Тема 2.3.Классификация удобрений. Регулирование режима питания

План.

1. Понятие о минеральных удобрениях, их классификация
2. Азотные удобрения, источники и пути их получения
3. Классификация и характеристика азотных удобрений
4. Значение фосфорных удобрений
5. Способы получения фосфорных удобрений.
6. Классификация фосфорных удобрений.
7. Характеристика основных фосфорных удобрений.
8. Значение калия для растительного организма
9. Способы получения калийных удобрений
10. Классификация калийных удобрений
11. Характеристика основных калийных удобрений, особенности их применения
12. Классификация комплексных удобрений
13. Характеристика основных комплексных удобрений, их эффективность
14. Преимущества и недостатки комплексных удобрений
15. Понятие, значение, классификация
16. Подстилочный навоз, удобрительная ценность
17. Способы хранения, особенности применения
18. Особенности применения бесподстилочного навоза и птичьего помета
19. Органические удобрения на основе природного сырья
20. Органические удобрения, полученные на основе отходов и продукции растениеводства

1. Понятие о минеральных удобрениях, их классификация

Основу химизации земледелия составляет применение различных видов и форм минеральных удобрений, химических средств защиты растений от заболеваний и вредителей, а также препараты для борьбы с сорной растительностью. Среди удобрительных средств важное место занимают выпускаемые химической промышленностью минеральные туки, местные сырьевые ресурсы, отходы животноводства и различных отраслей промышленности.

Удобрения – вещества, предназначенные для улучшения питания растений и повышения плодородия почвы. В составе удобрений в почву вносится определенный элемент питания. Изменяя физические, физико-химические, биологические и другие свойства почвы, они создают оптимальные условия для превращения питательных веществ в усвояемые формы, синтеза органического вещества.

Выделяют понятия: вид и форма минеральных удобрений. Вид минеральных удобрений определяется тем, какое питательное вещество входит в состав удобрения (азотные, фосфорные, калийные или комплексные). Форма минеральных удобрений показывает, в каком химическом соединении находится элемент питания в удобрении.

Принято классифицировать удобрения по 6 основным признакам.

а) по способу и месту получения удобрения подразделяются на местные и промышленные. Местные удобрения получают непосредственно в хозяйстве (солома зерновых культур, навоз, навозная жижа, птичий помет, компосты), а также в результате агротехнических мероприятий – сидераты, удобрения на основе торфа; отходы деревообрабатывающей промышленности – лигнин, силк, угольная крошка. Промышленные удобрения включают:

1) продукты механического размола агроруд – фосфоритная мука, сырые калийные удобрения;

2) продукты заводской химической переработки – суперфосфат, преципитат;

3) продукты синтетической промышленности – азотные и комплексные удобрения;

4) удобрения, получаемые из отходов промышленности – томасшлак, фосфатшлак;

5) бактериальные удобрения – «Сияние», Байкал – ЭМ-1, азотобактерин, нитрагин.

б) по агрономическому назначению выделяют прямодействующие и косвеннодействующие удобрительные средства. Прямодействующие – удобрения, которые содержат в своем составе необходимые для растений элементы питания и оказывают влияние на их пищевой режим, минеральные и органические удобрения. Косвеннодействующие удобрительные вещества для улучшения физических и физико-химических свойств почвы. А, следовательно, через эти параметры почвы проявляется улучшение питательного режима (гипс, известьсодержащие мелиоранты, силикаты, бактериальные препараты).

в) по химическому составу туки классифицируются: минеральные – удобрения, которые получаются в результате химической или механической переработки сырья; питательные вещества находятся в легкодоступной форме. Органические – обязаны своему происхождению растительному и органическому веществу (птичий помет, низинный торф, навоз), где питательные вещества содержатся в недоступной для растений форме и требуют предварительного разложения. Органоминеральные (компосты, сапропель) требуют предварительной подготовки.

д) по количеству и составу питательных веществ: одинарные, содержащие один элемент питания; комплексные – в их составе находится два и более питательных компонента.

е) по концентрации питательных веществ в удобрении: обычные – характеризуются низкопроцентным содержанием действующего вещества – до 20% д.в. (сильвинит, каинит, кальциевая селитра); концентрированные – содержат 40-60% д.в. (мочевина, двойной суперфосфат, хлористый калий);

ж) по физическому состоянию выделяют: твердые (аморфные (порошковидные), гранулированные, кристаллические) и жидкие.

2. Азотные удобрения, источники и пути их получения.

В период с 1914-1918гг, до изобретения синтеза аммиака, природные залежи чилийской селитры были главным источником азотных удобрений для мирового сельского хозяйства. Чилийская селитра (NaNO₃) вырабатывалась в Чили и Перу из природных месторождений с содержанием от 1-5 до 65% действующего вещества с примесями других солей. Первичным фактором образования природной селитры считается деятельность нитрифицирующих бактерий в местах накопления органического вещества.

Впервые на возможность получения аммиака из азота и водорода указали немецкие химики Нернст и Габерт в 1905-1907гг. Практическое производство аммиака началось в 1914 году. Поэтому, основой промышленного производства минеральных азотных удобрений является получение синтетического аммиака следующими способами. Коксохимический способ основан на улавливании газообразного азота при коксовании каменного угля. Установлено, что при коксовании каменного угля выделяются летучие продукты, содержащие 50% водорода, 40% окиси углерода и аммиак. Углеводороды при сильном охлаждении под давлением переходят в жидкое состояние и легко отделяются от газообразного водорода.

Синтетический способ получения «норвежской селитры» осуществляется путем соединения азота и кислорода. Так, при пропускании кислорода через пламя вольтовой дуги (t =30000С) получали углекислый газ, а далее пропускали через известковое молоко, либо из богатых метаном природных газов путем окисления его перегретым водяным паром до окиси углерода.

3. Классификация и характеристика азотных удобрений

Классификация азотных удобрений основана на их химическом составе, т.е. определяется в виде каких соединений азот входит в состав минерального удобрения. В связи с этим азотные удобрения подразделяются на следующие группы. Нитратные – содержащие азот в окисленной (нитратной) форме, т.е. в виде солей азотной кислоты. Такие соли принято называть селитрами: Ca(NO₃)₂, NaNO₃. Аммиачные удобрения содержат азот в восстановленной форме: (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl, NH₄OH. В аммиачно-нитратных удобрениях азот находится в аммиачной и нитратной формах – NH₄NO₃, а в амидных – азот связан с углеродом и водородом –CO(NH₂)₂.

Нитратные удобрения

Натриевая селитра (NaNO₃) содержит 15-16% азота, представляет собой кристаллическую соль белого или серого цвета. Хорошо растворяется в воде. Обладает заметной гигроскопичностью, при повышенной влажности подвергается перекристаллизации с переходом в более крупные кристаллы. Имеет физиологически щелочную реакцию. При взаимодействии с черноземными почвами реакция почвенного раствора не изменяется. Многократное внесение натриевой селитры на подзолистых почвах способствует уменьшению значений гидролитической кислотности и величины реакции почвенного раствора, увеличению насыщенности почвы основаниями. Поэтому использование натриевой селитры на малобуферных почвах, заметно снижает их кислотность. Быстро растворяясь, удобрение вступает в обменные процессы с почвенно-поглощающим комплексом. Нитратный азот не подвергается физико-химическому и химическому поглощению в почвах. Единственный вид связывания – усвоение микроорганизмами. Нитраты сохраняют высокую подвижность в почвах, особенно в условиях влажного климата. Это следует учитывать при выборе сроков внесения: применять в качестве подкормки растений в течение вегетации. Натриевая селитра применяется под большинство сельскохозяйственных культур, особенно эффективно под корнеплоды при внесении в рядки с семенами.

