Utilizarea amoniacului în agricultură se referă la două domenii: fertilizarea pe de o parte , și hrana pentru animale pe de altă parte. Amoniacul anhidru este o materie primă pentru fabricarea majorității îngrășămintelor cu azot, inclusiv azotat de amoniu , sulfat de amoniu , soluții de uree și azot (amestecuri lichide de azotat de amoniu și uree), dar este, deși marginal, utilizat direct ca îngrășământ . Este singurul îngrășământ utilizat în stare gazoasă, ținut în lanțul de aprovizionare în stare lichidă sub presiune și este îngrășământul cu azot care are cel mai mare conținut de azot , la 82% (comparativ cu 46% pentru uree, cel mai dozat de îngrășăminte solide azotate). Amoniacul anhidru este, de asemenea, utilizat în hrana animalelor pentru tratarea furajelor și paiului destinat hranei pentru rumegătoare . Acest tratament are ca efect îmbunătățirea conținutului lor de azot, a gustului și a digestibilității .
Aceste utilizări presupun existența unei producții industriale de amoniac în țară și existența unei infrastructuri și a unei organizații logistice adaptate depozitării și manipulării acestui gaz toxic și periculos.
Utilizarea amoniacului anhidru ca îngrășământ are avantaje legate de conținutul său ridicat de azot, la ei non- solubilizează natura , spre deosebire de ammonitrates și a efectului său „retardat“ deoarece este fixat pe complexul argilo-humic sub forma NH4 + ioni mineralizează încet. Constrângerile sunt legate de condițiile de utilizare, amoniacul trebuind injectat într-un sol cu o rată de umiditate nici prea mică, nici prea mare, precum și cu necesitatea unui echipament special (depozitare, împrăștiere) și să respecte condițiile stricte de reglementare .
Costul produsului, redus la unitatea de azot, este avantajos, totuși este împovărat de recurgerea necesară la echipamente adecvate sau chiar la companii specializate de împrăștiere.
Această utilizare este dezvoltată în special în Statele Unite , unde amoniacul anhidru este principala formă de îngrășământ cu azot, ca în cazul statului Michigan . La nivel global, amoniacul anhidru reprezintă 4% din fertilizarea cu azot, față de 57% pentru uree, 14% pentru soluțiile de azot, 8% pentru nitrații de amoniu, 6% pentru fosfatul de amoniu (cifre 2009).
Utilizarea amoniacului anhidru ca îngrășământ a început în anii 1930 în Statele Unite , la inițiativa Shell Chemical Company prin injectarea gazului în conductele de irigații pentru fertilizarea livezilor din California .
Amoniacul se combină instantaneu cu apa pentru a forma ioni NH4 + (amoniu) și este astfel distribuit plantelor. Această metodă foarte economică, numită nitrogare , s-a dezvoltat rapid, acoperind peste un milion de hectare pe coasta de vest în 1946. Dar, pe lângă faptul că este aplicabilă doar în zonele dotate cu o rețea de irigații, și-a arătat rapid limitele, în special prin o distribuție inegală a îngrășământului de-a lungul canalelor de irigație, prin faptul că îngrășământul este distribuit la suprafață, prin precipitarea ionilor de Ca și Mg, în cazul apei dure , care poate duce la obstrucționarea conductelor și în cazul irigației prin stropire , prin pierderi datorate evaporării (cu până la 50%) și prin probleme de coroziune materială (aspersoare).
La rândul său, în 1932, JO Smith, inginer agricol la stația experimentală Delta Branch din Stoneville ( Mississippi State University ) a efectuat primul experiment cunoscut de fertilizare a solului cu amoniac anhidru. El a montat un rezervor cilindric pentru un Georgia de stoc de tip plug tras de un catâr gri pe nume Ike, astfel încât amoniacul a fost eliberat în sol.
Cercetările au fost inițiate apoi din 1943 sub îndrumarea lui Felix Edwards, inginer agricol, și William Baker Andrews, agronom, în aceeași stație agricolă experimentală din Mississippi, în colaborare cu Tennessee Valley Authority , pentru a transforma această soluție rustică într-un sistem comercializabil. Această practică de aplicare directă s-a dezvoltat apoi în mai multe state din sudul Statelor Unite . WB Andrews a fost poreclit „tatăl amoniacului anhidru” în Statele Unite. În același timp, Floyd H. Leavitt, inginer în filiala chimică a companiei Shell, a dezvoltat în timpul celui de-al doilea război mondial o metodă de fertilizare prin injectare directă în sol (numită nitroiectare ) pe care a brevetat-o în 1942 .
Ulterior, injectarea directă de amoniac anhidru a devenit prima metodă de fertilizare cu azot în Statele Unite, cu o cotă de piață de 32,5% în 1968, care a rămas substanțial la acest nivel (32,3%) în 2006, urmată de soluții azotate (31,3%) ) și ureea (25,5%), în timp ce ammonitratele , predominante în restul lumii, ocupă o pondere marginală (3,3%).
