğe uygun şekilde belirlenmesi günümüz koşullarında büyük önem taşımakladır.

Beş Yıllık Plan Dönemlerinde toplam kimyasal gübre tüketiminde (N + P2O5 K2O) sürekli artış görülmüş ve toplam en yüksek gübre tüketimi 1993 yılında gerçekleşerek 2207200 tona ulaşmıştır. Gübre üretimine paralel olarak geçtiğimiz 1995 yılında gübre tüketimi % 23 azalarak 1700400 ton olmuştur. Beş Yıllık Plan dönemlerinde de gübre tüketiminde dikkate değer artışlar gerçekleşmiş ve 1. Beş Yıllık Plan Döneminden başlayarak bir önceki Beş Yıllık Plan dönemine göre 2 , 3., 4 , 5., 6., ve 7. Beşer Yıllık Plan dönemlerinde gübre tüketimi sırasıyla % 196 % 84, % 54, % 17, % 13 ve % 0.3 artmışın.

Tarım bölgelerimizde tüketilen kimyasal gübrelerin 1993-1995 yıllarında azotlu gübre en fazla Akdeniz Bölgesinde tüketilmiş, bunu Marmara ve Ege Bölgeleri izlemiştir. Fosforlu gübre tüketimi en az Kuzey Doğu Anadolu Bölgesinde gerçekleşmiştir. Fosforlu gübrelerde tüketim en fazla Orta Kuzey Anadolu Bölgesinde gerçekleşmiş bunu Akdeniz ve Ege Bölgeleri izlemiştir. Azotlu gübrelerde en az tüketim Kuzey Doğu Anadolu da saptanmıştır Fosforlu gübrelerde en fazla tüketimin Orta Kuzey Anadolu bölgesinde gerçekleşmesi doğal bir beklentidir. Bu bölge toprakların genelde fosforca yoksul olmaları yanında üreticilerin tahıl tarımında fosforlu gübreleri yer yer gereğinden fazla kullanmaları bunun temel nedenidir.

Kuzey Doğu Anadolu da azotlu, fosforlu ve potasyumlu gübrelerin az tüketilmesinin nedeni bu bölgede iklim ve arazi yapısı yönünden bitkisel üretim deseninin de büyük etkisi vardır. Potasyumlu gübre tüketimi en fazla Akdeniz ve Ege Bölgelerinde gerçekleşmiştir. Bu olgu da doğal bir beklentidir. Söz konusu bölgelerimizde yüksek gelir getiren ürünler yetiştirilmekte ve nitelikli bol ürün için gübreleme programında potasyumlu gübrelerin yer alması zorunlu bulunmakladır. Yöre tüketicilerinin bilinçli olmaları özellikle üründe nitelik üzerine etki yapan potasyumlu gübrelerin öneminin ve değerinin söz konusu bölgelerimizde daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır. Toplam gübre tüketimi ele alındığında Akdeniz Bölgesinin başta geldiği bunu Orta Kuzey Anadolu Bölgesi ile Ege ve Marmara Bölgelerinin izlediği görülmekledir. En az toplam gübre tüketimi Kuzey Doğu Anadolu bölgesinde saplanmıştır

Tarım bölgelerinde işlenen birim tarım arazisine bitki besin maddeleri esasına göre tüketilen gübre, miktarları incelendiğinde azotlu gübre (100.7 kg/ha) en fazla Akdeniz Bölgesinde, fosforlu gübre (44.7 kg/ha) Marmara Bölgesinde ve potasyumlu gübre (8.4 kg/ha) Akdeniz Bölgesinde gerçekleşmiştir. Toplam gübre tüketimi 149.l kg/ha olarak en hızla Akdeniz Bölgesinde gerçekleşmiş bunu az farkla Marmara Bölgesi izlemiştir. Türkiye genelinde: toplam gübre tüketimi 97.0 kg/ha olarak belirlenmiştir.

Türkiye genelinde tüketilen gübrelerin yarıdan daha fazlası % 57.1 hububat tarımında gerçekleşmiş bunu % 21.8 ile sanayi bitkileri ve % 12.0 ile de meyve ağaçları izlemiştir. En az gübre tüketimi % 0.9 ile yem bitkilerinde belirlenmiştir. Yem bitkilerinin üretilmesinde göreceli olarak yok denecek kadar az gübre tüketilmiş bulunması üzerinde dikkatle durulması gerekli önemli bir olgudur.

Yem bitkilerinin dengeli bir şekilde beslenmelerinin sağlanması suretiyle nitelikli bol ürün alınması hayvan ve insanların beslenmeleri yanında hayvansal ürünlerin nitelik ve niceliği ile de yakından ilgilidir Yetiştirilen ürünün cinsine göre azotlu ve fosforlu gübre tüketimi benzer şekilde gelişmiştir. Ancak potasyumlu gübre tüketimi en fazla sanayi bitkilerinde gerçekleşmiş bunu meyve ve sebzeler izlemiştir.

 AZOTLU GÜBRELER

Azotlu Gübrelerin Hammaddeleri

Doğal gaz

Çoğunlukla azotlu gübrelerin ve doğrudan gübre olarak kullanılan amonyağın hammaddelerinden biridir. Yurdumuzda Trakya ve Güneydoğu Anadolu yörelerinde doğal gaz rezervleri bulunmakladır. Trakya'da Lüleburgaz'ın 30 km kuzey batısında Hamitabat-Kumrular gaz üretim alanında günde yaklaşık 400000 m³ doğal gaz üretimi gerçekleştirilmekledir. Burada üretilen doğal gaz kimyasal gübre üretimi dışında diğer sanayi kuruluşlarımızda da tüketilmektedir.

Güneydoğu Anadolu'da Mardin'e 85 km uzaklıkta Suriye sınırındaki Mardin-Çamurlu alanında doğal gaz üretimi yapılmaktadır. Burada üretilen doğal gazda Mardin Çimento fabrikasında tüketilmektedir. Öte yandan Batman' ın kuzey doğusunda ve Batman'a 80 km uzaklıkta Dodan alanında da varsıl CO2'li doğal gaz yatağı saptanmıştır.

