Assessment of gaseous ammonia losses when using urea and urea-formaldehyde fertilizers

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The aim of the study was to investigate the size of gaseous ammonia losses during surface application of standard urea and new forms of urea-formaldehyde fertilizers under conditions of a model experiment. Laboratory experiments with composting were carried out in 2024 on sod-podzolic medium loamy soil and leached medium-deep heavy loamy chernozem with surface application of standard urea and experimental forms of urea-formaldehyde fertilizers (UF 12-1, UF 13-1 and UF 14-1), differing in the content of total nitrogen and its individual fractions. Noticeable gaseous ammonia losses occurred on the third day of composting and reached a maximum value on the 28th day. At the same time, the most intense nitrogen losses occurred on sod-podzolic soil. When urea was introduced, ammonia release increased from 0.31 mg of nitrogen per vessel on the 3rd day of observation to 12.06 mg/vessel on the 28th day. On leached chernozem, ammonia urea losses were significantly lower compared to sod-podzolic soil and increased from 0.47 to 2.19 mg/vessel on the 3rd and 28th days, respectively. After four weeks of composting on sod-podzolic soil, ammonia nitrogen losses amounted to 18.1 % of the amount introduced, and on leached chernozem, losses were almost 6 times lower and amounted to 3.3 %. The release of ammonia in the variants with the introduction of experimental forms of UF was insignificant and did not exceed 1.2 % on sod-podzolic soil and 0.7 % on chernozem over 28 days of observation. No significant differences in the amount of released ammonia from the composition of different forms of UF were found.

