Минеральные удобрения

Азотные удобрения оказывают наибольшее влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур. В современных условиях без азотных удобрений невозможно существенно поднять продуктивность сельскохозяйственных культур.

Долгое время основным азотным удобрением являлась чилийская селитра, добываемая в Чили из естественных залежей. В 19 веке чилийская селитра ввозилась в Европу для удобрения полей, в результате продуктивность сельскохозяйственных растений существенно увеличилась. Как следствие, в Европе прекратился голод, болезни, резко возросло население.

Оказалось, что естественные минеральные азотные ресурсы в мире очень ограничены и на сегодняшний день выработаны. В настоящее время производство азотных удобрений базируется на синтезе аммиака, получаемого при определенном давлении и температуре из атмосферного азота и водорода. Производство аммиака весьма технологичное, энергоемкое и в целом затратное, поэтому азотные удобрения существенно дороже по сравнению с фосфорными и калийными удобрениями.

Промышленностью выпускаются следующие азотные удобрения.

Нитратныеудобрения, содержащие азот в форме NO^-₃ – натриевая селитра, кальциевая селитра.

Аммонийные удобрения, содержащие азот в форме NH⁺₄ – сульфат аммония, хлористый аммоний, аммиачная вода, безводный аммиак, аммиакаты.

Аммонийно-нитратные удобрения, содержащие азот в обеих названных формах – аммиачная селитра.

Амидные удобрения, содержащие азот в амидо- и аминосоединениях – мочевина, цианамид кальция.

Натриевая селитра (NaNO₃) содержит 16% азота. Мелкокристаллическая соль белого цвета, хорошо растворима в воде. Физиологически щелочное удобрение. Подвижность азота в форме NO₃^- очень высокая, поэтому он легко усваивается растениями, но при высокой влажности легко теряется из почвы. Поэтому селитру целесообразно вносить непосредственно под растения в виде подкормки.

Некоторые растения, например сахарная свекла, хорошо отзываются и на натрий, поэтому NaNO₃ желательно вносить под эту культуру.

Кальциевая селитра (Ca(NO₃)₂) содержит 13-15% азота. Белая кристаллическая соль, сильно гигроскопичная, физиологически щелочная. Применяется в виде подкормок на кислых дерново-подзолистых почвах. Подкормка зерновых культур этим удобрением увеличивает содержание клейковины, что улучшает качество зерна.

Сульфат аммония((NH₄)₂SO₄) содержит 21% азота. Кристаллическое вещество белого, серого или коричневого цвета, малогигроскопично, быстро растворяется в воде (рис. 35). Сульфат аммония – одно из наиболее широко используемых минеральных удобрений. При систематическом его применении почва подкисляется, поэтому дерново-подзолистые почвы необходимо периодически известковать.

В почве сульфат аммония быстро переходит в обменно-поглощенное состояние. Поглощенный аммоний имеет меньшую подвижность, но хорошо поглощается растениями. Вносить удобрение следует в качестве основного, для подкормок он малопригоден. Применять сульфат аммония следует под культуры менее чувствительные к кислой реакции почвы (овес, рожь, лен, картофель).

Рисунок 35 – Внешний вид сульфата аммония

Хлористый аммоний (NH₄Cl) содержит 24-26% азота. Кристаллическое белое вещество, обладает хорошей сыпучестью, малогигроскопично, хорошо растворимо в воде, физиологически кислое. При систематическом применении заметно подкисляет дерново-подзолистые и слабо буферные черноземные почвы. Лучшие результаты дает при использовании в качестве основного удобрения. Из-за высокого содержания хлора (66,6%) отрицательно действует на урожай и качество некоторых растений, особенно на картофель, табак, лен, коноплю, гречиху, многие овощи.

Аммиачная селитра(NH₄NO₃) содержит 34-35% азота. Выпускается в виде кристаллов белого цвета и в гранулах. Обладает сильной гигроскопичностью, поэтому слеживается. Половина азота в удобрении представлена аммонием, половина – нитратами. Аммиачная селитра хорошо растворяется в воде и быстро усваивается растениями. Недостаток заметно подкисляет почвенный раствор. Применяется под большинство возделываемых культур как в качестве припосевного удобрения, так и в виде подкормки.