Elde bulunan kaynaklara göre 1000 ton/gün NH3, kapasiteli bir fabrikanın doğal gaza göre çalıştırılabilmesi için günde 1000000 m3 kadar doğal gaza gereksinim vardır. Bu açıdan bugün için doğal gaz üretimimiz, amonyak üretimi için yeterli değildir.

Yurdumuzun değişik yörelerinde doğal gaz yataklarının bulunma olasılığı güçlüdür. Nitekim TPAO ilgililerince Güney Anadolu'da Antalya ve İskenderun civarında, Trakya'da Mürefte, Ortaköy ve Şarköy'de varsıl doğal gaz yataklarının bulunabileceği umut edilmekledir.

Nafta

Amonyağın hammaddelerinden olan nafta, rafinerilerde ham

petrolün atmosferik kolonlarda arıtılması sonucu elde : edilmektedir.

Rafinerilerde üretilen nafta, petrokimya sanayiinde ve amonyak üretiminde kullanılmakladır. Ülkemizde nafta üretimi 1984 yılımla 1090000 ton olarak gerçekleştirilmiştir. Bunun 433000 tonu petrol ürünleri sanayiinde tüketilmiştir. Amonyak hammaddesi olarak naftanın tüketimi pahalı olması

nedeniyle giderek azalmakladır. Dünyada amonyak üretiminde doğal gazın payı % 71.0, naftanın % 13.0, fuel oilin % 8.5, kömürün % 6.5 ve diğerlerinin % 1.0 civarında olduğu belirlenmiştir. Ülkemizde de ileriye dönük benzer yönde bir gelişmenin olması doğaldır.

Pirit

Azotlu ve fosforlu gübrelerin üretilmesinde kullanılan sülfürik asidin hammaddesidir. Bugüne değin piritlerimiz, içerdikleri bakır nedeniyle değer kazanmıştır. Bakırlı pirit işleyen Ergani ve Murgul flotasyon tesislerinden elde olunan fllotasyon piriti, olanaklar elverdiğince stok edilerek gereksinim duyulan yerlere gönderilmekledir. Ülkemizde demir ve kömüre bağlı pirit üretimi yoktur.

Artvin, Elazığ. Giresun, Kastamonu, Siirt ve Trabzon kentlerimizde bakır, kurşun-çinko bileşikleriyle birlikle bulunan önemli sayılabilecek miktarlarda pirit yatakları saptanmıştır. Türkiye'de pirit üretimi gereksinimi karşılamamakla ve açık dış alım yoluyla kapatılmakladır.

Kömür

Amonyak üretiminde hidrojen kaynağı olarak kömür de tüketilmektedir. Kütahya Azot fabrikalarında linyit kömürü amonyak üretiminde hammadde olarak kullanılmakladır. Bu tesislerde düşük tenörlü Seyit Ömer linyit kömürü değerlendirilmekledir. Anılan tesislerde yılda yaklaşık bu amaçla 1000000 ton kömür tüketilmektedir.

Kömüre dayalı amonyak üretimi özellikle petrolün sorun olduğu zamanımızda büyük önem taşımaktadır. Gübre üretiminde petrol tüketiminin en az düzeye indirilerek linyit kömürü ve doğal gazdan yararlanma zorunluluğu doğmuştur. Ülkemiz geniş ve yeterli linyit yataklarına sahip bulunmakladır.

Sülfürik asit

Azotlu ve fosforlu gübrelerin üretiminde kullanılan bir başka önemli hammaddedir. Sülfürik asit üretiminde başlıca iki yöntem uygulanmakladır. Bunlar: (1) Kurşun odaları yöntemi ve (2) Kontak yöntemdir.Kurşun odaları yöntemi

Adından da anlaşılacağı gibi bu yöntemde bir seri çok geniş sülfürik aside dayanıklı kurşun kaplı odalar kullanılmakladır. Bu yöntemde, hammadde olarak pirit (FeS2), çinko blendc (ZnS) ve bakırlı pirit (Cu FcS2) kullanılır. Bu maddeler yakma fırınında yakılır. Kükürt, formülde, gösterildiği gibi, oksijenle birleşir ve kükürt dioksit oluşur. Bu şekilde elde olunan kükürt dioksit gazı arsenik, selenyum vb yabancı

S + O2 ———-» SO2 + Enerji (I)

maddeleri de kapsar. Yabancı maddelerden arıtılmak için kükürt dioksit gazı toz odasından geçirilir ve sonra glover kulesine gönderilir. Glover kulesi aside dayanıklı taşlarla doludur. Bu kuleye yukarıdan aşağı doğru damla damla Nitlrozo asit (SO4HNO) verilir. Fırından gelen SO2 ve hava karışımı glover kulesinin altından yukarı doğru çıkarken yukardan akmakta olan nitrozo asit ile reaksiyona girer ve formülde gösterildiği gibi sülfürik asit oluşur.

2SO4HNO + SO2 + 2H2O———-> 3H2SO4 + 2NO(2)

 Kontak yöntem

Bu yöntemde SO2 ve hava karışımı katalizör olarak ince

parçalanmış platin kapsayan demir borulardan 400°C de geçirilir.

Tepkime sonunda formülde gösterildiği şekilde SO3 oluşur.

SO2 + ½ O2 ———>SO3 + 22600 kalori (3)

Sürekli karıştırılmak suretiyle su ile SO3'ün birleşmesi sonucu % 98'lik H2SO4 içeren asit çözeltisi elde edilir.