About the authors

A. A. Zavalin

Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agrochemistry

Email: zavalin52@mail.ru
127434, Moskva, ul. Pryanishnikova, 31a

T. M. Dukhanina

Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agrochemistry

127434, Moskva, ul. Pryanishnikova, 31a

N. Y. Shmyreva

Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agrochemistry

127434, Moskva, ul. Pryanishnikova, 31a

V. M. Lapushkin

Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agrochemistry

127434, Moskva, ul. Pryanishnikova, 31a

References

  1. Кореньков Д. А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. М.: Агроконсальт. 1999. 296 с.
  2. Макаров В. И. Влияние доз карбамида и норм орошения на эмиссию аммиака из агродерново-подзолистой среднесуглинистой почвы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2017. № 6(152). С. 54–60.
  3. Визирская М. М., Аканова Н. И., Мамедов Г. М. Эффективность различных форм азотных удобрений в условиях неустойчивого увлажнения // Международный сельскохозяйственный журнал. 2020. № 3. С. 9–12. doi: 10.24411/2587-6740-2020-13040 .
  4. Макаров Б. Н. Газовый режим почвы. М.: Агропромиздат. 1988. 104 с.
  5. Потоки азота в агроценозе озимой пшеницы при различной реакции среды чернозема типичного (исследования с 15N) / А. С. Авилов, С. В. Лукин, Н. Я. Шмырева и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2018. № 2. С. 30–34.
  6. Гамзиков Г. П. Агрохимия азота в агроцено зах. Новосибирск: Из-во НИЦ СибНСХБ Россельхоз академии, 2013. 790 с.
  7. Циклы, баланс азота и устойчивость агроэкосистемы при применении органических удобрений (эксперименты с 15N) / А. А. Завалин, О. А. Соколов, Н. Я. Шмырева и др. // Почвоведение. 2022. № 1. С. 68–76. doi: 10.31857/S0032180X22010130.
  8. Волкова М. А., Лапушкин В. М. Трансформация карбамида пролонгированного действия в почве и его эффективность в посевах яровой пшеницы // Плодородие. 2024. № 5(140). С. 32–38. doi: 10.25680/S19948603.2024.140.07 .
  9. Мнатсаканян А. А. Пролонгированные удобрения в технологии возделывания озимой пшеницы в условиях Краснодарского края // Земледелие. 2023. № 3. С. 27–31. doi : 10.24412/0044-3913-2023-3-27-31.
  10. Влияние минерального удобрения пролонгированного действия на интенсивность мобилизации почвенного фосфора и калия / Н. А. Васильева, Ш. М. Абасов, А. А. Владимиров и др. // Бюллетень Почвенного института им. В. В. Докучаева. 2024. № 120. С. 231–264 . doi: 10.19047/0136-1694-2024-120-231-264.
  11. Лапушкин В. М., Волкова М. А., Лапушкина А. А. Использование яровой пшеницей азота капсулированной мочевины // Плодородие. 2023. № 6(135). С. 15–19. doi: 10.25680/S19948603.2023.135.04 .
  12. Получение NPK- и NP(S)-удобрений пролонгированного действия путем нанесения неорганического усвояемого покрытия и исследование их свойств / А. М. Норов, В. В. Соколов, Е. А. Рыбин и др. // Известия высших учебных заведений. Серия Химия и химическая технология. 2025. Т. 68. № 5. С. 39–48. doi: 10.6060/ivkkt.20256805.7f.
  13. Effects of Long-Term Controlled-Release Urea on Soil Greenhouse Gas Emissions in an Open-Field Lettuce System / X. Wang, B. Cao, Y. Zhou, et al. // Plants (Basel). 2024. Vol . 13 (8). P. 1071. URL: https://www.mdpi. com/2223–7747/13/8/1071 (дата обращения: 13.07.2025). doi: 10.3390/plants13081071.
  14. Reeves S., Wang W., Ginns S. Mitigate N2O emissions while maintaining sugarcane yield using enhanced efficiency fertilisers and reduced nitrogen rates // Nutrient Cycling in Agroecosystems. 2024. Vol. 128. Р. 325–340. doi: 10.1007/s10705-023-10323-8.
  15. Effects of urea formulations, application rates and crop residue retention on N 2 O emissions from sugarcane fields in Australia / W. J. Wang, S. H. Reeves, B. Salter, et al. // Agriculture Ecosystems & Environment. 2016. Vol. 216. P. 137–146. doi: 10.1016/j.agee.2015.09.035 .
  16. Comparison of Conventional and Encapsulated Urea on Growth and Yield of Wheat (Triticum aestivum l.) / S. K. Babar, N. A. Hassani, I. Rajp ar, et al. // The Eurasia Proceedings of Science Technology Engineering and Mathematics. 2019. P. 181–187.
  17. New Eco-Friendly Polymeric-Coated Urea Fertilizers Enhanced Crop Yield in Wheat / R. Gil-Ortiz, M. Á. Naranjo, A. Ruiz-Navarro, et al. // Agronomy. 2020. Vol. 10. No. 3. P. 438. URL: https://www.sci-hub.ru/10.3390/agronomy10030438 (дата обращения: 13.07.2025). doi: 10.3390/agronomy10030438.
  18. Can urea-coated fertilizers be an effective means of reducing greenhouse gas emissions and improving crop productivity? / M. U. Hassan, H. Guoqin, M. S. Arif, et al. // Journal of Environmental Management. 2024. No. 367. P. 121927. URL : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39079497 (дата обращения: 13.07.2025). doi: 10.1016/j.jenvman.2024.121927.
  19. Potential of enhanced efficiency nitrogen fertilizers in reducing nitrogen and carbon losses in a sandy soil integrated crop-livestock system / C. Baravelli de Oliveira, J. Cassimiro, D. Silveira, et al. // Journal of Environmental Management. 2024. Vol. 371. P. 122898. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39509976 (дата обращения: 13.07.2025). doi: 10.1016/j.jenvman.2024.122898.
  20. Lowering nitrogen inputs and optimizing fertilizer types can reduce direct and indirect greenhouse gas emissions from rice-wheat rotation systems / J. Jiang, S. Jiang, J. Xu, et al. // European Journal of Soil Biology. 2020. Vol. 97. P. 103–152. doi: 10.1016/j.ejsobi.2020.103152 .
  21. Assessment of gaseous nitrogen (NH3 and N2O) mitigation after the application of a range of new nitrogen fertilizers in summer maize cultivation / H. Fan, S.-S. Jiang, Y. Wei, et al. // Huan Jing Ke Xue. 2016. Vol. 37. P. 2906–2913. doi: 10.13227/j.hjkx.2016.08.011 .
  22. Методические указания по определению щелочногидролизуемого азота в почве по методу Корнфилда / Л. М. Державин, С. Г. Самохвалов, Р. И. Ежов и др. М.: ЦИНАО, 1985. 9 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences