Отходы промышленности. Местные удобрения.

Печная зола содержит в зависимости от сжигаемых древесных пород 3-15 % К2О в форме К2СО3, а также 2-7 % Р2О5, 25-35 % СаО и другие зольные макро- и микроэлементы. Тонкий пылящий порошок серого цвета с включениями углистых частиц. Обычно применяется как калийное удобрение.

Цементная пыль(отход цементных заводов) содержит 10-35 % К2О в форме К2СО3, КНСО3 и К2SO4, кальций, магний и некоторые микроэлементы.

Учитывая высокое содержание кальция, рассмотренные материалы, прежде всего, следует применять на кислых почвах, причём не только как калийные, но и как известковые удобрения.

Зола и цементная пыль не содержат хлора, поэтому вносить их лучше под чувствительные к хлору культуры в качестве основного удобрения.

Взаимодействие калийных удобрений с почвой. После растворения удобрений катионы калия обменно и необменно поглощаются твёрдой фазой почвы. Сопутствующие анионы, в частности хлорид-ион, остаются в почвенном растворе и могут вымываться за пределы пахотного слоя.

При обменном поглощении калий остаётся доступным растениям:

Са2+ 2К+

ППК)Са2+ + 2K2SO4 ↔ ППК)Са2+ + CaSO4 + MgSO4;

Mg2+ 2К+

ППК)Н+ + 4KCl↔ ППК)К+ + HCl + AlCl3.

Al3+ 3К+

Вместо него в раствор переходит эквивалентное количество других катионов, причём в кислых почвах из ППК вытесняются значительные количества катионов водорода и алюминия, подкисляя почвенный раствор.

Необменное поглощение резко снижает доступность калия. Чем больше в почвах трёхслойных глинистых минералов, тем сильнее выражена фиксация калия. В меньшей степени подвергаются необменному поглощению крупнокристаллические и гранулированные формы калийных удобрений.

Основные калийные удобрения являются физиологически кислыми, так как растения потребляют значительно больше калия, чем сопутствующих ему сульфат- и хлорид-ионов. Но подкисляющее действие калийных удобрений значительно слабее, чем, например, аммонийных азотных. Существенное изменение реакции среды наблюдается только при систематическом использовании высоких доз калийных удобрений под калиелюбивые культуры на слабобуферных лёгких почвах.

Коэффициенты использования калия из удобрений. Определяются размерами необменного поглощения и варьируют в диапазоне от 50 до 80 %.

Дозы калийных удобрений. Зависят от планируемой урожайности культур, содержания в почве подвижного калия и некоторых других факторов.

Обычно калийные удобрения используются только для основного внесения, с этой целью в Нечернозёмной зоне под зерновые применяют в среднем 30-60, под пропашные и овощные – 60-120 кг/га К2О

Сроки и способы внесения калийных удобрений. Основное внесение целесообразнее проводить осенью под зяблевую вспашку, чтобы удобрения попали в более глубокий и влажный слой почвы, где находится основная масса корней растений. Кроме того, в относительно постоянных условиях увлажнения фиксируется меньше калия, чем при попеременном увлажнении и высушивании поверхностного слоя почвы. Важно вносить осенью хлоридные удобрения, хлор которых вымывается весной талыми водами в подпахотные горизонты.

Основное внесение сульфатных удобрений, а также хлоридных под толерантные к хлору культуры, можно проводить и весной под культивацию.

Только весной следует вносить калийные удобрения на лёгких почвах, торфяных и пойменных. Лёгкие почвы обладают слаборазвитым ППК, который не может удержать весь поступивший калий. Поэтому внесение удобрений осенью приводит к потерям калия в результате вымывания талыми снеговыми водами. Переувлажнение торфяных и пойменных почв также вызывает значительные потери калия.

Калийные удобрения можно вносить в запас на 2-4 года. Однократное применение увеличенных в 2-4 раза доз позволяет обеспечить растения калием в течение указанного периода и в то же время снизить финансовые затраты на применение удобрений.

При посеве и в подкормки калийные удобрения используются редко. На пропашных культурах калий может применяться для припосевного и послепосевного внесения в составе комплексных удобрений.

Эффективность калийных удобрений. Калий повышает устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям: кратковременным засухам, суховеям, заморозкам. Оптимальное калийное питание улучшает перезимовку озимых культур и многолетних трав.

Калий в составе полного минерального удобрения обеспечивает 17-26 % общей прибавки урожайности основных сельскохозяйственных культур. При грамотном применении удобрений от 1 кг К2О можно получить 2-5 кг зерна, 20-33 – картофеля, 35-40 – корней сахарной свёклы, 1-1,5 – льноволокна, 20-30 кг сена многолетних бобовых трав и т.д.

Эффективность калийных удобрений подчиняется географическим закономерностям: в европейской части страны снижается при движении с севера на юг и с запада на восток по мере ухудшения условий увлажнения и повышения обеспеченности почв калием (С 69, 70). Наиболее эффективны калийные удобрения в нечернозёмной зоне, особенно на торфяно-болотных и лёгких дерново-подзолистых почвах, где калий может находиться в первом минимуме и лимитировать урожайность культур. Лучше обеспечены калием суглинистые и глинистые разновидности дерново-подзолистых почв, в середине 20 века считалось, что они не нуждаются во внесении калийных удобрений. Однако формирование высоких урожаев при регулярном использовании только азотных и фосфорных удобрений приводит к истощению почвенных запасов калия. Поэтому возникает необходимость в применении калийных удобрений.

Чернозёмы, как правило, хорошо обеспечены калием, поэтому калийные удобрения обычно неэффективны.

В рамках одного типа почв эффективность изменяется в зависимости от содержания подвижного калия. Наиболее эффективны калийные удобрения на почвах с очень низким и низким содержанием подвижного калия.

При одной и той же обеспеченности почв калием более высокого эффекта следует ожидать при возделывании калиелюбивых пропашных культур.

Большое влияние на эффективность калийных удобрений оказывает кислотность почвы. Сильнее действуют они на слабокислых и нейтральных почвах (С 71). Значительно повышает эффективность известкование кислых почв. Однако в известкованных почвах подвижность калия снижается, кроме того, высокая концентрация кальция препятствует поступлению калия в растения вследствие ионного антагонизма, поэтому приходится использовать увеличенные в 1,5-2 раза дозы калийных удобрений.

Эффективность во многом зависит от применяемых форм. На хлорофобных культурах (картофель, гречиха и т.д.) более эффективны бесхлорные удобрения (С 72). Магнийсодержащие формы (калимагнезия, калимаг и др.) эффективнее на бедных магнием почвах (лёгких дерново-подзолистых и торфяных), а также на требовательных к магнию культурах (картофеле, кукурузе и т.д.) (С 73). Удобрения, в состав которых входит натрий (калийная соль, сильвинит и др.), эффективнее при внесении под сахарную свёклу и кормовые корнеплоды (С 74). Наличие серы в сульфатных удобрениях положительно влияет на продуктивность крестоцветных и бобовых культур.

Эффективность калийных удобрений, особенно хлорсодержащих, возрастает при внесении их осенью под зяблевую вспашку. Применение весной под культивацию, как правило, менее эффективно за исключением лёгких дерново-подзолистых почв, торфяных и пойменных.

Эффективность калия обычно проявляется лишь при хорошей обеспеченности растений азотом и фосфором.

По фону навоза, содержащего значительное количество калия, отмечается низкая эффективность калийных удобрений .

Калийные удобрения повышают качество продукции: повышается содержание крахмала в картофеле, сахара в сахарной свёкле, углеводов в овощных и плодово-ягодных культурах, улучшается качество волокна прядильных культур. Более высокое качество продукции хлорофобных культур достигается при использовании сульфатных калийных удобрений. Калийные удобрения также повышают устойчивость растений к различным болезням как в течение вегетации, так и в период хранения, поэтому улучшают лёжкость плодов и овощей.

Кроме того, при использовании калийных удобрений снижается содержание в растениях одного из наиболее долгоживущих радионуклидов – 137Cs, что особенно актуально для радиоактивно загрязненных территорий.

Роль в жизни растений и содержание в почвах молибдена, цинка и марганца. Ассортимент и условия эффективного применения молибденовых, цинковых и марганцевых удобрений.

Для увеличения производства качественной сельскохозяй­ственной продукции наряду с основными удобрениями, важное значение имеют микроудобрения, содержащие микроэлементы. Микроэлементы необходимы растениям в очень небольших коли­чествах — их содержание составляет тысячные и десятитысячные доли процента массы растений. Однако каждый из них выполняет строго определенные функции в обмене веществ, питании расте­ний и не может быть заменен другим элементом.

При выращивании сельскохозяйственных культур на почвах с недостаточным, а в некоторых биогеохимических провинциях с избыточным содержанием доступных форм микроэлементов сни­жается урожай и ухудшается качество продукции. Недостаток или избыток отдельных микроэлементов в растениеводческой продук­ции и кормах может вызывать заболевания человека и сельскохо­зяйственных животных.

В условиях интенсификации сельского хозяйства рост урожаев сопровождается увеличением выноса всех питательных элементов, в том числе микроэлементов. Это повышает потребность в отдель­ных микроудобрениях на почвах не только с недостаточным, но и с умеренным содержанием соответствующих микроэлементов в доступной растениям форме.

Молибденовые удобрения.Наиболее эффективно применение молибдена под зерновые бобовые и овощные культуры, многолет­ние и однолетние бобовые травы, на лугах и пастбищах с бобовым компонентом в травостое на кислых дерново-подзолистых, серых лесных почвах и выщелоченных черноземах. Подвижных форм молибдена в кислых почвах очень мало, так как при кислой реак­ции он находится в недоступной для растений форме. При извест­ковании кислых почв увеличивается подвижность молибдена в почве и его доступность для растений, уменьшается или полнос­тью устраняется потребность в молибденовых удобрениях.

В качестве молибденовых удобрений применяют молибдат ам­мония (содержащий 52 % молибдена); порошок, содержащий мо­либден (14,5—16,5 %), молибденизированный суперфосфат про­стой и двойной (соответственно 0,1 и 0,2 % молибдена) и отходы электроламповой промышленности (0,3—0,4 % молибдена в водо­растворимой форме). Первые два удобрения используют для пред­посевной обработки семян (20—50 г Мо 1 ц семян при опрыскива­нии раствором молибдата аммония или в 1,2—1,5 раза большее количество при опудривании порошком, содержащим Мо).

Молибдат аммония применяют для некорневых подкормок из расчета 150—200 г Мо на 1 га. Молибденизированный суперфосфат вносят в рядки при посеве (с обычной дозой фосфора 10—15 кг/га вносится 50—75 г Мо на 1 га), а содержащие молибден отходы про­мышленности применяют до посева (0,5—1,5 кг Мо на 1 га).

Применение молибдена на кислых почвах повышает урожай гороха на 0,3—0,4 т/га, сена клевера и вики — соответственно на 0,8—1 и 0,7—0,9, семян клевера —на 0,05—0,1, моркови —на 7— 8 т/га, салата, редиса и капусты — на 20—30 %. Под влиянием мо­либдена значительно улучшается и качество продукции: увеличи­вается содержание белка в зерне и сене бобовых культур, витами­нов и сахара в овощах.

Марганцевые удобрения.Недостаток марганца чаще всего про­является на черноземах и дерново-карбонатных почвах с нейт­ральной или щелочной реакцией, особенно на песчаных и супес­чаных, а также на карбонатных торфяниках. Дерново-подзолис­тые кислые почвы характеризуются высоким содержанием под­вижного (обменного) марганца, поэтому применение марганцевых удобрений на этих почвах может оказать отрицатель­ное действие, так как избыток марганца вреден для растений. При известковании кислых почв внесение марганцевых удобрений дает положительный эффект.

Марганцевые удобрения применяют главным образом под са­харную свеклу, кукурузу, картофель, овощные, плодовые и ягод­ные культуры, что способствует значительному повышению уро­жайности. Так, применение марганцевых удобрений на чернозе­мах позволяет получать прибавку урожайности сахарной свеклы 1,4—2,5 т/га при одновременном увеличении сахаристости кор­неплодов на 0,11—0,33 %, озимой пшеницы — 0,32—0,47 т/га, ка­пусты, картофеля и огурца — 4—5 т/га.

Используют следующие марганцевые удобрения: сульфат мар­ганца (21—22 % марганца), марганизированный гранулированный суперфосфат (1—2 % марганца) и отходы марганцеворудной про­мышленности — марганцевые шламы (9—15 % марганца в трудно­растворимой форме).

Марганцевые шламы можно вносить до посева под основную обработку почвы (300—400 кг/га) или в почву при подкормках пропашных культур (50—100 кг/га). Марганизированный супер­фосфат используют в основном для припосевного внесения в ряд­ки. Сульфат марганца — растворимая соль, ее применяют для предпосевной обработки (намачивания или опудривания) семян (50—100 г/ц семян) и для некорневой подкормки (0,05%-ный ра­створ соли при норме расхода 400—500 л/га).

Цинковые удобрения. Недостаток цинка чаще всего проявляется у плодовых и цитрусовых культур на карбонатных почвах с нейт­ральной и слабощелочной реакцией. Среди полевых культур к не­достатку цинка более чувствительны кукуруза, фасоль, соя, карто­фель и некоторые овощные растения. Валовое содержание цинка в почвах колеблется от 25 до 65 мг/кг почвы. Более подвижен и доступен растениям цинк в кислых почвах. Бедны им карбонат­ные почвы, особенно зафосфаченные, вследствие систематическо­го применения высоких доз фосфорных удобрений. На этих по­чвах потребность в цинковых удобрениях возникает чаще.

К цинковым удобрениям относятся: сульфат цинка (ZnS0₄-7H20, содержащий 21—23% Zn), цинкосуперфосфат (0,1 % Zn в водорастворимой форме) и отходы промышленности, в частности шлаки медеплавильных заводов (2—7 % Zn).

