کود اوره چیست؟
کود اوره ترکیب آلی با فرمول شیمیایی CO(NH₂)₂ است که به عنوان کاربامید نیز شناخته میشود. این کود، غنیترین منبع نیتروژن در کشاورزی با محتوای ۴۶ درصد نیتروژن وزنی است. ساختار شیمیایی آن شامل دو گروه NH2- است که توسط یک گروه عاملی کربونیل (C=O) به یکدیگر متصل شدهاند.
این ترکیب به شکل کریستالهای سفید رنگ، سخت، بیبو و با pH خنثی عرضه میشود. از ویژگیهای برجسته میتوان به انحلال بالا در آب، عدم اشتعالپذیری و نقطه ذوب بالا اشاره کرد که ذخیرهسازی آن را برای کشاورزان آسان میکند.
هنگامی که کود اوره به خاک افزوده میشود، طی فرآیند هیدرولیز تجزیه شده و به آمونیاک و دیاکسید کربن تبدیل میگردد. آمونیاک حاصل به آمونیوم تبدیل میشود که فرمی است که گیاه به راحتی میتواند آن را جذب کند. در برخی انواع خاکها، باکتریها آمونیوم را اکسید کرده و نیترات تولید میکنند که این ماده نیز از مواد مغذی ضروری گیاه است.
کود اوره
کود اوره معمولاً به دو شکل عرضه میشود:
گرانول
: این شکل رایجتر بوده و گرانولهای بزرگتر مقاومت بیشتری در برابر رطوبت دارند
مایع
: معمولاً به صورت ترکیبی در بازار موجود است، مانند ترکیب اوره و نیترات آمونیوم
از مزایای استفاده از کود اوره میتوان به سادگی مصرف، انحلال سریع در آب، جذب مؤثر توسط گیاه و سازگاری با انواع خاک اشاره کرد. بیش از ۹۰ درصد از تولید اوره در دنیا به منظور استفاده به عنوان کود شیمیایی حاوی نیتروژن است.
نیتروژن موجود در کود اوره برای تولید کلروفیل، رشد سریعتر برگها و بهبود عملکرد گیاهان ضروری است. این عنصر نقش حیاتی در فرایند فتوسنتز و سایر فعالیتهای متابولیکی گیاه ایفا میکند.
نکته مهمی که باید هنگام استفاده از کود اوره رعایت شود این است که مصرف بیش از حد میتواند باعث مسمومیت و آسیب به خاک و گیاه شود. علاوه بر این، کود اوره تنها میتواند نیتروژن مورد نیاز گیاهان را تأمین کند و برای تأمین سایر مواد ضروری مانند فسفر و پتاسیم باید از کودهای دیگر استفاده شود.
با وجود اینکه اوره به طور طبیعی در بدن انسانها و سایر موجودات زنده تولید میشود، اوره مصنوعی که در کشاورزی استفاده میشود، توسط آمونیوم غیرهیدرات تولید میگردد و به کشاورزان کمک میکند تا بیشترین مقدار نیتروژن را با کمترین قیمت برای محصولات کشاورزی خود بهکار گیرند.
کود اوره چگونه ساخته میشود؟
فرآیند تولید صنعتی کود اوره بر پایه واکنش شیمیایی بین آمونیاک و دیاکسید کربن استوار است. این واکنش تحت شرایط فشار بالا (حدود ۱۴۵ اتمسفر) و دمای بین ۱۷۰ تا ۱۸۴ درجه سانتیگراد انجام میشود. فرمول شیمیایی این واکنش به صورت زیر است:
۲NH۳ + CO۲ → NH۲COONH۴ (کاربامات آمونیوم) NH۲COONH۴ → H۲O + NH۲CONH۲ (اوره)
در مرحله اول، آمونیاک و دیاکسید کربن با یکدیگر ترکیب شده و کاربامات آمونیوم تشکیل میدهند. سپس در مرحله دوم، کاربامات آمونیوم با از دست دادن یک مولکول آب به اوره تبدیل میشود.
تولید کود اوره در واحدهای پتروشیمی طی چهار مرحله اصلی انجام میگیرد:
واحد افزایش فشار خوراک
: در این مرحله، آمونیاک و گاز CO۲ به عنوان خوراک اصلی فشرده شده و به واحد سنتز ارسال میشوند.
واحد سنتز اوره
: در این بخش، آمونیاک و دیاکسید کربن تحت شرایط خاص دما و فشار با یکدیگر واکنش داده و به اوره تبدیل میشوند.
واحد تبخیر و خالصسازی
: در این مرحله، خلوص اوره خروجی از بخش سنتز افزایش مییابد تا برای ارسال به واحد دانهبندی آماده شود.
واحد دانهبندی
: در این واحد، محصول نهایی اوره به صورت گرانول یا پریل جامد درآمده و دانهبندی میشود. پس از آن در انبار مخصوص ذخیره میگردد.
بر اساس مطالعات فنی، مواد اولیه اصلی برای تولید کود اوره شامل گاز طبیعی (برای تولید آمونیاک) و دیاکسید کربن است که معمولاً به عنوان محصول جانبی از سایر فرآیندهای صنعتی به دست میآید.
ماشینآلات تولید کود اوره از اجزای مختلفی تشکیل شدهاند. راکتور، جزء اصلی این ماشینآلات است که واکنش بین آمونیاک و دیاکسید کربن را در شرایط کنترلشده تسهیل میکند. همچنین اسکرابر وظیفه حذف ناخالصیها و محصولات جانبی ناخواسته را بر عهده دارد.
سیستم دانهبندی نیز بخش مهمی از فرآیند تولید است که اوره مایع را به اشکال دانهای تبدیل میکند. این سیستم معمولاً شامل فرآیندهایی مانند اسپری کردن اوره مایع به صورت قطرات، انجماد و اندازهگیری برای به دست آوردن اندازه گرانول مورد نظر است.
پس از فرآیند دانهبندی، تجهیزات پوششدهی و خشککردن برای بهبود خواص فیزیکی کود اوره مانند افزایش مقاومت آن در برابر رطوبت و کیک شدن استفاده میشود. فرآیندهای پوشش شامل اعمال یک لایه نازک از مواد (مانند پلیمرها یا گوگرد) به دانههای اوره است.
فناوریهای پیشرفته در زمینه تولید کود اوره موجب افزایش بازده و کاهش آلایندهها شده است. با توجه به خورندگی بالای محلول کاربامات و شرایط ویژه سنتز اوره، فناوری به کار گرفته شده در این صنعت به ویژه در حوزه مهندسی فرآیند و متالورژی بسیار پیشرفته است.
نحوه مصرف و زمان مناسب استفاده از کود اوره
برای بهرهبرداری مؤثر از کود اوره، رعایت روش صحیح مصرف و زمان مناسب کاربرد آن ضروری است. این کود پس از استفاده در خاک با آب واکنش داده و طی فرایندهای شیمیایی به موادی تبدیل میشود که گیاهان میتوانند آن را جذب کنند.
روش پخش سطحی و شخمزنی
پخش سطحی و شخمزنی، متداولترین روش استفاده از کود اوره است. در این روش، کود به صورت یکنواخت روی سطح خاک پخش میشود و سپس با شخمزدن با خاک مخلوط میگردد. این عمل باعث میشود اوره با لایه بالایی خاک ترکیب شده و از تبخیر آمونیاک جلوگیری شود. برای پخش یکنواخت، میتوان از کودپاش استفاده کرد یا گرانولها را با دست به صورت مساوی در خاک پاشید. بلافاصله پس از پخش کود اوره، خاک باید شخم زده شود تا کود در لایه بالایی خاک قرار گیرد.
تزریق مستقیم به خاک
روش دیگر، تزریق مستقیم کود اوره به خاک است. این روش را میتوان با پخش اوره روی سطح خاک و سپس آبیاری سنگین انجام داد تا محلول اوره به لایههای زیرین خاک نفوذ کند. همچنین میتوان کود اوره را به سیستمهای آبیاری مانند آبیاری قطرهای اضافه کرد. با این حال، باید توجه داشت که وارد کردن مقادیر زیاد اوره به سیستم آبیاری بارانی میتواند باعث سوختگی برگها شود.
زمان مناسب مصرف در فصلها
بهترین زمان استفاده از کود اوره اوایل فصل بهار (فروردین ماه) است، زمانی که گیاهان از خواب زمستانی بیدار شده و وارد مرحله رشد فعال میشوند. برای محصولاتی مانند چمن یا گندم زمستانه، کوددهی با اوره باید در فصول سرد سال انجام شود. اما اگر نیاز به استفاده در تابستان است، زمان بارندگی مناسبتر است. برای درختان میوه، استفاده از کود اوره در اوایل بهار یا اواخر پاییز توصیه میشود، زمانی که خاک خنک است.
تأثیر دما و رطوبت بر جذب
دما و رطوبت خاک تأثیر قابل توجهی بر میزان جذب کود اوره دارند. بهترین دما برای استفاده از این کود بین ۱۵ تا ۲۰ درجه سانتیگراد است. در دماهای بسیار سرد، زمین یخ میزند و ترکیب کود اوره در خاک دشوار میشود. در شرایط وزش باد شدید نیز، کود اوره سریعتر از آنکه بتواند در خاک ترکیب شود، تجزیه میشود.
رطوبت خاک برای تبدیل اوره به آمونیاک ضروری است. نیم اینچ بالایی خاک باید مرطوب باشد تا گاز آمونیاک در خاک باقی بماند. به طور کلی، با وجود مقدار کمی رطوبت، اوره در طی ۲ تا ۴ روز به آمونیوم و دیاکسید کربن تبدیل میشود. زمان تبدیل اوره به آمونیاک به رطوبت و دما بستگی دارد، اما عموماً واکنش اصلی در مدت ۲۴ ساعت پس از استفاده شروع میشود و تا ۲ تا ۵ روز کامل میشود.
خواص و کاربردهای کود اوره در کشاورزی و صنعت
کود اوره کاربردهای متنوعی در بخشهای مختلف کشاورزی و صنعت دارد. با محتوای ۴۶ درصد نیتروژن، این کود دارای بالاترین میزان نیتروژن در میان تمامی کودهای جامد نیتروژنی است. نقش و خواص مختلف این کود در ادامه بررسی میشود.
افزایش رشد گیاهان و درختان
کود اوره به عنوان یکی از اصلیترین منابع نیتروژن برای گیاهان شناخته میشود. نیتروژن عنصری ضروری برای رشد گیاهان است و در ساخت پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک و کلروفیل نقش حیاتی دارد. حضور نیتروژن کافی در خاک موجب تقویت ساقه، برگ و شاخه گیاهها شده و میوهدهی را بهبود میبخشد. همچنین استفاده از کود اوره میتواند به بهبود عملکرد محصولاتی زراعی مانند گندم، ذرت، برنج و سویا منجر شود.
از دیگر خواص مهم این کود میتوان به افزایش سرعت رشد، جلوگیری از ریزش برگها، پیشگیری از زردی برگ و ساقهها و افزایش میزان بهرهوری اشاره کرد. حلالیت بالای این کود در آب سبب جذب سریع توسط خاک و در نتیجه گیاه میشود.
استفاده در تولید کودهای ترکیبی
اوره به عنوان ماده اولیه و خام برای تولید کودهای ترکیبی مورد استفاده قرار میگیرد. کودهای ترکیبی ممکن است از میکس اوره مذاب، محلول اوره یا با میکس با دانههای پریل و گرانول تولید شوند. این ترکیبسازی باعث میشود تا بتوان به تعادل بهتری از عناصر غذایی در خاک دست یافت.
کاربرد در صنایع شیمیایی و خودرو
علاوه بر کشاورزی، اوره کاربردهای صنعتی متعددی دارد. این ماده به عنوان ماده اولیه در صنایع شیمیایی مانند تولید پلاستیک، لاستیک، رنگها، رزینها، چسبها و قیر استفاده میشود.
در صنعت خودرو، اوره در سیستمهای SCR (کاهش کاتالیزوری انتخابی) برای کاهش آلایندههای اکسید نیتروژن (NOx) استفاده میشود. این فناوری با تزریق محلول اوره به جریان اگزوز موتورهای دیزل، NOx را به گاز نیتروژن و بخار آب بیخطر تبدیل میکند. محلول اوره خودرویی معمولاً از ۳۲/۵ درصد اوره خالص و ۶۷/۵ درصد آب دیونیزه تشکیل شده است. این کاربرد در کامیونها، اتوبوسها و وسایل نقلیه سنگین که از سوخت دیزل استفاده میکنند، بسیار رایج است.