Кальциевая селитра (Ca(NO₃)₂) – первое синтетическое минеральное удобрение. Производство в промышленных масштабах было организовано в Норвегии в 1905году, за что удобрение получило название «норвежской селитры». Она содержит 15,5% д.в. и представляет собой кристаллический порошок желтоватого цвета. Она весьма гигроскопична, заплывает на воздухе. В связи с этим ее перевозят и хранят во влагонепроницаемых мешках пропитанных особым составом из битумов и смол. При внесении в почву кальциевая селитра быстро растворяется, вступает в обменные процессы с почвенно-поглощающим комплексом. Это физиологически щелочное удобрение, поэтому ее преимущество перед другими туками проявляется на почвах элювиального ряда. Обогащение кальцием поглощающего комплекса, накопление бикарбоната кальция в почвенном растворе содействует устранению кислой реакции почв. Нитратные удобрения эффективны под многолетние травы (для ранневесенней) подкормки, под силосные культуры. Нежелательно внесение под картофель, овощи, кормовые корнеплоды, поскольку накапливают нитраты. Экологически опасны.

Аммиачные удобрения

Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ – мелкокристаллический порошок (соль), состоящий из игольчатых кристаллов разной окраски: серой, голубой или розовой; содержит до 20,5-21% д.в. Это удобрение легко растворяется в воде, обладает хорошими физическими свойствами: мало слеживается при хранении, хорошо рассевается. Гигроскопичность невелика, сохраняет рассыпчатость. Кроме азота в аммиачной форме в составе сульфата аммония содержится 23-24% серы. Рассматриваемое удобрение обладает физиологически кислой реакцией. При внесении в почву быстро растворяется и вступает в обменные реакции с почвенно-поглотительным комплексом. Значительная доля катионов аммония из растворенного удобрения поглощается почвенно-поглотительным комплексом и приобретает слабую подвижность, устраняется опасность вымывания. В чистом виде данное удобрение вносится на черноземных почвах, т.к. на почвах элювиального ряда проявляется подкисление. Поэтому, на подзолистых почвах внесение сульфата аммония следует сочетать с известкованием, внесением органических удобрений и фосфоритной мукой. Следует помнить, что интенсивное поступление аммиачного азота в молодые проростки растений может оказать на них отрицательное влияние из-за токсичного воздействия избытка аммиака. В этот период фотосинтез протекает слабо, образование органических кето-кислот (фумаровая, глутаровая, пировиноградная), связывающих аммоний замедленно. По мере прогревания почвы, ее просушивания аммиачный азот удобрений вовлекается в процессы нитрификации. Поэтому, при внесении в рядки и в подкормку предпочтительнее нитратная форма азота по сравнению с аммиачной. Сульфат аммония является лучшей формой при выращивании растений семейства бобовых, зерновых, при возделывании культур в условиях орошения.

Хлористый аммоний (NH₄Cl) получается как отход при производстве соды: мелкокристаллический порошок белого цвета. Содержит 24-25% д.в., 66,6% хлора, обладает хорошими физическими свойствами, мало гигроскопичен, при хранении не слеживается, хорошо рассевается. При внесении удобрения в почву катион аммония вовлекается в обменные процессы и закрепляется твердой фазой почвы. Хлористый аммоний – физиологически кислое удобрение. Накопление кислотного остатка в малобуферной почве сопровождается покислением реакции почвенного раствора, ухудшением физических и биологических свойств почвы. Для некоторых полевых культур: картофель, лук, капуста, лен, виноград хлор, входящий в состав удобрения, является токсичным. Поэтому, хлористый аммоний не следует вносить в повышенных дозах под хлорофобные культуры. Заделку данного удобрения необходимо производить заблаговременно, осенью. Ионы хлора не обладают положительной адсорбцией и при осеннем внесении легко могут быть удалены из корнеобитаемого слоя атмосферными осадками.

Аммиачная вода (NH₄OH) раствор синтетического или коксохимического аммиака в воде. В аммиачной воде азот находится в форме свободного аммиака (NH₃) и аммония (NH₄). Причем свободного аммиака в ней больше, чем аммония. Этим обусловлена возможность потерь азота во время перевозок, хранения и внесения удобрения. Азот жидких удобрений используется растениями совершенно так же, как из твердых удобрений. Если жидкие азотные удобрения заделывают в почву на достаточную глубину (10-12 см), то потерь аммиака практически не происходит. Представляет собой бесцветную либо желтоватую жидкость с резким запахом аммиака, содержит 20,5% д.в. При внесении в почву аммиак аммиачной воды адсорбируется коллоидами почвы. С течением времени он подвергается процессу нитрификации и приобретает большую подвижность. Аммиачную воду вносят специальными машинами, обеспечивающими немедленную заделку. В результате многочисленных исследований на многих культурах было установлено, что азот жидких азотных удобрений, в общем, равноценен по своей эффективности азоту аммиачной селитры. Вместе с тем, применение жидких азотных удобрений дает ряд экономических преимуществ в сравнении с применением твердых удобрений. Производство жидких азотных удобрений требует меньших затрат, чем производство твердых азотных удобрений. Все операции по использованию жидких удобрений полностью механизированы. При их использовании отпадает необходимость в подготовке удобрений к внесению, затариванию в мешки, загрузке в ящики. В целом вся система применения жидких удобрений значительно менее трудоемка по сравнению с применением твердых удобрений. Эффективно действует на почвах элювиального ряда и черноземного типа под силосные культуры и корнеплоды.

Аммиачная селитра (NH₄NO₃) – белые либо желтоватые гранулы с жирным блеском, содержит 34,5% д.в. Очень гигроскопична, на воздухе сильно отсыревает и слеживается. Для уменьшения слеживаемости селитры добавляют кондиционирующие вещества: фосфоритную муку, гипс, каолинит. Эти добавки придают селитре желтый оттенок.

Установлено, что из раствора нитрата аммония растения быстрее поглощают катионы аммония, чем анионы NO₃. Поэтому аммиачную селитру относят к группе физиологически кислых удобрений. В почвах насыщенных основаниями, подкисления почвенного раствора не проявляется. Для этих почв аммиачная селитра – одна из лучших форм азотных удобрений. При недостатке в почве кальция внесение аммиачной селитры вызывает подкисление почвенного раствора. В анализируемом удобрении одна половина азота содержится в форме аммония, который фиксируется почвой, а другая в форме – нитратов, обладающих значительной подвижностью в почвенном растворе. Это позволяет дифференцировать способы, дозы и сроки ее внесения в зависимости от свойств почвы, выращиваемой культуры и почвенно-климатических условий. Эффективно под многолетние травы, озимые и зерновые культуры. Экологически опасно.

Амидные удобрения.

Мочевина или карбамид CO(NH₂)₂ – очень концентрированное минеральное удобрение, содержит 46% д.в. Представляет собой белые матовые мелкие гранулы хорошо растворимые в воде. Ее гигроскопичность при t= 20⁰С сравнительно небольшая, но с повышением температуры гигроскопичность и слеживаемость заметно возрастает. В почве мочевина полностью растворяется почвенной влагой и под действием фермента уреазы, выделяемого уробактериями, быстро аммонифицируется до углекислого аммония: CO(NH₂)₂ + 2H₂O > ^{t= 20-25 0С} (NH₄)₂CO₃. При благоприятных условиях превращение мочевины происходит за 2-3 дня. Образовавшийся углекислый аммоний – соединение непрочное. На воздухе оно разлагается с образованием бикарбоната аммония и аммиака: (NH₄)₂CO₃>NH₄ HCO₃ + NH₃ ^

Поэтому, при поверхностном внесении мочевины без заделки в почву и при отсутствии осадков возникают потери азота в виде аммиака. Мочевина требует обязательной заделки. В почве углекислый аммоний подвергается гидролизу: (NH₄)₂CO₃+H₂O > NH₄ HCO₃ + NH₄OH. Образующийся при гидролизе аммоний поглощается почвенными коллоидами и усваивается растениями. Мочевина применима на всех почвах, кроме почв солонцового комплекса. Эффективное удобрение под силосные культуры для летних подкормок, под озимые и яровые зерновые, многолетние травы, овощи и картофель.

Медленнодействующие азотные удобрения

Внесение азотных удобрений в почву претерпевает известные превращения, включая и вымывание нитратов из почвы водой (поливы, дожди, грунтовые воды), приводят к тому, что до 30% связанного азота, вносимого с азотными удобрениями в почву, теряется, не используется растениями. Мало того, их вымывание из почвы приводит к загрязнению нитратами водоемов, осложняет экологическую обстановку в местах массового использования азотных удобрений. Для снижения экотоксикологической опасности азотных удобрений были разработаны следующие пути их оптимизации.