Мочевина (карбамид) (CO(NH₂)₂) содержит 46% азота. Это наиболее концентрированное из твердых азотных удобрений. Действует продолжительно, хорошо растворяется в воде, малогигроскопично, белое, кристаллическое. Подщелачивает почвенный раствор. Применяется мочевина в качестве основного удобрения и в виде подкормки.

Цианамид кальция (CaCN₂) содержит около 20% азота. Сильно пылящий тонкий порошок черного или темно-серого цвета, подщелачивает почву. Вносить необходимо заблаговременно в качестве основного удобрения на большую глубину, поскольку при разложении образуются ядовитые промежуточные продукты.

Несмотря на высокую стоимость азотных удобрений применять их необходимо, так как без дополнительного внесения в почву азота поднять урожайность сельскохозяйственных растений невозможно.

Фосфорные удобрения получают путем переработки фосфорсодержащих руд (фосфориты и апатиты). Используют также отходы металлургической промышленности (томасшлак, мартеновские шлаки). Залежи апатитов на Земле встречаются редко. Самое крупное месторождение находится в Хибинах, на Кольском полуострове, причем по качеству здесь образовался самый лучший апатит в мире. Россия является одним из главных производителей фосфорных удобрений. В настоящее время около 90% всех фосфорных удобрений вывозится за границу, главным образом в США и Китай. Залежи фосфоритов встречаются на земном шаре часто, но содержание фосфора в большинстве из них низкое, что затрудняет их переработку. Крупное месторождение фосфоритов имеется в Ленинградской области. Залежи фосфоритов есть в Красноярском крае и Хакасии. Их разработка ограничивается как технологическими, так и экономическими трудностями.

Примерно на 80% площади пашни Красноярского края необходимо вносить фосфорные удобрения. По эффективности фосфорные удобрения находятся на втором месте после азотных туков. Потребность сельского хозяйства края в фосфорных удобрениях удовлетворяется не более чем на 10-15%.

Суперфосфат простой (Ca(H₂PO₄)₂·H₂O) широко распространенное фосфорное удобрение. Выпускается в порошковидном и гранулированном видах. Порошковидный суперфосфат содержит 14-20, гранулированный – 20-20,5% Р₂О₅. Удобрение подкисляет почву, поэтому его нейтрализуют известью. Наиболее перспективен гранулированный суперфосфат.

Двойной суперфосфатв отличие от простого суперфосфата характеризуется большим содержанием Р₂О₅ (45-50%). Суперфосфат – основное фосфорное удобрение в нашей стране. Применяют его в различных зонах и под все сельскохозяйственные культуры. Вносят в качестве основного удобрения, а также в виде подкормки и при посеве.

В почве суперфосфат быстро взаимодействует с основаниями и полуторными окислами и переходит в недоступные для растений фосфаты. Только 15-20% фосфора удобрений используется растениями.

Преципитат (СаНРО₄·2Н₂О) содержит 35-41% Р₂О₅, растворим в слабых кислотах, не слеживается. В почве преципитат меньше закрепляется, хорошо усваивается растениями. На кислых почвах преципитат имеет преимущество перед суперфосфатом.

Томасшлак(Са₄Р₂О₉) содержит 14-18% Р₂О₅, является отходом, при выплавке стали. Тяжелый, тонкий порошок темного цвета с хорошей сыпучестью. По эффективности приближается к суперфосфату. Рекомендуется применять в качестве основного удобрения на кислых дерново-подзолистых почвах, так как подщелачивает почвенный раствор.

Фосфоритная мукапредставляет собой тонко размолотый фосфорит. Мука нерастворима в воде и слабых кислотах, поэтому фосфор данного удобрения малодоступен для растений. Для производства фосфоритной муки используют низкопроцентные фосфориты, непригодные для переработки в суперфосфат. Производят четыре сорта фосфоритной муки. Содержание Р₂О₅ в удобрении первого сорта 22%, в четвертом – 16-18%.

Эффективность фосфоритной муки зависит от тонины размола и почвенной кислотности. Установлено, что почва начинает растворять фосфорит при гидролитической кислотности больше 2,5ммоль/100г почвы. На почвах с гидролитической кислотностью менее 2,5ммоль/100г растворение фосфоритной муки происходит слабо и эффективность ее очень низкая. Эффективна фосфоритная мука на кислых дерново-подзолистых и серых лесных почвах, используемых для возделывания озимой ржи. Вносят фосфоритную муку в качестве основного удобрения под глубокую вспашку почвы. Фосфоритная мука отличается длительным последействием.

