Soil Water and Ammonia Volatilization Relationships with Surface‐Applied Nitrogen Fertilizer Solutions

Abstract

Soil water content is an important factor influencing NH3 volatilization from N fertilizers. Information on the relationship between water evaporation and NH3 volatilization from urea (U) or urea‐ammonium nitrate (UAN) solutions, and on the kinetics of both processes is lacking. We examined NH3 volatilization from surface‐applied solutions of U and UAN in samples of St. Bernard (loamy, mixed, nonacid, frigid Typic Hapludoll) and Ste. Sophie (sandy, mixed, nonacid, frigid Typic Haplorthod) soils exposed to water potentials ranging from < −1.5 to −0.01 MPa. An air‐train system was used. Ammonia volatilization increased as soil water content increased. Volatilization differences between moist (> −0.038 MPa) and air‐dry (< −1.5 MPa) samples were reduced as the clay content of the soil increased. However, the effect of clay content on NH3 volatilization became more pronounced as soil approached air dryness. Water evaporation was consistent with first‐order kinetics, whereas NH3 volatilzation followed two first‐order kinetics. The initial rate constants (k1) for NH3 volatilization (0.338–0.348 d−1) from U solution were consistently higher than those for water evaporation (0.099–0.104 d−1) at −0.01 MPa water potential and 70% relative humidity. Differences could be attributed to different energy requirements. Ammonia volatilization vs. water evaporation followed a logarithmic relationship.

Volatilização de N-NH3 em decorrência da forma de aplicação de uréia, manejo de resíduos e tipo de solo, em laboratório

“…Quando a uréia foi aplicada sobre a superfície do solo, entretanto, apenas uma fração equivalente a 14,0% do N adicionado se perdeu na forma de amônia, na média dos três sistemas de manejo dos restos culturais de aveia. Esta perda é percentualmente menor do que a observada por RODRIGUES & KIEHL (1986) , o que dificulta a volatilização de amônia, que por isso é menor em solos argilosos do que em solos arenosos (AL-KANANI et al, 1991;SILVA et al, 1995). Além disto, as condições controladas e artificiais utilizadas nos experimentos de laboratório podem contribuir para as diferenças existentes na perda de N-NH 3 , em relação aos valores obtidos a campo.…”

“…Por outro lado, quando a uréia foi aplicada sobre a superfície desse solo, a manutenção de palha na superfície proporcionou as menores perdas de amônia relativamente aos tratamentos com palha incorporada ou sem palha (Tabela 1). Este efeito benéfico da palha superficial na diminuição da volatilização da amônia provavelmente se deve à manutenção de maior umidade no solo, a qual favorece a nitrificação e ao mesmo tempo diminui a difusão ascendente de amônia que ocorre juntamente com a evaporação da água do solo (AL-KANANI et al, 1991).…”

“…Essas perdas variam muito em função das condições climáticas e do tipo de solo (AL-KANANI et al, 1991) devido a variações nos teores de argila (AL-KANANI et al, 1991), matéria orgânica (RODRIGUES & KIEHL, 1986;SILVA et al 1995), capacidade de troca de cátions (AL-KANANI et al, 1991), e cobertura vegetal (TISDALE et al, 1984).…”

High Water Regime Can Reduce Ammonia Volatilization from Soils under Potato Production

“…It is also the prerequisite for subsequent research on ammonia volatilization from soils fertilized. However, there was not a recovery experiment set up to check the trapping system according to the available literatures (Fenn 1975;Al-Kanani, MacKenzie, and Barthakur 1991;Roelcke et al 1996;Patra, Burford, and Rago 1996;Weerden and Jarvis 1997). He et al (1999) innovatively created a method to find the recovery rate of applied ammonia.…”

Effect of Organic Based N Fertilizer on Dry Matter (Zea mays L.), Ammonium and Nitrate Recovery in an Acid Soil of Sarawak, Malaysia

“…Ammonia loss is governed by soil factors such as pH, Cation Exchange Capacity (CEC), temperature and moisture [3][4][5] . The amount of N loss ranges from 10-60% of the total N applied [6] .…”