а) Получение соединений с ограниченной растворимостью в воде (уреаформы) – мочевиноформальдегидные удобрения (МФУ). Представляет собой продукт конденсации мочевины формальдегидом. Это удобрение представляет собой порошок с размером частиц, менее 0,5мм, обладает хорошими физическими свойствами, не слеживается, хорошо рассеивается даже при высокой влажности. В мочевиноформальдегидных удобрениях содержится 38-40% д.в., из которых 8-10% – в водорастворимой форме, а остальные – в водонерастворимой, но доступной для растений форме.

б) гранулы удобрений покрывают водостойкой оболочкой-капсулой (пленкой) из полимерных соединений. Поскольку через пленку водные растворы трудно поступают и медленно проникают, то она позволяет регулировать скорость растворения удобрения в почве. В качестве покрытий используют парафин, соединения серы, воск и смолы. Такие гранулированные удобрения обладают улучшенными физико-химическими свойствами: они менее гигроскопичны, механически прочны и не слеживаются при хранении.

в) Применение ингибиторов нитрификации, представляющих собой вещества, присутствие которых в азотных удобрениях тормозит деятельность почвенных бактерий, расщепляющих аммонийные соединения. Подавляя нитрификацию азота удобрений, снижают его потери в газообразной форме, с поверхностным стоком воды и в результате вымывания нитратов; улучшается качество продукции, т.к. предотвращается накопление токсичных количеств нитратов в сельскохозяйственной продукции, снижается заболевание растений болезнями. Это увеличивает коэффициент эффективности использования связанного азота удобрения примерно на 20% (появляется возможность снизить дозы азотных удобрений).

Преимущества медленнодействующих удобрений

а) Внесение всей дозы азота за один срок позволяет значительно сократить затраты на его внесение.

б) Из-за пониженной растворимости этих удобрений в воде предотвращаются потери азота через улетучивание, вымывание, переход в труднорастворимые органические соединения.

в) В связи с этим улучшается качество растениеводческой продукции и повышается коэффициент использования азота из удобрения.

г) Капсулирование азотных удобрений улучшают качество хранения, транспортировки и внесения удобрений в почву.

Условия эффективного действия азотных удобрений.

Наиболее эффективны азотные удобрения в районах достаточного обеспечения растений влагой на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах. При движении с севера на юг и с запада на восток континенетальность климата усиливается, количество осадков уменьшается, поэтому в степной зоне эффективность азотных удобрений снижается. При орошении расчетные дозы азота увеличиваются на 30% и вносятся дробно с учетом органогенеза полевых культур. Особенно высокое действие азотных удобрений проявляется на подзолистых почвах легкого гранулометрического состава, где этот элемент находится в минимуме.

В условиях промывного водного режима отмечаются большие потери нитратного азота в осенне - зимнее-весенний период, что объясняет значительное преимущество весеннего внесения нитратных форм азотных удобрений перед осенним. Эффективность азотных удобрений существенно возрастает при известковании кислых почв. Что объясняется лучшим использованием азота удобрений, повышением мобилизации азота почвы, улучшением фосфорного питания растений, а, следовательно, и лучшим соотношением азота и фосфора для питания растений. Потребности растений и вредных организмов в азоте как элементе питания совпадают, что приводит одновременно к росту урожайности культур и размножению вредных организмов.

Для того, чтобы снизить негативное влияние азота на фитосанитарное состояние агроценозов, следует азотные удобрения вносить дробно, а нитратные формы заменять на аммонийные. При таких условиях снижается численность вредных объектов, и повышаются выносливость и компенсаторная способность растений в ответ на повреждения вредителями и поражения болезнями. Некоторые азотные удобрения обладают фунгицидными свойствами. Так, 7% раствор мочевины применяют для опрыскивания осенью плодовых деревьев и опавших инфицированных листьев против парши. Аммиачная вода снижает численность почвообитающих вредителей: проволочника, личинок щелкунов. При опрыскивании посевов озимой пшеницы раствором мочевины эффективно снижается численность клопа-черепашки.

Следует помнить, что азот минеральных удобрений должен находиться в почве в оптимальном соотношении с другими питательными элементами, наиболее целесообразное соотношение N : P : K 4,5:3,5:2. Эффективное использование азотных удобрений возможно при применении их в комплексе с примами почвозащитной, пртивоэрозионной систем обработки почвы: контурно-мелиоративная вспашка поперек склона, вспашка в сочетании с щелеванием на склонах, что снижает сток и смыв воды, повышает коэффициент использования удобрений. Нельзя смешивать азотные удобрения с семенами, т.к. они обжигают семена и снижают их всхожесть. Поэтому, при внесении азотных удобрений локально, между слоем семян и удобрений должен быть промежуток почвы в 1-2см, чтобы не было контакта между семенами и удобрениями.

Фосфорные удобрения. Значение фосфорных удобрений. Классификация и характеристика фосфорных удобрений. Способы повышения эффективности фосфорных удобрений

4. Значение фосфорных удобрений

Задача увеличения производства и повышения качества растениеводческой продукции не может быть решена без оптимизации пищевого режима почв. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия базируется на двух основополагающих принципах – биологизации и применении удобрений. Среди них одно из первых мест на почвах Средней Сибири принадлежит фосфорным удобрениям. Еще Д.Н.Прянишников указывал, что непрерывное повышение урожаев возможно при возврате в почву 100-110% отчуждаемого урожаями фосфора. В земледелии Красноярского края на 1 га пашни приходится 3 кг фосфора, в Финляндии 65 кг, Франции -72 кг, Ирландии- 133 кг. Поэтому, проблема применения фосфорных удобрений обусловлена с одной стороны, очень низкой степенью обеспеченности большинства почв подвижными фосфатами; слабой растворимостью фосфорных удобрений и низким коэффициентом их использования (20%) в связи с химическим поглощением и закреплением в почве внесенных фосфорных удобрений. С другой стороны, тем, что в стране мало туковых заводов; диспаритет цен на удобрения, горюче-смазочные материалы и сельскохозяйственную продукцию. В значительной мере эта проблема может решаться за счет привлечения местных фосфорных руд и рационального применения удобрений на фоне высокой культуры земледелия (Бирюсинско-Саржаковское, Сейбинское в Курагинском районе, Телекское в Идринском районе).

Фосфор – необходимый элемент питания. Без него невозможна жизнь не только высших растений, но и простейших организмов. Он входит в состав многих веществ, которые выполняют важную роль в жизненных явлениях. Глобальный биогеохимический круговорот большинства биогенных макроэлементов предполагает наличие у них газовых форм. Вымываясь в форме водорастворимых соединений или с мельчайшими частицами почвы в Мировой океан, они должны возвращаться через атмосферу обратно. Основные биогенные элементы имеют разнообразные газовые формы:O₂, CO₂, CH₄, NH₃, N₂, H₂S, SO₂. Только фосфор, не имея газовых форм, необратимо вымывается в океан. Незначительная часть фосфора возвращается на сушу биологическими путями, однако, количество фосфора, возвращаемого таким образом из Мирового океана, не идет нив какое сравнение с тем, сколько его выносится. По-видимому, возврат фосфора в геологическом масштабе осуществляется, когда дно моря становится сушей: основные месторождения фосфатов – это бывшие донные отложения органического происхождения.

5. Способы получения фосфорных удобрений

Вследствие высокой активности элементарного фосфора и его окислов он образует мало – и труднорастворимые в воде минералы. Наибольшее промышленное значение имеют минералы апатитовой группы, входящие в состав фосфорных руд или фосфатов. Природные фосфаты, называемые агрономическими рудами, являются исходным сырьем для производства соединений фосфора – элементарного фосфора, фосфорной кислоты, кормовых средств, минеральных удобрений. Фосфориты образовались при минерализации скелетов живых существ, населяющих Землю в отдаленные геологические эпохи; осаждением фосфорной кислоты кальцием из воды. Апатиты – изверженный минерал, распространен в дисперсном состоянии в материнских породах, на которых сформировались почвы. Ценное месторождение фосфоритов открыто в 1937году в горах Кара-Тау (Южный Казахстан), на базе которого организовано производство удобрений. Самое крупное месторождение апатитонефелиновых руд было открыто в 1925году в горных отрогах Хибинских гор на Кольском полуострове. В Красноярском крае – в 15 км от Дивногорска расположено Бирюсинско-Саржаковское месторождение, в Курагинском районе находится Сейбинское, в Идринском районе найдено Телекское месторождение фосфоритов.

Состав фосфоритов зависит от их происхождения и условий образования. Фосфориты представляют собой фосфатные вещества, в которых фосфорная кислота связана по типу апатита в виде соединений фторапатита [(Ca₃PO₄)₂]₃*CaF₂, гидроксилапатита (Ca₃PO₄)₂]₃*Ca(OH)₂, карбонатапатита [(Ca₃PO₄)₂]₃*CaCO₃. Помимо этих соединений в фосфоритах имеются примеси: углекислая известь, полуторные окислы железа, алюминия, песок, глина. Содержание фосфорной кислоты в фосфоритах колеблется в широком интервале от 15 до 35% фосфора. После добычи фосфориты подвергают тонкому размолу. Из высокопроцентной муки производят растворимые фосфорные удобрения. Производство фосфорных удобрений осуществляется двумя способами: термическим и кислотным.

Термический способ основан на прокаливании фосфатного сырья при t = 1450⁰C, при этом происходит освобождение от фтора с образованием термофосфатов. Этот прием не имеет широкого применения, поскольку весьма энергоемок.

Кислотный способ получения суперфосфата осуществляется по схеме: [(Ca₃PO₄)₂]₃*CaF₂ + 7H₂SO₄ +3H₂O > 3Ca(H₂PO₄)₂ *H₂O + 7CaSO₄ + 2HF. Фосфоритная агроруда подвергается размолу. Далее действием серной кислоты соответствующей концентрации (61-65%) на тонкоизмельченное фосфатное сырье (апатитовый концентрат с содержанием фосфора 39,4%) полученную массу перемешивают, в результате чего трехкальциевый фосфат разлагается (идет процесс «созревания» массы) с образованием порошковидного продукта – дигидрофосфата кальция Ca(H₂PO₄)₂ *H₂O и безводного и безводного сульфата кальция (простой суперфосфат). Одновременно с основной реакцией протекает реакция образования свободной фосфорной кислоты по уравнению: [(Ca₃PO₄)₂]₃*CaF₂ + 10H₂SO₄ > 6H₃PO₄ + 10CaSO₄ + 2HF. Свободная кислота, присутствуя в суперфосфате (5-5,5%), обусловливает его повышенную кислотность и гигроскопичность. Для устранения кислотности суперфосфат нейтрализуют, добавляя аммиак, известь или фосфорит. Поскольку на 1 тонну исходного сырья расходуют около одной тонны кислоты, содержание фосфора в удобрении оказывается примерно вдвое ниже, чем в апатите. Из апатитного концентрата получают суперфосфат с содержанием не менее 19,5% водорастворимого фосфора.

Чтобы получить гранулированное удобрение полученный порошковидный продукт увлажняют и высушивают во вращающемся барабане. При этом образуются гранулы различной величины, из которых отбирают продукт с размером 1-4мм. Остальные (более мелкие и крупные гранулы – ретур – отход) возвращают на переработку. Гранулированный суперфосфат содержит меньше влаги (1-4%) и отличается несколько большим содержанием усвояемой фосфорной кислоты (19,5-22%), меньшей кислотностью(1-2,5%) и лучшими физическими свойствами, что способствует хорошей рассеваемости удобрения.

6. Классификация фосфорных удобрений

Фосфорные удобрения обладают различной растворимостью. По этому признаку они делятся на три группы. К первой группе относятся растворимые в воде и слабых кислотах: простой суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂*CaSO₄*2H₂O; двойной суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂*2H₂O; тройной суперфосфат, обогащенный фосфорной кислотой Ca(H₂PO₄)₂*2H₂O*H₃PO₄; суперфос (фосфоритная мука, обогащенная смесью серной и фосфорной кислот). Вторая группа – полурастворимые (нерастворимые в воде, но растворяющиеся в слабых кислотах и потому доступные растениям): преципитат CaHPO₄*2H₂O; томасшлак, фосфатшлак, термофосфат, обесфторенный фосфат – Ca₄P₂O₉*CaSiO₃. Третья группа – нерастворимые в воде и плохо растворимые в слабых кислотах, фосфаты которые неусвояемы для подавляющего большинства культур, если эти соединения не разлагаются под действием кислотности почвы с появлением более легкорастворимых солей: фосфоритная мука – Ca₃(PO₄)₂; вивианит (болотная руда) – Fe3 (PO₄)₂*8 H₂O.

7. Характеристика основных фосфорных удобрений

Водорастворимые фосфаты

Суперфосфат простой Ca(H₂PO₄)₂*CaSO₄*2H₂O. Выпускается порошковидный и гранулированный суперфосфат белого или серого цвета, имеет запах фосфорной кислоты, содержит 16-20% д.в., 5-5,5% свободной фосфорной кислоты, 40% гипса. Хорошее удобрение для растений отзывчивых на серу, что удовлетворяет присутствие гипса. Простой суперфосфат имеет двоякое агрохимическое значение: как удобрение и как мелиорант. Мелиорирующее действие этого фосфата определяется тем, что в его состав входит гипс – классическое мелиорирующее средство для солонцов. В присутствии гипса происходит вытеснение поглощенного натрия солонцового комплекса кальцием, в результате чего почвенные коллоиды становятся гидрофобными, склонными к коагуляции, улучшаются физические и структурно-механические свойства солонцов. Такое же действующее начало – кальций содержит и основной ингредиент суперфосфата. Механизм мелиоративного действия его аналогичен механизму действия гипса. Кроме того, повышенная кислотность суперфосфата обусловливает дополнительный мелиоративный эффект: уменьшает щелочность почв, образует высокодисперсный гипс, активизирует мобилизацию внутрипочвенного кальция. Порошковидный суперфосфат имеет ряд недостатков: малое содержание фосфора снижает его транспортабельность и экономическую эффективность, сильно поглощается – химически связывается почвой, слабо подвижен, при рядковом внесении затруднено равномерное внесение. Поэтому, для улучшения физических свойств и удобства рассева его гранулируют.

Двойной суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂*2H₂O – одно из концентрированных фосфорных удобрений, содержит от 40 до 50% усвояемого фосфора. Выпускается в гранулированном виде, гранулы от светло-серого до темно-серого цвета. Главное преимущество концентрированного суперфосфата заключается в относительно меньшем количестве балласта. Это сокращает затраты на транспортирование и хранение удобрения, уменьшает расход тары, снижает затраты на внесение удобрения в почву.

При внесении в почву может превращаться в слабо растворимые соединения, происходит ретроградация – химическое закрепление фосфорных удобрений почвой, т.е. переход их в нерастворимое состояние: Ca(H₂PO₄)₂ + Ca(HCO₃)₂ > CaHPO₄ > Ca₃ (PO₄)₂ + H₂CO₃

Для повышения эффективности суперфосфата рекомендуется вместо разбросного способа внесения применять локальное его внесение. При этом снижается контакт удобрения с почвой, повышается позиционная доступность удобрений семенам, снижается химическое поглощение. Наиболее эффективным является послойное внесение суперфосфата: большую часть рассчитанной дозы удобрения, вносят под вспашку на глубину 20-25см, что обеспечивает качество будущего урожая; следующая часть дозы помещается на глубину 10-16см под предпосевную обработку почвы. Этот прием необходим для своевременной закладки генеративных органов у молодого растительного организма. Третья небольшая доза (16-20кг/га) суперфосфата вносится на глубину 5-6см при посеве с целью стимуляции образования и развития корневой системы растений. Данный прием эффективен под зерновые культуры, выращиваемые по хорошему азотному предшественнику (чистый, занятый пар, пласт многолетних трав), под картофель, кормовые корнеплоды, кукурузу на силос.

Суперфос – концентрированное фосфорное удобрение с содержанием действующего вещества 38-40%, причем половина его содержится в водорастворимой форме. Выпускается в гранулированном виде. Суперфос получен путем химического обогащения и активирования фосфоритной муки смесью фосфорной и серной кислот.

Полурастворимые фосфаты

Преципитат CaHPO₄*2H₂O содержит 25-35% д.в. Это белый или светло-серый порошок, обладающий хорошими физическими свойствами: не слеживается, хорошо рассевается машинами. Фосфорная кислота преципитата растворяется в растворе лимоннокислого аммония и доступна растениям. Используют преимущественно в качестве основного удобрения. На почвах элювиального ряда преципитат превосходит суперфосфат, поскольку суперфосфат на кислых почвах подвержен ретроградации в большей степени, чем преципитат.

Томасшлак Ca₄P₂O₉ или Ca₃ (PO₄)₂*CaO – отход металлургической промышленности, его получают при переработке железных руд богатых фосфором по способу Томаса (по имени изобретателя, чей способ плавки руд инженера Томаса). Это темный тяжелый порошок, содержит от 7-8 до 16-20% д.в. Используется в качестве основного удобрения. Наибольшая агрохимическая эффективность достигается на кислых почвах, поскольку обладая физиологически щелочной реакцией, преципитат уменьшает их почвенную кислотность.

Нерастворимые фосфаты

Фосфоритная мука Ca₃(PO₄)₂ – порошок серого или коричневого цвета, нерастворима в воде. Содержит 19-29% д.в. Ее получают механическим (дробление) или физико-механическим (флотация) методами переработки фосфатов. Фосфоритная мука относится к трудноусвояемым удобрениям и занимает первое место среди фосфорных удобрений по длительности положительного влияния на урожай. Основным почвенным фактором, определяющим эффективность фосфоритной муки, является кислотность почвы. Исследованиями Б.А.Голубева установлено, что растворение фосфоритной муки осуществляется при гидролитической кислотности равной 2,5 ммоль/экв. на 100г почвы: [ППК_2H] +Ca₃ (PO₄)₂ - [ППК _Ca] + CaHPO₄ +Ca(H₂PO₄)₂. Фосфоритная мука применяется в качестве удобрения на кислых почвах и, кроме того, как нейтрализующая добавка к суперфосфату. Для повышения эффективности фосфоритной муки на нейтральных почвах ее применяют в составе компостов. Впервые компостирование фосфоритной муки с органическими удобрениями предложил академик Энгельгардт. Следует иметь в виду, что фосфоритная мука обладает мелиоративным действием: улучшает солевой режим и состав поглощенных катионов солонцовых почв, уменьшает гидрофильность почвенных коллоидов.

Эффективность фосфоритной муки повышается при сочетании ее с физиологически кислыми азотными и калийными минеральными удобрениями, торфом. Одним из факторов повышения эффективности фосфоритной муки является тонина помола. Согласно стандарту, фосфоритная мука должна быть очень тонко измолота и не должна содержать частиц больше 1мм. Эффект от применения фосфоритной муки зависит также от способности растений усваивать фосфорную кислоту из труднорастворимых фосфатов. Хорошо усваивают фосфор фосфоритов следующие растения: люпин, гречиха, горох, эспарцет, горчица. Злаки, свекла и картофель усваивают фосфорную кислоту только при воздействии на фосфоритную муку кислотности почвы. Лучшие условия разложения фосфоритной муки в почве достигается при внесении ее под глубокую обработку в достаточно влажный слой почвы. При этом она тщательно перемешивается со всем пахотным слоем.

Вивианит (болотная руда) – фосфорнокислая закисная соль железа – Fe₃ (PO₄)₂* 8H₂O, содержит 28% д.в. Встречается под слоем торфа, в виде белесой массы. После добычи (при высыхании) легко разрыхляется и хорошо рассевается. Эффект от использования вивианита усиливается при известковании, поэтому болотная руда – хороший источник фосфора для культур на почвах элювиального ряда.

Калийные удобрения. Классификация и характеристика калийных удобрений. Особенности применения калийных удобрений

8. Значение калия для растительного организма

Содержание калия в золе растений выше, чем других элементов и у отдельных культур достигает 50-80%. В растущем растении калий находится в основном в ионной подвижной форме и лишь 1% в составе белковых образований клеток. Более 50% калия сосредоточено в молодых растущих органах, в которые он постоянно передвигается из стареющих частей растения. Максимум потребления калия у большинства растений совпадает с периодом наибольшего развития надземной массы, а далее частично переходит в продуктивную часть. Калий усиливает углеводный обмен, способствуя накоплению сахаров и увеличению сахаропротеинового отношения. Это обусловливает морозостойкость, зимостойкость полевых растений, обеспечивая лучшие условия перезимовки озимых культур и многолетних трав.

Калий – стабилизатор водного режима в растении. Регулирует осмотическое давление в клетках и работу устьиц, поддерживает оводненность тканей, уравновешивает темпы дыхания и фотосинтеза, обусловливая такое свойство как засухоустойчивость полевых культур. Усиливая синтез целлюлозы и пектиновых веществ, возрастает прочность стенок стеблей, укорачиваются междоузлия. В результате растения меньше полегают, повышается их устойчивость к поражению болезнями и вредителями, повышается качество прядильных культур. Калий усиливает скорость транспорта (передвижения) веществ по тканям растения и синтез сложных органических структур, в том числе биосинтез белка, что снижает содержание нитратов в овощах и кормах. По данным С.М.Горбачевой, Н.В.Труфановой, в условиях красноярской лесостепи, калийные удобрения не повышали величину урожая полевых культур, а прежде всего, оказывал влияние на качество продукции, снижение полегаемости растений. Причем, эффективность калийных удобрений отмечена на фоне азотных и фосфорных удобрений по паровому предшественнику.

9. Способы получения калийных удобрений

Самое крупное месторождение калийсодержащих руд – Верхнекамское месторождение сильвинита и карналлита в Пермской области, оцененное как промышленное в 1925году. Оно осваивается двумя крупными промышленными комплексами АО «Сильвинит» (г. Соликамск) и АО «Уралкалий» (г. Березники). В Сибири, на севере Иркутской области и в Красноярском крае обнаружены крупные залежи сильвинита. На базе Старобинского (Белоруссия) месторождения, а также на юге Туркмении имеется Карлюкское месторождение, где осуществляется производство хлористого калия, карналлита и калийных солей.

Сырьем для производства различных калийных удобрений являются природные калийные соли (агроруды), встречающиеся в виде крупнейших отложений пермского периода, образовавшихся в результате усыхания огромных морских бассейнов. Наиболее распространены следующие минералы (природные соли): сильвин KCl–63,1%, сильвинит KCl+NaCl-12-15%, карналлит KCl*MgCl₂*6H₂O-16,9%, каинит KCl*MgSO₄*3H₂O-18,9%, лангбейнит K₂SO₄*MgSO₄-22,7%, полигалит K₂SO₄* MgSO₄*2CaSO₄*2H₂O 16%. В природе крупные скопления этих минералов в чистом виде обычно не встречаются, в породах содержатся примеси других солей (гипс, карбонаты, глинистые частицы).

Известны два принципиально различных способа получения калийных удобрений из руды: галургический (химический) и флотационный (физико-химический).

Галургический метод основан на различии в растворимости KCl и NaCl. Измельченная руда обрабатывается технологическими щелоками и растворителями при температуре 97-98⁰С. При этом растворимость NaCl с повышением температуры с 20 до 100⁰С практически не изменяется, оставаясь, нерастворенным он образует, осадок, а содержание KCl удваивается. После отмывки нерастворимого осадка, солевой раствор охлаждается, растворимость KCl уменьшается, он выкристаллизовывается и выпадает в осадок, а NaCl остается в растворе. Щелок с NaCl возвращается в производственный процесс в качестве растворителя, а выпавший в осадок KCl фильтруется, обезвоживается и высушивается. Хлористый калий, получаемый галургическим способом - белое кристаллическое вещество.

Флотационный метод разделения основан на различной смачиваемости поверхности KCl и NaCl в измельченной сильвинитовой породе после ее обработки насыщенным раствором флотореагентами - собирателями, которые адсорбируются на поверхности кристалликов хлористого калия. В качестве реагента – собирателя применяются амины жирного ряда, обладающие гидрофобными свойствами – несмачиваемостью водой. Они адсорбируются исключительно на поверхности KCl, поэтому его частички с реагентом в водном потоке всплывают и отделяются от NaCl, осевшего в нижней части потока. Получаемый флотационный хлористый калий представляет собой мелкозернистый порошок красновато-бурого цвета.

10. Классификация калийных удобрений

Классификация калийных удобрений основана на концентрации д.в. в них и подразделяется на следующие группы:

а) «сырые» калийные соли – содержат менее 20% д.в.,

б) концентрированные калийные удобрения.

«Сырые» калийные удобрения получают путем механической переработки природных калийных солей, которая сводится к их дроблению и размолу. Обычно для их производства используют наиболее концентрированные пласты месторождения. Из сырых калийных удобрений наиболее распространены сильвинит, каинит, карналлит. В группу концентрированных калийных удобрений относят: хлористый калий, калийную соль, калиймагнезию, калиймаг и цементную пыль.

11. Характеристика основных калийных удобрений

Сильвинит (KCl+NaCl) крупные кристаллы розового, белого, и серого цвета, содержит 12-15% д.в. и 35-40% Na₂O. Он гигроскопичен, при хранении слеживается. Следует использовать на почвах богатых органическим веществом и кальцием; в зоне достаточного увлажнения на малобуферных почвах подвижность калия возрастает. В связи с этим, систематическое применение калийных туков на почвах элювиального ряда без известкования и внесения органических удобрений не рекомендуется. Особое значение сильвинит имеет для овощных культур – сахарной свеклы и корнеплодов.

4*3H₂O) представляет собой каинито-лангбейнитовую породу. Содержит 10-12% д.в. Применяют под кормовые травы, главным образом, под бобовые и под сахарную свеклу. На почвах легкого гранулометрического состава ненасыщенных основаниями каинит следует сочетать с внесением известковых удобрений. Вследствие малой транспортабельности «сырые» калийные удобрения используются в районах их добычи. Основная их часть используется для получения высококонцентрированных калийных удобрений.

Концентрированные калийные удобрения.

Хлористый калий KCl – физиологически кислое удобрение, содержащее 50-60% д.в. и хлор, элемент токсичный для ряда культур. Выпускается в гранулированном и кристаллическом виде. При внесении в почву, калий удобрения поглощается почвой и находится в ней в обменном, доступном, а отчасти в необменном, труднодоступном состоянии. Используют под большинство полевых культур, за исключением чувствительных к хлору. Внесение удобрения осуществляется в осенний период под зяблевую вспашку, чтобы за осенне-весенний промежуток времени хлор потерялся за пределы корнеобитаемого слоя почвы.

Калийная соль получается путем смешивания хлористого калия с сырыми калийными солями, чаще всего с тонкоразмолотым сильвинитом. По внешнему облику представляет собой мелкие пестроокрашенные кристаллы, с содержанием до 44% д.в. Внесение удобрения в почву сопровождается адсорбцией катиона калия коллоидной частью почвы. Этим предотвращается заметное передвижение калия в почве и его вымывание. Калийная соль является эффективным удобрением под овощные культуры семейства крестоцветных и овощи.

Сульфат калия (K₂SO₄) представляет собой сероватый либо желтоватый водорастворимый порошок, содержит 45-50% д.в. Обладает хорошими физическими свойствами, негигроскопичен. Физиологически кислое удобрение, имеющее в своем составе серу, необходимую многим полевым культурам. Это удобрение эффективно под культуры, чувствительные к хлору и положительно отзывающиеся на магний – клевер, сераделла, горох, картофель, капуста, лук.

Калимагнезия (K₂SO₄*MgSO₄) – ценное водорастворимое калийно-магниевое удобрение, содержащее 26-28% д.в и небольшое количество сульфатов. Его получают из каинито – лангбейнитовой породы. Применяют под культуры, отзывчивые на магний, картофель и бобовые травы.

Калийсодержащая цементная пыль – отход производства цемента, содержащая 14-35% K₂O. В ее состав входят: карбонат калия, бикарбонат калия, сульфат калия, кремнекислота, полуторные окислы, микроэлементы. Это физиологически щелочное удобрение, поэтому наибольший эффект достигается при использовании на почвах элювиального ряда. Цементная пыль характеризуется высокой гигроскопичностью и расплывается на воздухе. Отсутствие хлора в ее составе позволяет с успехом применять ее под картофель, гречиху, овощные культуры.

Зола – калийно-фосфатно-известковое удобрение. Калий в составе золы содержится в виде углекислой соли (K₂CO₃) – поташа, кроме того в ее составе находятся микроэлементы: бор, марганец, молибден. Фосфор золы усваивается не хуже, чем из преципитата и в отличие от суперфосфата не связывается в труднорастворимые соединения. Зола – физиологически щелочное удобрение. В связи с этим данное удобрение следует применять на малобуферных почвах кислого ряда.

Основные общие требования по использованию калийных удобрений:

1. Калийные удобрения следует вносить с обязательной заделкой, т.к. поверхностное и неглубокое внесение могут привести к необменной фиксации питательного элемента (на дерново-подзолистых почвах его потери составляют 20-35%, на черноземных почвах до 40-50%)
2. Лучшим приемом внесения калийных удобрений является локальный
3. При одноразовом внесении следует снижать нормы калийных удобрений
4. Важно соблюдать соотношение между азотом фосфором и калием, для пропашных культур – N:P:K как 1;0,5:1; овощи, картофель: 1:1:2. Калийные удобрения вносят 1-2 раза за севооборот под калийлюбивые культуры, в паровые поля – для снижения полегания культур, под многолетние травы, кормовые культуры для получения экологически безопасной продукции

Комплексные удобрения. Классификация и характеристика основных комплексных удобрений. Преимущества и недостатки комплексных удобрений.

12. Классификация комплексных удобрений

В практике для улучшения питания растений часто применяют не одно, а несколько простых минеральных удобрений. Естественно, что было бы нецелесообразно рассеивать по полю каждое из них в отдельности. Поэтому возникает необходимость приготовления удобрительных смесей.

Комплексными называют удобрения, содержащие 2-3 и более элементов: N, P₂O₅, K₂O, Ca, Mg, S, Fe, ростовые вещества. Эти элементы содержатся либо в одной молекуле, грануле, кристалле.

Классификация комплексных удобрений основана на способе производства и на этом основании выделяют три группы:

а) сложные,
б) сложносмешанные (комбинированные),
в) смешанные.

Сложные или химически связанные соли производят в едином технологическом цикле на основе химического взаимодействия исходных компонентов.

К сложным удобрениям относят следущие:

1. фосфорнокислый калий,
2. фосфорнокислый аммоний (аммофос),
3. азотнокислый калий.

Комбинированные удобрения получают «мокрым» способом – смешиванием порошковидных простых туков с последующим или одновременным введением в смесь аммиакатов, различных кислот: азотной, серной, фосфорной, пара, воды. После чего следуют стадии грануляции, сушки и кондиционирования. Таким способом получены такие удобрения: нитрофос, нитроаммофос, нитрофоска, нитроаммофоска.

Смешанные удобрения – механические смеси готовых двух и более простых туков в порошковидном либо гранулированном виде. С целью их получения берут в необходимой пропорции определенные количества простых или сложных порошковидных удобрений (таких, как простой и двойной суперфосфат, аммофос или диаммофос, аммиачная селитра, мочевина, хлористый калий) и тщательно их перемешивают в специальном барабане – грануляторе. При этом обычно вводят аммиак для нейтрализации свободной фосфорной кислоты суперфосфата, что уменьшает слеживаемость удобрений. В процессе грануляции образуются гранулы определенного размера, которые охлаждают, просеивают и обрабатывают водоотталкивающими веществами, чтобы предотвратить отсыревание и последующую порчу удобрения. Готовые смеси упаковывают в 5-слойные бумажные или полиэтиленовые мешки. Чтобы правильно смешивать удобрения, необходимо знать, под какую культуру предназначается удобрительная смесь, какие реакции возможны при смешивании.