Amonyak (NH3)

Amonyak gazı (susuz amonyak) tüm azotlu kimyasal gübrelerin yapı taşıdır. Havadan hafif olan amonyak gazı , sıkıştırma ve soğutma sonucu sudan yaklaşık % 60 daha ağır olan sıvı şekline dönüşür. Ağırlık ilkesine göre su tarafından % 30-4O oranında absorbe edilir. Normal sıcaklıkla buharlaşma basıncının yüksek olması nedeniyle amonyak gazının basınçlı kaplarda taşınması gerekir. Hacim ilkesine göre % O.07'ye değin konsantrasyonlarda amonyak gazı göze ve solunum organlarına tahriş yapar. Amonyak konsantrasyonu %0.17 nin üzerine çıktığında sürekli öksürüğe ve %0.5-1.0 olduğu zaman kısa süre içersinde hastalığa neden olur. Hava ile hacim ilkesine göre % 16-25 oranında amonyağın karıştırılmasından yanıcı ve patlayıcı bir karışım oluşur.

Sentetik olarak amonyağın elde edilmesinde uygulanan tüm yöntemler, asıl olarak Haber-Bosch yönteminin değiştirilmiş şekilleridir. Amonyak yüksek sıcaklık ve basınç altında, demirin katalizörlüğünde hacim ilkesine göre 3:1 oranında hidrojen ile azotun karışımından elde edilir. Katalizör olarak kullanılan demir, karbon monoksit, karbon dioksit, su buharı, fosfor, arsenik ve kükürt bileşiklerine karşı olağanüstü duyarlıdır. Sağlıklı bir şekilde amonyak üretimi için anılan maddelerden ortamın elden geldiğince arıtılması gerekir.

Amonyak sentezi asıl olarak üç aşamada gerçekleştirilir. Bunlar: (a) Hidrojen ve azot gazlarının elde edilmesi, (b) Hidrojen ve azot gazlarının arılaştırılması (c) Katalizör yardımıyla amonyağın sentezidir. Hidrojen gazı sudan, doğal gazdan ya da kömürden elde olunur. Doğal gaz ve kömürü yeterince sahip olmayan kimi ülkelerde nafta ya da öteki hidrokarbonlardan yararlanılır. Azot gazı ise havadan elde edilir. Hidrojen gazı üretimi için kullanılan çeşitli maddeler dışımla amonyak sentezinde uygulanan değişik yöntemlerde asıl ayrım, havadan azot gazının elde edilmesinde olduğu kadar azot ve hidrojen gazının arılaştırılması işlemlerindedir.

Doğal gaz yönünden varsıl ülkeler de, ekonomik olması nedeniyle, hidrojen gazı üretiminde doğal gazdan yararlanmaktadırlar. Doğal gaz asıl olarak metandan (CH4) oluşmuştur. Yüksek sıcaklıkta kükürtten arıtılmış doğal gaz, yüksek sıcaklıktaki su buharı ile karıştırılarak hidrojen gazı elde edilir.

Kömür yönünden varsıl ülkelerde hidrojen üretimi, kömürden yapılmakladır. Kömürün yüksek sıcaklıkla su buharı ile işleme tabii tutulmasından elde olunan gazın % 45-50'sini hidrojen oluşturur.

İşletmelerinde amonyak üretimi için hidrojen gazı, Seyit Ömer linyit kömüründen elde edilmektedir. Kütahya'daki işletmelerde amonyak, Winkler linyit gazlaştırma ve Haber-Bosch yöntemlerinden yararlanılarak üretilmekledir. Seyit Ömer Linyit İşletmelerinden sağlanan ve niteliği değişken olan linyit kömürü, önce 0-40 mm' ye değin inceltilir, elenir ve 0-8 mm arasındaki bölümü % 1 civarında nem içerecek şekilde kurutulur. Daha sonra kömür, Winkler gazlaştırıcısının, hava ayırma bölümünden gelen oksijen ve buhar santralından gelen buharın yardımı ile gazlaştırılır. Winkler den çıkan gazın içindeki kükürtlü bileşikler limonit aracılığıyla tutulur. Kükürdü giderilen gazın yaklaşık % 43'ünü oluşturan CO 'ini CO2'e çevirebilmek için gaz 15 atmosfere değin sıkıştırılır. 400°C ye değin ısıtılan gazın içindeki CO, sıcak buharın yardımı ile katalizör üzerinde CO2'e döner. Daha sonra basınçlı su ile yıkanan gazın CO2'i giderilir. Gazın içinde kalan çok az, miktarlardaki CO ve CO2 ise son gaz temizleme bölümünde sodyum hidroksit ve hava ayırımı bölümünden gelen sıvı azot ile temizlenir. Sonra 3 hacim hidrojen ile 1 hacim azot gazı karışımı 280-325 Atü' ye değin sıkıştırılıp, 500-550°C e değin ısıtılarak amonyak konvektöründe ve katalizör üzerinde amonyağa çevrilir. Burada toplam gaz hacminin ancak % 12 kadarı amonyağa dönüşür. Amonyak, gaz karışımından ayrılarak basınçlı tanklarda saklanır.

 Amonyak Türevleri

Amonyak (susuz amonyak) öteki kimyasal azotlu gübrelerin ana maddesidir. Modern gübre endüstrisinde amonyaktan ana madde olarak başlıca üç yönden yararlanılmaktadır. Bir yandan amonyak amonyum nitrat, sodyum nitrat ve kalsiyum nitrat gibi nitratlı gübreler için ara madde olan nitrik asidin üretiminde kullanılır. Öte yandan güçlü mineral asitler amonyakla nötrleştirilerek, değerli azotlu gübrelerden olan, amonyum tuzları oluşturulur. Yine amonyak, bir organik azot bileşiği olan ürenin sentezinde kullanılır.

Amonyak üretimi 1996 yılında ülkemizde 677527 ton olarak gerçekleşmiştir. Aynı yıl Gübre Sanayiinde amonyak tüketimi 991 508 ton olmuş aradaki açık 369604 ton amonyak dış alımı yapılarak karşılanmıştır.

Amonyağın saklanması, taşınması ve gübre olmak kullanılabilmesi için özel cihazlara gereksinim vardır. Saklama, taşıma ve gübre olarak kullanılma kolaylıkları nedeniyle çeşitli katı azotlu gübrelerin üretilmeleri yeğlenmiştir.