Дефицит фосфорных удобрений в Красноярском крае может быть сокращен за счет организации производства местной фосфоритной муки. На территории Красноярского края и Республики Хакассии открыты месторождения фосфоритов – Телекское, Тамалыкское, Сейбинское, Обладжанское и другие. Изучение химического состава фосфоритов позволяет утверждать, что их можно использовать для производства фосфоритной муки (табл. 23).

Таблица 23 – Химический состав местной фосфоритной муки

При оценке эффективности фосфоритной муки следует учитывать не содержание общего фосфора в удобрении, а концентрацию лимоннорастворимого Р₂О₅. Фосфоритная мука местных месторождений характеризуется высокой эффективностью при выращивании зерновых культур. По данным ГЦАС «Красноярский» общая площадь почв, нуждающихся в фосфоритовании, составляет в крае 301 тыс. га, главным образом это кислые почвы с низким и очень низким содержанием подвижного фосфора в подтаежной зоне.

Основным сырьем для производства калийных удобрений является минерал сильвинит. Крупнейшее месторождение в стране – Верхнекамское, расположенное под Соликамском. Прибавки урожая от калийных удобрений, как правило, ниже по сравнению с азотными и фосфорными туками. Тем не менее, их необходимо использовать, особенно под калиелюбивые культуры, и на почвах с легким гранулометрическим составом.

Сильвинит молотый (nKCl+nNaCl) содержит 12-15% К₂О и до 80% NaCl. Представляет собой размолотую природную руду. Кристаллическое вещество, склонное к слеживанию красно-синего цвета. Применяется под культуры, устойчивые к хлору, в качестве основного удобрения под глубокую вспашку. Нельзя вносить под картофель, лен, коноплю, табак, цитрусовые растения.

Хлористый калий (KCl) содержит 52-62% К₂О и является основным калийным удобрением в стране. Удобрение получают из сильвинита на основе разной растворимости KCl и NaCl при высоких температурах. Кристаллическое вещество грязно-красного цвета, склонное к слеживанию. Удобрение способно подкислять почву. Применяется на всех почвах и под все культуры. Лучше вносить с осени, для того, чтобы ион Cl^- успел вымыться из почвы.

Сернокислый калий (K₂SO₄) содержит 45-52% К₂О. Мелкокристаллическое вещество с хорошими физическими свойствами. Применяется под все культуры, особенно, чувствительные к хлору (картофель, лен, табак, цитрусовые).

Калимагнезия (K₂SO₄·MgSO₄) содержит 26-28% К₂О и 11-18% MgO. Удобрение имеет благоприятные физические свойства и вносится под все культуры, особенно, чувствительные к хлору.

Сложные (комплексные) удобрения в отличие от простых удобрений содержат два или три питательных вещества. Удобрение, содержащее N, Р, К, создает наилучшие условия питания для растений. Кроме этого, сложные удобрения высококонцентрированные и почти не содержат балластных веществ. Они лучше усваиваются растениями, требуют меньше затрат на транспортировку и внесение в почву. Рентабельность производства от их применения выше. Например, в условиях Красноярского края наибольшую прибавку яровой пшеницы обеспечивает совместное внесение нитроаммофоски и сульфата магния.

Аммофос (NH₄H₂РО₄) содержит 11-12% N и 46-60% Р₂О₅. Безбалластное высококонцентрированное удобрение. Недостаток – слишком широкое отношение между азотом и фосфором (1:4 – 1:5). Применяют в качестве основного удобрения под технические культуры.

Калийная селитра (KNO₃) содержит 13% N и до 46% К₂О. Используют удобрение в качестве подкормок под зерновые культуры. Вносят в рядки. Недостаток – широкое отношение азота и калия, поэтому требуется дополнительное внесение азотных удобрений.

Аммонизированный суперфосфат содержит 2-3% N, 14-18% Р₂О₅. Получают удобрение при насыщении суперфосфата аммиаком.

Нитрофоссодержит 24% N, 17% Р₂О₅.