Технологические способы получения комплексных удобрений.

Технологические способы получения комплексных удобрений подразделяются на две основные группы.

1. Способы, основанные на азотнокислотном разложении тонкоизмельченного фосфатного сырья – апатитов или высокопроцентных фосфоритов 47-55% азотной кислотой. Далее полученный раствор нейтрализуют аммиаком и добавляют хлористый или сернокислый калий. В качестве азотного компонента применяют аммиачную селитру, мочевину, сульфат аммония.

2. Способы, базирующиеся на нейтрализации фосфорной и азотной кислот аммиаком. Сырьем для получения сложных удобрений являются термическая фосфорная кислота, слабая азотная кислота и соли калия. Получаемую массу высушивают и превращают в гранулы. По этой технологии получают нитроаммофосы, диаммонитрофоски.

13. Характеристика комплексных сложных удобрений.

Аммофос (NH₄H₂PO₄) – содержит 10-12% азота и 46-50% фосфора, в связи, с чем отношение N:P составляет 1:5. Это удобрение хорошо растворимо, обладает благоприятными физико-химическими свойствами, характеризующееся физиологически кислой реакцией и отсутствием балласта. Ценность аммофоса определяется тем, что составляющие его ионы аммония и фосфата требуются всем культурам и легко усваиваются ими на всех типах почв. Применяется в качестве, как основного, так и рядкового удобрения под различные сельскохозяйственные культуры; прекрасный компонент для тукосмешивания, поскольку характеризуется хорошей совместимостью.

Недостатком аммофоса является широкое отношение между азотом и фосфором, что ограничивает возможность его применения в чистом виде. Поэтому, используя аммофос под зерновые, зернобобовые, картофель, овощи, корнеплоды – сочетают с калийными удобрениями, а под силосные и многолетние травы совместно с азотными и калийными.

Диаммофос (NH₄)₂HPO₄ – содержит 18% азота и 50% фосфора, отличается гигроскопичностью. Его можно использовать для внесения в рядки и в качестве подкормки под технические и овощные культуры.

Метафосфат аммония (NH₄)₃PO₄ в отличие от выше рассмотренных удобрений отличается сильной гигроскопичностью, на воздухе заплывает, однако в его составе на азот приходится 29 %, на фосфор – 48 %.

Полифосфат аммония NH₄P₂O₇ обладает хорошими физическими свойствами, гранулы прочные, хороший компонент для тукосмешивания, хорошо растворимо в воде. Содержит 13% азота и 60-65% фосфора, удерживает некоторые микроэлементы – Zn, Cu, Fe. Применяется под многие полевые культуры на любых почвах.

К недостаткам комбинированных удобрений следует отнести следущие:

1. Поскольку отношение азота к фосфору в удобрении должно быть близко к единице, а большинству растений требуется даже больше азота, чем фосфора, то широкое отношение между питательными компонентами в удобрении, что ограничивает его применение.

2. несбалансированность питательных веществ в большинстве комбинированных удобрений.

3. Невозможность применения под некоторые культуры в чистом виде.

Смешанные удобрения представляют собой механическую смесь удобрений, содержащую два и более питательных компонента. Смешивают удобрения в том случае, если необходимо одновременно внести на одно поле несколько видов питательных веществ. Смеси удобрений разнообразны по составу, их легко приспособить к требованиям различных сельскохозяйственных культур, почвенно-климатическим условия. Этим они отличаются от сложных удобрений, имеющих постоянный состав. Для получения однородных по составу смесей и снижения сегрегации (расслоения) при их внесении в почву необходимо определить пригодность отдельных компонентов для тукосмешивания по следующим параметрам:

1. содержание питательных веществ;

2. химический состав удобрений (в процессе приготовления и хранения компоненты смеси могут проявлять высокую реакционную способность и вступать в химическое взаимодействие друг с другом, сопровождающееся реакциями обменного разложения).

3. содержание вредных примесей (токсичные, балластные вещества, радионуклеиды, тяжелые металлы)

4. доступность питательных веществ из удобрений.

Поэтому при смешивании следует учитывать следущие правила:

а) агрохимически правильный подбор исходных компонентов

б) производить правильную дозировку компонентов тукосмеси с учетом особенностей сельскохозяйственной культуры.

в) тщательное просеивание и смешивание компонентов смеси (для получения однородных по химическому составу смесей смешиваемые компоненты должны быть близкими по гранулометрическому составу. В смесях более равномерно распределяются гранулы размером 2-3мм.

г) содержание влаги в смешиваемых удобрениях не должно превышать предельно допустимую величину. Повышенная влажность удобрений значительно снижает сыпучесть и не обеспечивает равномерного внесения в почву. Так, в аммиачной селитре предельно допустимое содержание влаги должно быть не более 0,2-0,3%, в мочевине – 0,2-0,25%, в суперфосфате – 3,5%, в хлористом калии – 1-2%.

д) температура хранения – содержание влаги в удобрениях резко возрастает с повышением температуры.

е) Химический состав смешиваемых удобрений: кислотность и щелочность минеральных удобрений не должны быть выше показателя, предусмотренного стандартом. Удобрения, содержащие свободную кислоту или обладающие щелочной реакцией, химически активно взаимодействуют между собой и сопрождаются реакциями обменного разложения (содержание свободной фосфорной кислоты в простом суперфосфате должно быть не более 2,5%, в двойном суперфосфате – 5%).

Исходя, из выше рассмотренного нельзя смешивать: мочевину и суперфосфат (выделяется кристаллизационная вода, увеличивающая влажность смеси, что ухудшает ее физические свойства); фосфорсодержащие удобрения с калийными щелочными формами; аммиачные формы азотных удобрений с удобрениями, обладающими активными щелочными свойствами в избежание потерь азота в виде аммиака; смешивание кальцийсодержащих и сульфатных форм удобрений сопровождается образованием гипса, тукосмесь цементируется в плотную массу, которую перед внесением следует измельчать и просеивать; не следует смешивать влажные и разные по гранулометрическому составу удобрения.

Комбинированные удобрения, содержащие в одной грануле 2-3 питательных элемента в виде отдельных соединений. Нитрофоска (в зависимости от технологии производства различают: сульфатную, фосфорную, карбонатную).

Сульфатная нитрофоска содержит по 12% азота, фосфора и калия. Азот и калий находятся в ее составе в виде водорастворимых соединений, а фосфор в форме моно - и дифосфата. Физиологически нейтральна.

Фосфорная нитрофоска имеет более высокое суммарное содержание питательных веществ (51%): по 17% азота, фосфора и калия.

Карбонатная нитрофоска имеет преимущество перед выше рассмотренными при использовании на почвах элювиального ряда. В ней содержание азота колеблется от 12 до 17%, фосфора -8,5-17%, калия 11-17%. Она не содержит водорастворимых соединений фосфора, поэтому в качестве подкормки применять не следует. Наибольшая эффективность может быть получена при внесении ее под предпосевную культивацию либо в рядки при посадке под картофель и кормовые корнеплоды.

Карбоаммофоска содержит азот в амидной и аммиачной формах, фосфор в водорастворимой и калий. Карбоаммофоску получают из фосфорной кислоты, продуктов ее синтеза и солей калия. Она может содержать до 60% питательных веществ, в том числе до 20% N, 20% Р₂О₅ и до 20% К₂О. Это марка с соотношением питательных веществ 1:1:1. Выпускается также карбоаммофоска состава 1,5:1:1, 2:1:1 и 1 : 1,5: 1. Без добавления калия получается удобрение карбоаммофос, содержащее до 60% питательных веществ (до 30% N и до 30% Р₂О₅). Соотношение азота и фосфора может быть такое, как и в карбоаммофоске. Нитрофосфаты на основе аммофоса и карбоаммофосфаты выпускают в гранулированном виде с размером гранул 1– 3 (4) мм. Они обладают хорошими физико-химическими свойствами.