În Europa , utilizarea amoniacului anhidru ca îngrășământ cu azot este foarte marginală și s-a dezvoltat doar în câteva țări: Franța , Danemarca , Belgia și Luxemburg . Primele injecții de amoniac în agricultură au avut loc în Franța datorită înființării în 1959 a unei noi companii, l'Ammoniac Agricole (AA), în Pas-de-Calais. A fost lansat de un inginer chimic (Jean Caupin, 1910-2002), de asemenea, un inginer de export pentru producătorii de echipamente industriale. În zece ani, AA va experimenta o creștere susținută pentru a ajunge la 20.000 de tone de amoniac în 1970. A fost cumpărat în 1971 de doi producători de amoniac care produceau și îngrășăminte solide cu azot, concurând astfel soluții cu soluții de amoniac gazos. Între 1971 și 2010, vânzările vor stagna la acest nivel de 20.000 de tone. În Franța, această tehnică, răspândită în special în sud-vest, a reprezentat între 2 și 3% din utilizările agricole ale azotului până în 2011. Cu toate acestea, compania „L'Ammoniac agricole”, care avea monopolul aprovizionării cu azot. amoniac în agricultură și-a încheiat activitatea, forțându-și clienții să găsească alternative.
Diferite studii au arătat că fertilizarea cu amoniac anhidru este la fel de eficientă ca cea efectuată cu alți îngrășăminte azotate, lichide sau solide. Astfel, într-un studiu realizat în Mexic de INIFAP ( Instituto nacional de investigaciones forestales, agrícolas y pecuarias ), randamentele obținute pe grâu sunt comparate cu cele obținute folosind uree, soluții de azot (UAN-32), azotat de amoniu sau sulfat de amoniu.
Se practică în general prin injectarea gazului lichefiat sub presiune în sol la o adâncime de 12 până la 15 cm. Gazul, care se extinde imediat, se difuzează într-o bandă largă de 10 până la 15 cm de fiecare parte a zonei de injecție și se leagă de complexul argilo-humic sub formă de ioni NH4 +. Difuzia și reținerea amoniacului sub formă de azot amoniacal depind de mai mulți factori, inclusiv dimensiunea dozei injectate, precum și adâncimea la care se efectuează injecția, textura, umiditatea și capacitatea de schimb cationic a solului .
Fertilizarea culturilor folosind amoniac lichefiat sub presiune necesită înființarea unor stații de depozitare locale, adesea conectate la calea ferată pentru aprovizionarea cu vagoane cisternă, operate în general de către distribuitori privați sau cooperative agricole. Amoniacul este distribuit fermierilor prin camioane, uneori prin intermediul „asistentelor medicale”, tancuri montate pe remorci agricole. Dispozitivele de injecție, numite „aplicatoare” sau „bursere”, sunt de tipuri foarte variate. Acestea constau din trei elemente principale: un rezervor de amoniac, un dispozitiv pentru reglarea fluxului de amoniac numit „nitrolator” și un instrument derivat dintr-un „ cultivator ” care poartă dinți, în număr variabil în funcție de lățimea de lucru, aliniat pe unul sau mai mulți rânduri și echipate cu tije de injecție în pământ. Aceste dispozitive pot fi transportate de tractor sau tractate. În unele cazuri, rezervorul sau alimentatorul de amoniac este tras în spatele instrumentului de injecție. Aceasta poate combina injecția de amoniac cu alte metode culturale .
Având în vedere riscurile inerente naturii chimice a amoniacului și a condițiilor tehnice (depozitare la temperatura ambiantă sub presiune, în jur de 8 bari la 20 ° C), instalațiile de depozitare și echipamentele de transport și împrăștiere sunt supuse regulilor de siguranță definite de autorități din țările în cauză, cum ar fi „Codul de practică privind amoniacul” al Consiliului de siguranță pentru fertilizare (FSB) al Institutului canadian pentru îngrășăminte (ICE).
În America de Nord, utilizarea amoniacului ca îngrășământ pune, de asemenea, o problemă de siguranță, rezervoarele agricole, adesea slab protejate, sunt de fapt ținta frecventă a furtului pentru fabricarea ilicită a metamfetaminei din pseudoefedrină .
Paie și nutreț de calitate scăzută destinate hranei animalelor poate fi tratat cu amoniac anhidru pentru a îmbunătăți calitatea nutritivă și pentru a facilita conservarea lor. Acest tratament este de interes pentru produsele sau coprodusele care conțin mai puțin de 5% proteine brute și mai puțin de 45% substanțe nutritive digestibile totale (ca procent de substanță uscată ). Crește conținutul de proteine și îmbunătățește valoarea nutrițională a acestor alimente prin descompunerea fracției lemnoase slab digerabile . Primele demonstrații "in situ" ale acestei tehnici de injectare NH3 au avut loc în 1979 într-o mică fermă de reproducere din sudul. Lille, conform sfaturilor inginerului chimic care a lansat distribuția NH3 ca îngrășământ cu azot în 1959. Aceste demonstrații folosind un nou injector tangențial importat din Statele Unite (Cold-Flow from US Steel). Tehnica perfect validată se va confrunta cu importatorii de hrană pentru animale și va fi blocată în Franța, pe de altă parte, va fi preluată de investitorii japonezi care au dedicat o insulă întreagă creșterii rumegătoarelor hrănite cu siloz de amoniac NH3. În plus, având în vedere puterea bactericidă și fungicidă a amoniacului, aceasta inhibă fenomenele de fermentație și face posibilă îmbunătățirea produselor cu un nivel de umiditate relativ ridicat. Tratamentul este relativ ușor de realizat, sub rezerva asigurării etanșeității masei de tratat, luând în considerare riscurile inerente utilizării sub presiune a amoniacului lichefiat.