מרכז ידע

אוריאה - מקור חנקן יעיל וזול

ייצור האוריאה

אוריאה הינו דשן חנקני אשר ניתן לשימוש כמוצק וכנוזל.
הבסיס לייצור של אוריאה וכן של כל הדשנים החנקניים הוא אמוניה (NH3).
מקור החנקן בייצור האמוניה מתרחש על ידי קשירת חנקן אטמוספרי; האוריאה נוצרת על ידי תגובה בין אמוניה לבין פחמן דו-חמצני (CO2) בלחץ ובטמפרטורה גבוהים., כאשר בסוף התהליך מתקבלת אוריאה מותכת CO(NH2)2, שעוברת תהליך של גרעון ליישום כדשן חקלאי. 

ניתן לייצר אוריאה כ-Prills, גרגירים, כדורים, קריסטלים וכתמיסות. בטמפרטורת ההתכה של האוריאה מתמזגות חלק מפרודות האוריאה ונוצר ביורט, אשר ריכוז גבוה שלו בדשן עלול להיות רעיל לצמחים.

בשיטות החדישות של ייצור האוריאה, לרוב אחוז הביורט במוצר הסופי נמצא בטווח של 1.5%-0.8%. ניתן גם לייצר אוריאה דלת ביורט, בה ריכוז הביורט המקסימלי הינו 0.3%.

האוריאה בדישון

למעלה מ-90% מסך האוריאה המיוצרת בעולם, מיועד לשימושים חקלאיים. האוריאה היא הדשן המוצק החנקני הנפוץ ביותר, זאת לאור ריכוז החנקן הגבוה באוריאה (46%), המוזיל משמעותית את הוצאות ההובלה והשינוע ליחידת חנקן. החומר קל לפיזור על פני הקרקע ומסיסותו הגבוהה מאפשרת הרכבת תמיסות הזנה. מחיר יחידת החנקן שמקורה באוריאה בדך כלל זול יותר מאשר בדשנים חנקניים אחרים.

האוריאה המוצקה מיוצרת לרוב כ-Prills, כאשר 90% מהגרגירים הם בקוטר 0.8-2.4 מ"מ. חומר אבקתי, רך וקטן יותר בהשוואה לאוריאה הגרנולרית.

האוריאה הגרנולרית מתייחסת ל-90% מהגרגירים בקוטר 2-4 מ"מ. אלו גרגירים חזקים יותר, נוחים יותר לשינוע ויותר עמידים בפני לחות בהשוואה ל-prills.

האוריאה בקרקע

לאחר היישום, האוריאה עוברת אמוניפיקציה, פירוק אנזימתי בקרקע על ידי האנזים אוראז (UREASE) הנפוץ מאוד בקרקע. מקור האנזים בקטריאלי, אך בגלל יציבותו הגדולה, הוא קיים בקרקע גם בצורה חופשית. תוצרי הפירוק האנזימתי של האוריאה הם פחמן דו חמצני (CO2) ואמון (+NH4). עקב מטענו החיובי, האמון נספח לחלקיקי החרסיות והחומר האורגני, הטעונים שלילית. הודות לפעילות של בקטריות, האמון הופך לניטריט (חנקית, –NO2), המתחמצן בד"כ במהירות לניטראט (חנקה, –NO3). תהליך זה, הקרוי ניטריפיקציה (הפיכה לחנקית ובהמשך לחנקה), רגיש מאוד לתנאי הסביבה. כאשר מדשנים עם דשנים חנקניים המכילים אמון, האמון עובר תהליך ניטריפיקציה זהה. בתנאי pH וטמפרטורה קיצונים או בעת מחסור החמצן עלולה להצטבר חנקית (–NO2). כאשר ריכוז החנקית בתמיסת הקרקע גבוה יכולים להיגרם נזקים לצמחים ולמי התהום היות והחנקית רעילה לצמח. כמו כן החנקית אינה יציבה בקרקע ולכן נשטפת בקלות.

התפרקות צורות החנקן השונות בקרקע
איור מספר 1: התפרקות צורות החנקן השונות בקרקע



הפסדי חנקן בתהליך ההתנדפות (volatilization) של גז אמוניה

כאשר מפזרים אוריאה על פני הקרקע ולא מצניעים אותה מיד עלולים להיגרם הפסדי חנקן עקב התנדפות אמוניה גזית (NH3). האמוניה יכולה להיווצר בתנאים מסוימים בתהליך האמוניפיקציה. תהליך זה מתרחש בעיקר בתנאים של pH גבוה וקרקע לחה. כמו כן, טמפרטורות גבוהות מזרזות את התהליך.
המפתח לשימוש יעיל ביותר באוריאה הינו הצנעתו באדמה במהלך פעולת חריש, או יישום האוריאה בתמיסה. כמות משקעים קטנה, של 6.3 מ"מ מספיקה כדי למזג את האוריאה לתוך האדמה לעומק שבו לא יתרחשו הפסדי אמוניה.

הביורט באוריאה

ישנה חשיבות גדולה בהתאמת ריכוז הביורט בתמיסה לגידול הספציפי. על מנת למנוע תופעה של צריבת העלים, יש להשתמש באוריאה דלת ביורט (0.2%-0.3% ביורט) בריסוסי עלווה. בהדשיה מומלץ להימנע משימוש באוריאה עם ריכוז ביורט גבוה מ- 1.2-1.4% ורצוי להיזהר עם גידולים שידועים ברגישותם, כגון הדרים.
הביורט אינו מצטבר בקרקע ונשטף בקלות. כמו כן, הוא מתפרק לאמון אך תהליך זה עשוי לארוך מספר שבועות כאשר בזמן תהליך הפירוק הביורט עלול להזיק לגידולים רגישים.
ביישום האוריאה כדשן יסוד, הביורט עלול לעכב ואף למנוע את נביטת הזרעים, במקרה של יישום שגוי של הדשן (למשל הטמנת הזרעים וגרגירי האוריאה באותה גומחה).
ראוי להדגיש, כי כיום ברוב המוחלט של מוצרי האוריאה המוצקה, אחוז הביורט המקסימלי הינו 1. בתמיסות האוריאה אחוז הביורט יורד למתחת ל- 0.4.

תמיסות אוריאה

בשל מסיסותה הגבוהה, האוריאה משמשת להכנת תמיסות. ניתן להשתמש בתמיסות אוריאה להזרקה בקרקע או ליישום במערכת ההשקיה. התמיסות הנפוצות הן אוריאה נוזלית המכילה לרוב כ-21% חנקן צרוף ו- UAN (ראשי תיבות של אוריאה ואמון חנקתי) המכילה לרוב 32% חנקן צרוף. בתמיסה זו, מחצית החנקן מקורו באוריאה והמחצית השנייה מקורו באמון חנקתי (ידועה בארץ כאוראן). כמו כן, האוריאה יכולה לשמש להכנת תמיסות שונות של דשני N-P-K.

האוריאה בהדשיה

האוריאה בתמיסות השונות, אשר מיושמת במי ההשקיה, חודרת לקרקע יחד עם המים. האוריאה אינה מתפרקת ליונים וחסרת מטען חשמלי. אי לכך, טרם התחלת תהליך האמוניפיקציה (הפיכה ל-+NH4) האוריאה תנוע בקרקע יחד עם המים. מסיבה זו, מומלץ להוסיף את תמיסת האוריאה למי ההשקיה במחצית השנייה של זמן ההשקיה, על מנת למנוע את שטיפתה אל מתחת למערכת השורשים, לפני הפיכתה לאמון. מהספרות ידוע, כי תהליך ההפיכה של האוריאה לאמון מתחיל מיד עם יישומה עם מי ההשקיה ומושלם תוך יום עד יומיים. (סוגיות בדישון, פרופ´ עוזי כפכפי בהוצאת "דשנים וחומרים כימיים בע"מ"). המשך התהליך של הפיכת האמון לחנקה (ניטריפיקציה) איטי יותר ובאותה טמפרטורה יכול להסתיים תוך שבועות. כפי שניתן לראות באיור מספר 2, המציג את השפעת הטמפרטורה על זמני הפירוק של האוריאה לאמון ולחנקה.

איור מספר 2: השפעת טמפרטורת הקרקע על זמני הניטרפקציה והאמוניפקציה

מקור: http://www.ocinitrogen.com/fertilizers/EN/Pages/Urea-conversion.aspx

האם השימוש בתמיסות אוריאה במטעים בארץ אפשרי?

מהנתונים המוצגים לעיל ניתן להסיק כי אין מגבלות לדישון אוריאה בהשקיית מטעים מחודש אפריל עד חודש אוקטובר. בחודשים אלו, טמפרטורות הקרקע מתאימות לפירוק מהיר של האוריאה.


טבלה 3: טמפרטורת קרקע יומית ממוצעת לחודש (בעומק 10 ס"מ) במעלות צלסיוס – ערכים מקסימליים לתקופה 1996-2005. (מנתוני השרות המטאורולוגי הישראלי).

נשמח לקבל ולפרסם תגובות למאמר זה. כמו כן, אנו מזמינים חקלאים, מדריכים וחוקרים לשתף אותנו בניסיונם עם האוריאה.

בברכה,

גולן ארגמן
אגרונום קרקע מים ומנכ"ל דשן הצפון