Нитрофоска содержит 16-17% N, 16-17% Р₂О₅, 13-14% К₂О. Действие нитрофосов и нитрофосок, как правило, более эффективно, чем простых удобрений. В нитрофоске содержится азот, фосфор, и калий, причем в оптимальном для растений соотношении.

Нитроаммофос содержит 23% N и 23% Р₂О₅.

Нитроаммофоскасодержит 16% N, 16% Р₂О₅, 18% К₂О.

В настоящее время промышленность выпускает различные марки нитрофосок и нитроаммофосов. Комплексные удобрения лучше использовать под пропашные, овощные и технические культуры, обеспечивающие более высокую доходность производства.

Микроудобрения содержат микроэлементы (бор, медь, марганец, молибден и ряд других). Потребность в микроудобрениях может возникать на отдельных почвах и при высоких урожаях сельскохозяйственных культур, когда выносится много элементов питания из почвы.

Борные удобрения очень эффективны на бедных кислых дерново-подзолистых почвах, особенно в сухие годы. Вносят под клевер, лен, свеклу, овощи, плодовые и ягодные культуры. Борные удобрения нельзя применять в высоких нормах, так как бор угнетающе действует на растения. Норма борных удобрений 30-150г бора на 1га.

К основным удобрениям относятся борная кислота Н₃ВО₃ (17,5% бора), бура N₂В₄О₇·10Н₂О (11,3% бора), борный суперфосфат (0,3% В, 16% Р₂О₅), бормагниевые удобрения (70-75% MgSO₄ и 6-8% Н₃ВО₃).

Медные удобрения эффективны на осушенных торфяниках, а также на дерново-глеевых почвах.

Наиболее распространенными удобрением являются медный купорос (сульфат меди) CuSO₄·5Н₂О, с содержанием меди примерно 25% и пиритные огарки (0,2-0,3% Cu).

Марганцевые удобрения. Основные удобрения это сернокислый марганец MnSO₄·4H₂O с содержанием 24,6% окиси марганца, марганизированный суперфосфат с содержанием 1,5-2,5% окиси марганца и марганцевые шламы (10-17% MnO). Норма сернокислого марганца обычно 10кг/га.

В качестве марганцевых удобрений используют также отходы марганцово-рудной промышленности. Отходы содержат 10-18% марганца. Марганец проявляет наибольший эффект на фоне фосфорных удобрений, поэтому очень эффективным оказывается марганизированный суперфосфат (содержание водорастворимого марганца 1-2%).

При внесении в почву доза марганца в расчете на элемент составляет 2,5 кг/га.

Цинковые удобренияэффективны на карбонатных черноземах, каштановых, бурых почвах, сероземах при выращивании хлопчатника, сахарной свеклы, кукурузы и особенно плодовых деревьев.

В качестве цинковых удобрений применяют отходы промышленности. Сернокислый цинк (22% водорастворимого Zn) и цинковые полимикроудобрения (ПМУ-7) (25% водорастворимого Zn), получаемые при производстве белил.

Молибденовые удобрения эффективны на кислых почвах. Сильное действие оказывают на клевер, люцерну, люпин и зерновые культуры. Промышленность в качестве основного молибденового удобрения поставляет молибденово-кислый аммоний (содержание водорастворимого Мо 52%). Хорошим удобрением является молибденизированный суперфосфат и ряд других. Рекомендуемая доза при рядковом внесении 50 кг/га.

В качестве кобальтового удобрения в основном применяют сернокислый кобальт. Применять кобальтовые удобрения рекомендуется при содержании кобальта 2,0-2,5мг/кг почвы. В почву кобальт можно вносить в количестве 200-400г/га в расчете на элемент. Для некорневых подкормок и предпосевной обработки семян применяют 0,01-0,1%-ные растворы сернокислого кобальта.

Необходимо применять удобрения на лугах и пастбищах в районах кобальтовой недостаточности. При содержании кобальта в кормах менее 0,07мг/кг сухого сена, животные заболевают акобальтозом.

Микроудобрения вносят при посеве, в рядки, иногда в качестве основного удобрения (шламы) и очень часто их применяют для обработки семян (растворами или опудриванием).

Как минеральное удобрение, часто используют золу, остающуюся после сжигания растений, которая содержит много калия, некоторое количество фосфора, кальция и ряд микроэлементов.