Доза внесения шлаков в почву чаще всего составляет 50— 150 кг/га. Сульфат цинка применяют для некорневой подкормки (100—150 г соли на 1 га в виде водного раствора) и предпосевной обработки семян (50—100 г соли на 1ц семян). Для подкормки плодовых деревьев их опрыскивают весной по распустившимся почкам раствором сульфата цинка (200—500 г на 100 л воды) с до­бавлением 0,2—0,5 % гашеной извести для его нейтрализации во избежание ожогов листьев. Обогащенный цинком суперфосфат вносят (100—150 г соли на 1 га в виде водного раствора) в почву при посеве и реже — как основное удобрение.

Потребность различных сельскохозяйственных культур в от­дельных микроэлементах на разных почвах неодинакова. Хорошо окультуренные систематически удобряемые навозом почвы обыч­но содержат достаточное количество подвижных форм микроэле­ментов и поэтому на них не требуется внесение микроудобрений.

При недостатке в почвах доступных форм бора, марганца, меди, молибдена, а в определенных условиях также кобальта, цин­ка, йода, ванадия и других микроэлементов наблюдаются специ­фические заболевания культур и они дают низкий урожай плохого качества. В этом случае применение соответствующих микроудоб­рений устраняет заболевания растений и значительно повышает урожай и качество растениеводческой продукции. Под действием микроэлементов у многих растений повышается сахаристость, увеличивается содержание крахмала или белка, витаминов и жи­ров, возрастает устойчивость к засухе, высоким и низким темпера­турам, снижается поражаемость болезнями и повреждаемость вре­дителями. С недостатком микроэлементов часто связаны многие заболевания животных и людей.

Недостаток в почве отдельных микроэлементов можно обнару­жить при появлении специфических внешних признаков расте­ний. Однако на практике чаще приходится встречаться с менее острым недостатком микроэлементов, когда четких внешних при­знаков не наблюдается, но рост, развитие растений угнетаются и они дают низкие урожаи. Поэтому потребность в применении микроудобрений определяется по результатам агрохимического обследования почв на содержание доступных для растений форм микроэлементов. С еще большей уверенностью о необходимости внесения микроудобрений в конкретных почвенно-климатических условиях можно судить по результатам полевых опытов.

Более высокая эффективность применения микроудобрений наблюдается, как правило, при хорошей обеспеченности растений основными элементами питания — азотом, фосфором и калием. В то же время применение необходимых микроэлементов значи­тельно повышает действие азотных, фосфорных и калийных удоб­рений. При внесении микроэлементов растения лучше использу­ют питательные элементы из почвы и минеральных удобрений.

Потребность сельского хозяйства в микроудобрениях частично удовлетворяют за счет производства обогащенных микроэлемен­тами основных форм простых и комплексных минеральных мак­роудобрений. Полевые испытания показывают высокую эффек­тивность микроудобрений, однако их нужно использовать только там, где соответствующий микроэлемент действительно необходим и под культуры, особенно требовательные к их внесению.

Ненужное или избыточное применение микроудобрений мо­жет привести к накоплению микроэлементов в почвах и сельско­хозяйственной продукции, вызвать негативные экологические по­следствия. С этих позиций наиболее экономичными и экологи­чески безопасными способами применения микроэлементов явля­ются предпосевная обработка семян, некорневые подкормки (с небольшим расходом водорастворимых солей) и рядковое внесе­ние макроудобрений, содержащих микроэлементы.

Агрохимическая служба России выполняет большой объем по­левых исследований и аналитических работ для разработки научно обоснованных градаций обеспеченности почв различных зон стра­ны отдельными микроэлементами и рекомендаций по примене­нию микроудобрений в севооборотах с учетом состава возделывае­мых культур.

Микроудобрения можно использовать только в том случае, если их применение оправдано как с агрономической, так и экономической точек зрения и под наиболее требовательные к соот­ветствующим элементам культуры. В целом применение микро­удобрений в условиях недостатка доступных форм микроэлемен­тов в почвах весьма выгодно. Микроудобрения обеспечивают рост урожаев в среднем на 10—12% и улучшают качество продукции. При использовании одновременно нескольких микроэлементов их положительное действие на урожай нередко ослабляется. Чаще всего оправдано сочетание, например, бора и молибдена под бо­бовые и овощные культуры, бора и марганца под корнеплоды. В то же время совместное применение меди и молибдена дает поло­жительный эффект только на бедных или легких почвах.

Строго дифференцированное, с учетом обеспеченности почв и потребности растений, применение микроудобрений — важное звено технологии возделывания сельскохозяйственных культур, позволяющее увеличивать производство высококачественной про­дукции.