 Nitrik asit(HNO3)

Amonyaktan nitrat içeren azotlu gübrelerin üretilebilmelerinde ara materyal olması nedeniyle nitrik asit önem taşır. Günümüzde üretilen nitrik asidin aşağı yukarı % 75'i gübre üretiminde ve % 15 kadarı da patlayıcı maddelerin yapımında kullanılmakladır. Nitrik asit kalan bölümü ise başla sentetik lif, boya ve plastik olmak üzere çok çeşitli şekillerde değerlendirilmektedir. Nitrik asit üretiminin ileriye dönük gelişimi ise asıl olarak gübre endüstrisinin gereksinimine bağlıdır.

Nitrik asit, 1920'lere değin Şili'de doğal olarak elde olunan sodyum nitrattan üretilmiştir.

NaNO3 + H2SO4————> NaHSO4 + HNO3(8)

Sentetik amonyak üretimi geliştikçe yukarıdaki yöntem kullanılmaz olmuştur, Günümüzde nitrik asit, uygun bir katalizör karşısında amonyağın hava ile yüksek sıcaklıkta yükseltgenmesi sonucu elde olunan azot dioksidin suda çözündürülmesiyle üretilmektedir.

Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşılacağı gibi nitrik asit üretiminde hammadde olarak susuz amonyak, basınçlı hava ve arı su kullanılmaktadır. Nitrik asil üreten fabrika ise tümüyle paslanmaz çelikten yapılmış olmalıdır.

Fabrikaya gelen arılaştırılmış hava ön ısıtılmadan sonra bir koldan karıştırma filtresine ikinci koldan ise yükseltgenme kulesine gider. Yüksek düzeyde arılaştırılmış haldeki amonyak buharlaştırıcıdan geçerek yaklaşık 50°C' dc karıştırıcı filtrede hava ile karışır. Yüzde 9-11 düzeyinde amonyak içeren karışım 280°C-300°C'de değiştiriciye gelir. Daha yüksek sıcaklık amonyağın parçalanmasına neden olabilir. Burada platinin katalizörlüğünde amonyak azot oksitle dönüşür. Tepkime sonucu önemli derecede ısı açığa çıkar ve ;sıcaklık 900°C ye değin yükselir.

Sıcak haldeki azot oksit gazı sıcaklık değiştiricisine gelerek soğur. Oradan gaz yükseltgenme kulesine gider ve azot oksit, azot diokside yükseltgenir. Tepkime için gereksinim duyulan hava ise daha önce açıklandığı şekilde doğrudan yükseltgenme kulesine gelir. Yükscllgenme kulesinden geçen gaz absorpsiyon sistemi adı verilen bir seri kulelerden geçer. Absorpsiyon sisteminde yeterli düzeyde oksijenin bulunmasına özellikle dikkat edilir. Azot dioksidin nitrik aside dönüştürülmesi için gereksinim duyulan su absorpsiyon kulesinin tepesinden sisteme verilir. Absorpsiyon kulesinden oluşan asit % 57-60 düzeyinde HNO3 içerir. Absorpsiyon sisteminde basıncı artırmak suretiyle daha yoğun nitrik asit üretilebilir.

Amonyum nitrat (NH4NO3)

Beyaz kristal yapıdaki arı amonyum nitrat % 35 N içerir. Gübre olarak satılan amonyum nitratla ise %33.5-34.0 N bulunur. Azotun yarısı nitrat ve öteki yarısı da amonyum şeklindedir. Kolay çözünür olması ve bitkilerin gerek nitratı gerekse amonyumu absorbe etmeleri nedeniyle amonyum nitrat toprakla artık bırakmaz. Bu özellikleri nedeniyle amonyum nitrat hızlı etki yapan bir azotlu gübredir.

Amonyum nitrat üretimi nitrik asidin amonyak ile nötrleştirilmesi ilkesine dayanır. Elde olunan ürün gübre olarak kullanılabilecek şekilde izole edilerek granüle şekle getirilir. Nitrik asit ve amonyum nitrat çözeltilerinin bulunduğu kapların fabrikasyonda paslanmaz çelikten ya da benzeri materyallerden yapılmış olması gerekir.

HN3 + NH3 ——— > NH4NO3 + 23000 Cal.(12)

Amonyum nitrat nötrleştirme kulesinde cereyan eden sürekli işlem sonucu elde edilir. Kulenin altına yakın yerden amonyak gazı verilir. Çözeltiyi soğutmak amacıyla kuleye hava daha yukarıdan girer ve su buharını uzaklaştırır. Nitrik asit (% 58-65 HNO3 içeren) tepeye yakın yerden nötralleştirme kulesine girer. Tepkime sonucu oluşan amonyum nitrat çözeltisi bir pompa aracılığıyla nötrleştirme kulesinde alttan yukarı doğru sürekli karıştırılır. Nötralizasyon anında oluşan sıcaklık bir bölüm suyun buhar şeklinde ortamdan uzaklaşmasına yardımcı olur. Nötrleştirme kulesinde oluşan ve aşağı yukarı % 80 amonyum nitrat içeren çökelti, kulenin ortasına yakın bir yerden buharlaştırıcıya aktarılır. Buradan uygulanacak işleme bağlı olarak amonyum nitrat kristal ya da granüle şekle dönüştürülür.

Amonyum nitrat çözeltisinin granüle şekle dönüştürülmesinde değişik yöntemler uygulanmaktadır. Bu yöntemlerden en çok uygulanan prilling yöntemidir. Bunun için amonyum nitrat çözeltisinin suyu, konsantrasyon % 98.5 oluncaya değin uçurulur. Sonra daire şeklinde dönen mekanik bir karıştırıcı ve ezicide, su ile soğutulup ya da buharla ısıtılarak, granüle hale dönüştürülür. Bu şekilde oluşturulan taneciklerin üzerleri ayrıca higroskopiteyi azaltıcı ya da önleyici maddelerle kaplanır. Özet olarak; 2000 kg amonyum nitrat gübresinin üretilebilmesi için 425 kg susuz amonyağa 1575 kg nitrik aside ve taneciklerin kaplanması için de 40 kg kaplama materyaline gereksinim vardır.

Çoğu kez amonyum nitrat çözeltisine, buharlaştırılarak sağlanan konsantrasyondan sonra, % 35-40 oranında kireç taşı ya da dolomitik kireç taşı karıştırılır. Böylece kireçli amonyum nitrat gübresi üretilir. Bu yöntem ülkemizde ve çeşitli ülkelerde yaygın şekilde uygulanmakladır. Bu yolla elde olunan gübrede yaklaşık % 26 N bulunur

Amonyum sülfat (NH4)2SO4

Amonyum sülfat gübresi açık sarıdan griye değin değişen ve çoğunlukla beyaz, renkli olan kristal yapıda bir gübredir, Zaman zaman gübrenin içinde kahverengi, mavi, sarı ya da gri renkli kısımlar görülmektedir. Bunlar ferrisiyanit, arsenik sülfat vb maddelerin gübreye karışmış olmalarından ileri gelmekledir. Amonyum sülfat üreye göre suda daha az çözünür. Amonyum sülfat gübresinde % 20.5-24.0 S bulunur. Arı durumdaki amonyum sülfat ise % 21.2 N ve % 27.5 S içerir.

Amonyum sülfat gübresi amonyak gazı ile sülfirik asidin tepkimesi sonucunda elde edilir.

2NH3 + H2SO4 > (NH4)2SO4

Amonyum sülfatın üretiminde önceleri kömürün koklaştırılması sonucu elde olunun amonyak gazı kullanılmıştır. 1923 lerden sonra Almanya'da sentetik amonyağın bol miktarda üretilmesiyle sulfirik asidin nötralizasyonunda sentetik amonyak gazı tüketilmiştir. Kömürün koklaştırılması ile elde olunan amonyak gazı kullanılarak üretilen amonyum sülfat gübresi % 20.5 N içerirken, sentetik yoldan elde olunan amonyak gazının kullanılmasıyla üretilen amonyum sülfat gübresi ise % 21 N içerir.

Sentetik olarak üretilen ya da kömürün koklaştırılmasıyla elde edilen amonyak gazı sulu sülfürik asıl içeren nötrleştirme tankına püskürtülerek verilir. Sülfirik asit ise üstten tanka enjekle edilir. Tepkime sonucu oluşan sıcaklık suyun buharlaşmasına neden olur Nötralizasyon tankında çözeltinin pH'sı 7'nin altında tutularak amonyak yitmesi önlenir. Tankın altında toplanan amonyum sülfat kristalleri alınır. Santrifüj edilir ve kurutulur. Geride kalan çözeltli tekrar nötralizasyon tankına gönderilir. Bu yöntemle 520 kg amonyak gazı ve 1500 kg sülfirik asit ile 2000 kg amonyum sülfat gübresi üretilebilir.

Kimi ülkelerde ve özellikle Avrupa'da amonyum sülfat kalsiyum sülfatın amonyum karbonat ile işleme tabi tutulması sonucu üretilmektedir.

Anılan yöntemle amonyum sülfat üretiminde kalsiyum sülfat süspansiyonunu içeren tanka bir yandan basınç allında karbon dioksit gazı verilirken öte yandan, sulu amonyak çözeltisi verilir. Tepkime sonucu önce amonyum karbonat oluşur. Amonyum karbonat ile kalsiyum sülfatın tepkimesi sonunda da amonyum sülfat oluşur. Kalsiyum sülfat parçacıklarının inceliğine ve süspansiyon durumuna bağlı olarak tepkime için 6-9 saatlik bir süreye gereksinim vardır: Tepkime sonunda kalsiyum karbonat çöker ve çözeltide kalan amonyum sülfat çözülerek ayrılır. Süzük buharlaştırılır ve amonyum sülfat kristalleri elde edilir. Çöken kalsiyum karbonatları istenirse nitrik asit ile kalsiyum nitrat üretilir. Yahut amonyum nitratta karıştırılarak kalsiyum amonyum nitrat gübresi elde edilebilir. Amonyum Sülfat-Nitrat

Özellikle Avrupa'da üretilen ve % 26 civarında N içeren bir gübredir. Çoğunlukla beyaz renkli ve kristal yapıdadır. Asıl olarak bu gübre, amonyum sülfat ile amonyum nitratın çift tuzudur. Nötralizasyon tankında sülfürik asit (% 77'lik H2SO4), nitrik asil (% 50'lik HNO3) ve amonyak gazı tepkimeye girer. Nötralizasyon sonucu tankla sıcaklık I50°Cye değin yükselir ve su buhar şeklinde ortamdan uzaklaşır. Kekleşmeyi önlemek için tanka 26 ton azota l ton hesabıyla FeS4 7H2O karıştırılır. Tepkime ürünü nötralizasyon tankından alınır. 100°C de kurutulur ve özel cihazda granüle şekle dönüştürülür. Amonyum .sülfat-nitrat gübresindeki azotun aşağı yukarı ¼ ü nitrat şeklinde ¾ ü de amonyum şeklindedir.

Amonyum klorür (NH4CI)

Beyaz renkli kristal amonyum klorür gübresi yaklaşık % 26 Nve % 60 klorür içerir, Fiziksel durumu iyi bir gübre olup süperfosfat ve potasyumlu gübrelerle karıştırılarak kekleşmesi önlenebilir. Yağışlı yörelerde öteki amonyumlu gübrelere oranla metal alet edevata daha fazla paslandırıcı etki yapar. Özellikle uzak doğu ülkelerinde çeltik ve benzeri bitkilerin gübrelenmelerinde yaygın şekilde tüketilmekledir. Çünkü çeltik fungusu amonyum sülfatı zehir etkisi gösteren sülfidlere indirgerlen, amonyum klorürde böyle bir etki yapmamaktadır. Öte yandan kalsiyum siyanamid ve kalsiyum silikat ile birlikte uygulanan amonyu klorür, bitki hastalıklarına karşı koruyucu etki yapmaktadır. Amonyum klorürün bir başka yararı da gereksinim fazlası klorun ya da hidroklorik asidin degerlendirilmesine olanak vermesidir.