عوارض کود اوره و نکات ایمنی در استفاده
استفاده از کود اوره علیرغم مزایای بسیار، میتواند عوارض جانبی داشته باشد که نیازمند رعایت نکات ایمنی است.
قلیایی شدن خاک
کود اوره در خاکهای قلیایی یا آهکی میتواند باعث افزایش بیشتر قلیاییت و واکنش خاک شود. با این حال، طی فرآیند نیتروژندار کردن، تعداد یونهای آزاد هیدروژن در خاک افزایش مییابد که موجب اسیدی شدن خاک میشود. استفاده از این کود در خاکهای شور و قلیایی باعث افزایش خاصیت قلیایی و مسمومیت شوری میگردد، بنابراین در چنین خاکهایی استفاده از سولفات آمونیوم توصیه میشود.
آسیب به گیاه در صورت مصرف زیاد
مصرف بیش از حد کود اوره میتواند باعث افزایش رشد رویشی گیاه و در نتیجه کاهش میوهدهی آن شود. علاوه بر این، خطر ابتلا به حساسیت، آفت و بیماری را افزایش میدهد. اوره در خاک خشک ممکن است گاز آمونیاک آزاد کند که به گیاهان آسیب میرساند. همچنین میتواند باعث خشک شدن و سوختگی برگهای گیاهان شده و رشد و عملکرد آنها را کاهش دهد.
خطرات زیستمحیطی
استفاده بیرویه از کود اوره میتواند منجر به شستشوی نیتروژن شود که آلودگیهای نیتروژنی را به آبهای زیرزمینی و رودخانهها منتقل کرده و اکوسیستمهای آبی را تهدید میکند. برخی از گازهای تولید شده هنگام استفاده از کود اوره، مانند اکسید نیتروژن، میتواند باعث آلودگی هوا شود. مطالعات نشان دادهاند که حدود ۱/۵، ۸/۶ و ۴۲/۸ درصد از مجموع اثرات زیستمحیطی در ایران به ترتیب در قالب گرمایش جهانی، اسیدیته و اوتریفیکاسیون خشکی مربوط به مصرف این نهاده شیمیایی است.
ایجاد حساسیت در انسان
اوره باعث سوزش پوست و چشم و عوارض تنفسی میشود. قرار گرفتن مداوم پوست در معرض این ماده باعث تورم پوست خواهد شد. تماس با پوست یا استنشاق آن میتواند موجب بروز تورم در بدن، تنگی نفس، خارش و سوزش شود. غلظت بالای آن در خون نیز باعث آسیب به اندامهای بدن میشود. مخلوط شدن آن با اکسیدانهای قوی مانند نیترید میتواند باعث انفجار شود، بنابراین در هنگام استفاده باید از تماس مستقیم با پوست و اعضای بدن پرهیز کرد.
نکات کلیدی کود اوره
کود اوره با ۴۶ درصد نیتروژن، غنیترین منبع نیتروژن کشاورزی است که نقش حیاتی در رشد گیاهان و تولید کلروفیل دارد.
• کود اوره از واکنش آمونیاک و دیاکسید کربن تحت فشار ۱۴۵ اتمسفر و دمای ۱۷۰-۱۸۴ درجه تولید میشود
• بهترین زمان مصرف اوایل بهار در دمای ۱۵-۲۰ درجه و خاک مرطوب است تا جذب بهینه صورت گیرد
• مصرف بیش از حد باعث قلیایی شدن خاک، سوختگی گیاهان و آلودگی آبهای زیرزمینی میشود
• علاوه بر کشاورزی، در صنایع شیمیایی، تولید پلاستیک و سیستمهای کاهش آلاینده خودرو کاربرد دارد
• استفاده ایمن نیازمند پرهیز از تماس مستقیم با پوست و رعایت دوز مناسب برای جلوگیری از عوارض است
رعایت اصول صحیح مصرف کود اوره کلید دستیابی به حداکثر بازده کشاورزی با کمترین آسیب زیستمحیطی است.
سوالات متداول
[faq_accordion]
منابع خارجی:
wikipedia
-
shobeirshimi
-
extension
دیدگاه شما چیه؟
نظرت برامون خیلی ارزشمنده! تجربه یا دیدگاهت رو درباره این مطلب بنویس 🌱