Her ne kadar çok yaygın şekilde uygulanmıyorsa da amonyum klorür, hidroklorik asidin amonyak ile nötralizasyonunundan elde edilmektedir.

Bu yöntem gereksinim fazlası hidroklorik aside sahip olunması durumunda daha çok uygulanmaktadır. Amonyak gazı nötrleştirme tankına aşağıdan verilirken üç dört kez sulandırılmış hidroklorik asit yukarıdan aşağı doğru yavaş yavaş verilir. Su katılması ile ortam pH'sının aşağı yukarı 8 olması sağlanır. Tepkirne sonucu oluşan amonyum klorür santrifüjden geçirilir, kristaller su ile yıkanır ve kurutulur.

Tepkime sonucu oluşan amonyum klorür santrifüj edilerek ya da süzülerek ayrılır ve% 0.25 nem içerecek şekilde kurutulur.

Az, miktarlarda da olsa amonyum klorür, sodyum klorür ile amonyum sülfatın tepkimesiyle de üretilebilmekledir.

 Üre

Ürenin içerisinde azot diğer azotlu gübrelerden daha çoktur. Gübre olarak üretilen üre %45-46 azot içermektedir. Yani bu gübrenin 100 kg’sinde genellikle 45-46 kilo saf azot vardır.

Üre suda tamamen eriyen beyaz renkli, yuvarlak daneli bir gübre olup topraktan yağmur ve sulama suları ile yıkanmak suretiyle kaybı diğer bazı azotlu gübrelere kıyasla daha azdır. Buna rağmen zamansız ve yanlış bir şekilde verilmesi halinde diğer azotlu gübrelerde olduğu gibi bu gübreden de azot kaybı olabilir ve dolayısı ile de gübreden beklenen fayda tam olarak elde edilemez. Toprağa verildikten sonra, içeriğindeki organik bünyeli azot toprakta bazı kimyasal değişmelere uğrayarak kısa zamanda bitkilerin kolayca faydalanabilecekleri bir hale gelir.

Üre bütün bitkilere başarı ile uygulanabilir. Sonbahar gübrelemelerinde kullanıldığı gibi, bitkilerin belirli gelişme dönemlerinde olmak üzere ilkbahar veya daha sonra da kullanılabilir. Fazla miktarda verilmesi gerektiğinde, verilecek gübre miktarının birkaç kısma bölünerek denenmesi düşünülebilir. Dönüme 20 kg’den daha fazla üre verilmesi tasarlanan tarlalarda çimlenmeye zarar vermemesi için gübrenin temas etmemesine dikkat edilmelidir. Üre toprağa verildikten sonra derhal toprak altına gömülmelidir. Aksi halde toprak yüzeyinde kalan gübreden azot kaybı olur.

Ülkemiz toprak ve iklim şartlarında yapılan araştırmalar üre ile diğer azotlu gübreler arasında ürünü arttırma yönünden bariz bir farkın olmadığını göstermiştir. Bu nedenle ülkemizde halen önemli miktarda üretilen ve yakın bir gelecekte üretimi daha da arttıracak olan ürenin azotlu gübre tüketimi içerisinde daha büyük bir oranda yer alacağı düşünülmektedir.

 Öteki Azotlu Gübreler

Kalsiyum nitrat Ca(NO3)2

Kristal şekilde, beyaz katı higroskopik azotlu bir gübre olup % 15.5 N ile % 28.0 Ca içerir. Asıl olarak Avrupa'da üretilen ve kimi zaman Norveç Guherçilesi olarak da adlandırılan kalsiyum nitrat satışa çıkarılan ilk azotlu kimyasal gübredir. Kimi yapıtlarda bu gübre nitrik asitten oluşan ve nitrat içeren gübre olarak da sınıflandırılmış. Sodyum nitrat (NaNO3)

Kimyasal yolla üretilen sodyum nitrat beyaz renkli, kokusuz suda kolay çözünebilen bir gübredir. Piyasada satılan sodyum Nitratın % 16 N ile % 26 Na içerdiği garanti edilmiştir. Gübre olarak kullanılan sodyum nitratın tümü 1929 yıllarına değin Şili'de bulunan doğal sodyum nitrat yataklarından üretilmiştir. Bugün de Şili'deki doğal yataklardan önemli ölçüde sodyum nitrat üretilmekledir.

Sodyum nitrat kimyasal olarak değişik yöntemlerle üretilmekledir. Bu yöntemlerin tümünde sulu sodyum nitrat çözeltisi buharlaştırılmakta ve sodyum nitrat kristal şekle dönüştürülmektedir. Sodyum nitrat gübresinde nitelik yönünden nem, parça büyüklüğü durumu, nitrit kapsamı, toplam yabancı madde kapsamı ile azotun % I6'dan düşük olmaması hususları dikkate alınmakladır.

Kalsiyum siyanamid (CaCN2)
 

Azot İçeren Karışık Gübreler

Avrupa'da ve özellikle Almanya'da gübre olarak yaygın şekilde kullanılan kalsiyum siyanamid mavimtrak siyah ya da kurşuni renktedir. Granüle şekildeki kalsiyum siyanamid % 20.6 N, % 38 Ca ve % II bağımsız C içerir. Siyanamid şeklinde (CN2) bulunan azot protein olmayan sentetik organik azottur.

Siyanamid yöntemi Almanya'da 1898 yılında Frank ve Caro isimli bilim adamları tarafından geliştirilmiştir. Özellikle birinci dünya savaşında siyanamid endüstrisi hızlı gelişme göstermiştir. Çünkü patlayıcı maddelerin üretimi için gereksinim duyulan nitrik asit siyanamiddeki azotun amonyak gazına ve onunda nitrik aside dönüştürülmesi ile elde edilmiştir.

Üre-Fosfat CO(NH2)2 H3PO4

Beyaz kristal şekilde toz bir gübredir. Karbamid-fosforik asit olarak da bilinir ve % 17 toplam N ile % l9.6 P içerir. Özgül ağırlığı 1.759 ve erime noktası l17.5°C dir. Suda çözünürlüğü yüksek olup 46°C de 100 ml suda 20.2 g madde çözünür.

Üre-Fosfat katı üre ile konsantre H3PO4'ün tepkimesi sonucu elde olunur. Tepkime sonucu oluşan üre-fosfat ortamın soğumasıyla çöker ve süzülerek çözeltiden ayrılı

Amonyum Fosfatlar

Amonyum fosfatlar sözcüğü fosforik asidin amonyaklaştırılması sonucu üretilen çok çeşitli gübreler için kullanılır. Bu gübreler amonyum sülfat ya da amonyum nitrat da içerebilirler. Amonyum fosfat ise monoamunyum fosfat veya diamonyum fosfat şeklinde ya da her ikisinin; karışımı şeklinde bulunur

 Azotlu Gübrelerden Toprağa Verilecek Azot Miktarının Hesaplanması

Öteki kimyasal gübreler gibi azotlu gübreler de bitki besin maddeleri garanti edilmek suretiyle satılırlar. Azotlu gübrelerin içerdikleri N, ağırlık ilkesine göre ve yüzde olarak ifade edilir.

Daha önce de açıklandığı gibi bir gübre torbasında bulunan kimyasal gübredeki bitki besin madde miktarları yan yana üç rakamla ifade edilir. Bu rakamlar sırasıyla azot, fosfor ve potasyumu simgeler. Azot N, fosfor P2O5 ve potasyum da K2O şeklinde (N-P2O5-K.2O) ifade edilmekledir. Örneğin bir gübre torbasının üzerinde 4-16-8 yazılı ise bu gübrenin 100 kg'da 4 kg N'un, 16 kg P2O,'in ve 8 kg K2O'in bulunduğu anlaşılır. Gübre torbasındaki azotun % 21 N içeren amonyum sülfattan, fosforun % 45 P2O5 içeren tripl süperfosfattan, potasyumun da % 60 K2O içeren K2O dan sağlandığı biliniyor.

Yapılacak gübre hesaplamaları yukarıdaki bilgiler ışığı altında oran ve orantı denklemleri ile yapılabilmektedir.Topraklarda azotun yitmesi

Toprakların oluştukları jeolojik materyaller azotu ve azotlu bileşikleri içermezler. Toprağa azot ya doğal olarak ya da insan eliyle yapay şekilde karışabilir. Gübre ya da öteki şekillerde toprağa karışan azot ise değişik yollardan yiter. Azot doğrudan ya da dolaylı şekilde çok sıkı değişime uğrar. Bu değişimler sonucu azot gaz. şeklinde ya da azotlu bileşikler şeklinde atmosfere karışır. Aşağıda değişik şekillerde azotun yitmesi üzerinde bilgi verilmiştir.

Yıkanarak Azotun Yitmesi

Daha önce de belirtildiği gibi NO3 şeklinde bulunan azot, toprak suyunda kolayca çözündüğü için, toprakla hareket halindeki suyun hızına ve yönüne bağlı olarak kolayca taşınır. Özellikle lisimetreler aracılığıyla yapılan pek çok araştırmalar yıkanarak azot yitmesinin toprağa verilen azot miktarına, uygulanan yönteme ve zamana bağlı olarak değişliğini ortaya koymuştur. Özet olarak denilebilir ki toprakla suyun hareketini etkileyen etmenler dolaylı şekilde azotun yıkanması üzerine de etkili olmaktadır.

Yıkanarak toprakta derine doğru taşının nitrat şeklindeki azot, taban suyuna karışmak suretiyle en sonunda kuyu ve ırmak sularına karışır. Yağış miktarı buharlaşma ve transpirasyon miktarlarından fazla olduğu sürece nitratın aşağı doğru taşınması sürer Karşıt durumda nitrat toprak yüzeyine bir başka deyişle kök etki alanına doğru hareket eder.

Yıkanarak azot yitmesi özellikle hafif yapıya sahip kumlu topraklarda önemli sorunların ortaya çıkmasına yol açar. Buna karşın kurak ve yarı kurak yörelerde orta ve ağır yapılı topraklarda nitratın yıkanarak yitme olanağı az ve yavaştır.

 Denitrifikasyon ile azot yitmesi

Bitkilerin kök etki alanlarından azotun yitmesinde ikinci önemli yol denitrifikasyon ile yitmedir. Denitrifikasyon denildiğinde enzimatik yolla nitratın indirgenmesi sonucu azotun, N2, ve azotun oksitleri şeklinde, gaz olarak yitmesi anlaşılır. Denitrifikasyonda çok sayıda bakteri, aerob ve anaerob toprak koşullarında görev yaparlar. Uzun zamandan beri bakterilerin anaerobik koşullar altında organik maddenin, parçalanmasında nitratı kullandıkları bilinmekledir. Azotu yüksek düzeyde yükseltgenmiş olması nedeniyle nitrat, organik materyallerin yükseltgenmelerinde çok iyi bir oksijen kaynağıdır.

Denitrifikasyonda nitratın indirgenme aşamaları aşağıda formül ile gösterilmiştir. Denitrifikasyon için optimum toprak pH' sının 7 ile 8 arasında olduğu saptanmıştır. Ancak bu pH değerlerinin altında denitrifikasyon oldukça hızlı cereyan eder. Fakat pH 5'in altında denitrifikasyon önemli ölçüde azalır.

NO3 NO2 NO N2O N2

Oldukça geniş sınırlar arasında değişmekle beraber sıcaklık da denitrifikasyon üzerine önemli etki yapar. Bremner ve Shaw (1955) 25°C ile 60°C arasında denitrifîkasyonun hızlı şekilde cereyan ettiğini ve bu sıcaklıkların etkinlikleri arasında önemli bir ayrımlılığın bulunmadığını saptamışlardır. Öte yandan Nommik (1956) topraklarda denitrifikasyon için optimum sıcaklığın 65°C olduğunu saptamıştır.

Kimi özel koşullar altında amonyum azotunun da denitrifikasyona uğrayarak gaz şeklinde yittiği saptanmıştır. Özellikle bunun su ile kaplı toprakların oksijen yönünden bir ölçüde varsıl olan yüzeye yakın kesiminde oluştuğu görülmüştür. Nitrata dönüşen amonyum derine, anaerobik koşulların bulunduğu kesime taşınmakla ve orada nitrat indirgenerek denitrifikasyona uğramaktadır. O nedenle Abichandai ve Patnaik (l958) denitrifikasyonu önlemek için amonyum içeren azotlu gübrelerin olanaklar elverdiğince derine uygulanmasını önermişlerdir.

 Amonyum ve üreden azot yitmesi

Amonyum içeren azot taşıyıcıları ile üreden kimi koşullar allında amonyak şeklinde de azot yiter. Toprak yüzeyine verilen anılan azot taşıyıcılarından yine çeşitli etmenlerin etkisi altında azot yitmesi gerçekleşir. Bu etmenlerin başında toprak tepkimesi ile toprağın değişim kapasitesi gelir. Aynı şekilde toprağa verilen azot taşıyıcılarının cins ve miktarları, sıcaklık, toprak nemi, bitki örtüsü, toprağa verilme yöntemleri, sulama ve yağış miktarları gibi etmenler de buna etki yaparlar.

Alkalin kireçli toprakların yüzeyine amonyum tuzlarının verilmesi ile cereyan eden çifte parçalanma sonucu amonyum karbonat ya da amonyum bikarbonat oluşur. Bunlar durağan olmadıkları için hemen amonyak ve karbondiokside parçalanırlar.

Toprak yüzeyine verilen üre çok çabuk hidrolize olarak amonyum oluşur ve dolayısıyla yerel şekilde pil yükselir. Bu koşullar altında da amonyak gaz şeklinde yiter. Amonyağın gaz şeklinde yitip yitmemesi de çeşitli etmenlere bağlı olarak ortaya çıkar. Kresge ve Satehell (1960) çıplak toprağa göre sık çayırla kaplı toprağa verilen üreden amonyağın gaz şeklinde yitmesinin daha az, olduğunu saptamışlardır. Volk (1959) düşük katyon değişim kapasitesine sahip topraklara uygulanan, üreden göreceli olarak daim fazla amonyağın yittiğini belirlemiştir. Öte yandan Martin ve Chapman (1951) amonyum içeren azotlu gübrelerle ürenin toprağın 5.cm. allına uygulanması durumunda amonyak şeklinde yitmenin yok denecek düzeyde az olduğunu saptamışlardır.

Genelde sıcaklık artışına koşul olarak azot yitmesi artmakladır. Toprakta katyon değişim kapasitesinin artması, amonyumun toprakla daha fazla tepkimeye girmesi nedeniyle azot yitmesinin önemli düzeyde azalmasına neden olur. Ürenin hidrolize olmasından sonra toprak yüzeyi kurursa buharlaşan su ile birlikle amonyum da yitebilir. Ürenin hidrolize olduğu kesimde toprak pH'sı yükseldikçe yitme de artar. Bunun karşıtı durumunda, yani toprak tepkimesinin asit yöne doğru değişmesi durumunda yitme giderek azalır.

 Toprağa verilen susuz amonyaktan azot yitmesi

Susuz amonyağın gübre olarak kullanılması başta Amerika Birleşik Devletleri olmak üzere öteki gelişmiş ülkelerde giderek yaygınlaşmaktadır. Ülkemizde susuz amonyaktan gübre olarak hemen hemen hiç yararlanılmamaktadır. Susuz amonyağın gaz şeklinde olması nedeniyle toprağa verilmesi anında topraktan yitme kolaylıkla gerçekleşir.

Topraklarda susuz amonyağın tutulması üzerinde araştırmalar yapan Jaekson ve Chang (1917) tutulmalım dört şekilde ortaya çıktığını ileri sürmüştür. Asit tepkimeli topraklarda kolloidler üzerindeki hidrojenle amonyak yer değiştirerek, amonyak kolloidler tarafından tutulmakladır. Amonyak toprak suyu ile kolaylıkla tepkimeye girer ve amonyum hidroksit oluşur. Bunun sonucu olarak amonyum iyonu toprak çözeltisinde yer alır. Öte yandan toprak parçacıklarının üzerinde amonyak, öteki gazların absorbe edilmelerine benzer olarak fiziksel şekilde absorbe edilir. Kuşkusuz bu tip absorpsiyon tarım toprakları için büyük önem taşımamaktadır. Yapılan araştırmalar hidrojen ile doymuş sistemlerde; olduğu gibi Mg ile doymuş kolloidler tarafından da amonyum önemli ölçüde absorbe edilmekledir. Ca, Na ve K ile doymuş sistemlerde ise amonyum absorpsiyonu daha az gerçekleşir. Morlland (1955) amonyak absorpsiyonunun çeşitli materyallerde şu sıra içerisinde olduğunu saptamıştır: Kaolin < Sodyum bentonit < Kalsiyum bentonil < Hidrojen bentonit < Organik muck.

Toprak nemi ile toprak yapısı, susuz amonyağın toprağa verilme şeklini etkileyen etmenlerin başında yer alır. Yapılan çeşitli araştırmalar tarla kapasitesine yakın düzeyde su içeren topraklara amonyağın verilmesinin en uygun yol olduğunu ortaya koymuştur. Çok hafif yapıya sahip kumlu topraklarda en önemli kritik nokta toprakta yeterli düzeyde nemin bulunmamasıdır. Böyle topraklarda susuz amonyağın olanaklar elverdiğince derine verilmesi yitmeyi azaltması yönünden en uygun yoldur.

                                                                                        SOLVER KİMYA