При разложении апатита серной кислотой в присутствии хлористого калия получают фосфорно-калийные удобрения. К ним относится суперфоска и концентрированная суперфоска. В зависимости от сорта суперфоска содержит 11 – 16% усвояемой кислоты, а концентрированная суперфоска – 18– 27, калия в I сорте – 12– l, во II – 23– 33%. Содержание свободной кислоты составляет не более 5%, а влажность этих удобрений – 13– 14%.

Выпускаются они в виде порошка. Используются для основного внесения. Сложные концентрированные удобрения получают на основе суперфосфорной кислоты (75– 80% Р205 – смесь орто- и полифосфорных кислот) – полифосфаты и на основе метафосфорной кислоты – метафосфаты.

Производство нитрофоски со связыванием избытка кальция фосфорной кислотой (фосфорная схема). Фосфаты по данной схеме разлагают смесью азотной и фосфорной кислот; можно применять термическую и экстракционную фосфорную кислоту. Раствор нейтрализуют аммиаком в две стадии с промежуточной упаркой. К упаренной пульпе добавляют хлористый калий и продукт подвергают грануляции, сушке, рассеву и дроблению. При взаимодействии кальция с фосфорной кислотой образуется дикальцийфосфат, который остается в удобрении.

Подобным способом получают безбалластное сложное удобрение – нитрофоску с содержанием 50% питательных веществ. Он дает возможность изменять их соотношение и вырабатывать продукт, в котором до 85% Р₂О₅ находится в водорастворимой форме. Однако такое производство нитрофоски очень дорого.

Нитрофоски выпускают с размером частиц 1– 4 мм. Гранулы достаточно прочные и при кондиционировании их путем добавления небольших количеств минеральных масел и припудривания кизельгуром, тальком или тонкоразмолотым известняком не слеживаются при перевозке и хранении.

Объемная масса нитрофоски – 1,0. Упаковывают удобрения в бумажные пятислойные мешки массой 45– 50 кг (три слоя пропитаны битумом). Сложные удобрения на основе фосфатов аммония получают нейтрализацией фосфорной и азотной кислот аммиаком. При таком производстве выпускают сложные удобрения с высоким содержанием питательных веществ (50– 60%) и водорастворимого фосфора (90– 100%).

Сложное удобрение на основе моноаммонийфосфата называют нитроаммофосом, при введении калия – нитроаммофоской, а сложное удобрение на основе диаммонийфосфата – соответственно диаммонитрофосом и диаммонитрофоской. При этом существует возможность создавать сложные удобрения с разнообразным соотношением азота, фосфора и калия.

Полифосфат аммония содержит 16– 18% N и 58– 61% водорастворимой Р₂О₅. Это удобрение обладает хорошими физическими свойствами. Используется для непосредственного внесения под все культуры, а также служит хорошим компонентом для тукосмесей и приготовления жидких сложных удобрений.

Полифосфат калия содержит 48% P₂O₅ (количество водорастворимой пятиокиси фосфора составляет 68% и цитратно-растворимой – до 10%, К₂О– 26%). Это удобрение получают при взаимодействии суперфосфорной кислоты с хлористым калием.

Нитрофосы – двойное комбинированное удобрение, содержащее в своем составе азот и фосфор. Соотношение между макроэлементами в удобрении составляет 1: 1 и содержит по 20% азота и фосфора. Применяется на почвах, где не требуется внесение калийных удобрений.

Нитроаммофос содержит 23-25% д.в., сбалансированное, физиологически нейтральное, хорошо растворимое комбинированное удобрение. Применяется на почвах различного генезиса в чистом виде под зерновые, зернобобовые, картофель и корнеплоды – в сочетании с калийными удобрениями; под силосные культуры и многолетние травы – с азотными удобрениями. Следует вносить локально – врезанием совместно с семенами полевой культуры.

Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) – это водные растворы питательных веществ – азота и фосфора или азота, фосфора и калия. В отдельные жидкие сложные удобрения входят и микроэлементы. В отличие от жидких азотных удобрений они не содержат свободного аммиака, поэтому их можно хранить и перевозить в негерметичных емкостях и поверхностно вносить на поля. Для приготовления жидких комплексных удобрений используют аммиак, растворы азотных удобрений, фосфорную кислоту, хлористый и сернокислый калий и соли микроэлементов.

На полифосфорных кислотах сумма питательных веществ может быть значительно выше. На основе полифосфорной кислоты получают марки 10– 34– 0. Однако при выравненном соотношении питательных веществ на основе полифосфорной кислоты или при уравновешивании «базовых» растворов – 10– 34– 0, 11– 37– 0 – общая концентрация снижается до 27– 28% и удобрение имеет состав 9– 9– 9. Такие удобрения транспортабельны, механизированное внесение их высокопроизводительно.

Основные жидкие комплексные удобрения – 10– 34– 0 и 11– 37– 0 – прочные, нейтральные жидкости. Азот в них содержится в аммиачной форме, а фосфор – в виде полифосфорной и ортофосфорной кислот. В связи с тем, что 10– 34– 0 и 11– 37– 0 содержат фосфор в значительной степени в полифосфорной форме, растворимость соединения выше, чем растворимость соединений, полученных на основе ортофосфорной кислоты. Это дает возможность широко использовать удобрения для производства ЖКУ с высоким содержанием питательных веществ. Например, смешивание 11– 37– 0 с раствором мочевинонитрата аммония дает сложное удобрение состава 19– 19– 0, у которого выпадает осадок при температуре ниже 0^°С.

Смесь 11– 37– 0 с раствором мочевинонитрата аммония, хлористым калием и водой обеспечивает получение жидкого сложного удобрения состава 7– 21– 7.

Агроэкономически правильно оценивать концентрацию жидких сложных удобрений необходимо с учетом их плотности, т. е. по количеству питательных веществ в единице объема. Это важно, так как и при работе с удобрениями и при определении емкости складов, машин для транспортирования и внесения объемная масса приобретает существенное значение.

Эффективность жидких комплексных удобрений, приготовленных на основе суперфосфорной кислоты, так же высока, как и эквивалентных тукосмесей на аммофоске или суперфосфате.

14. Преимущества и недостатки комплексных удобрений

1. Обладают хорошими физическими свойствами (гранулированные, не слеживаются);
2. равномерно высеваются туковысевающими машинами;
3. хорошая позиционная доступность удобрений семенам и корням растений;
4. содержание в одной грануле нескольких питательных веществ, их применение экономически выгоднее;
5. наличие высокой концентрации питательных веществ;
6. отсутствие балластных веществ;
7. возможность применения на почвах различного генезиса.

Тема Органические удобрения. Значение и классификация органических удобрений. Способы подготовки и хранения

15. Понятие, значение, классификация

К органическим удобрениям относят: навоз, навозную жижу, торф, птичий помет, компосты, зеленое удобрение. Из них навоз – повсеместно распространенное органическое удобрение, являющееся составной частью агрокомплекса. Согласно ГОСТу, органические удобрения – удобрения, содержащие органическое вещество животного и растительного происхождения. Все перечисленные выше удобрения следует отнести к группе местные удобрения, поскольку накапливаются и подготавливаются в пределах хозяйства.

В зависимости от почвенно-климатической зоны органические удобрения выполняют мелиоративную функцию, а также являются источником элементов питания. Так, в подтаежной и таежной зоне, где господствуют подзолистые почвы органические удобрения, имеют мелиоративное значение и при этом участвуют в регуляции баланса гумуса. Поэтому, в целом дозы органических удобрений здесь выше, чем в лесостепной зоне. В лесостепной и степной зоне органические удобрения являются источником питательных веществ для растений, поэтому их дозы должны быть ниже.

Органические удобрения являются богатейшим источником всех основных элементов питания растений – азота, фосфора, калия, кальция, магния, серы. Причем эти элементы, как правило, хорошо сбалансированы. Вместе с органическими удобрениями в почву вносится огромное количество микроорганизмов и энергетического материала, что активизирует биологическую деятельность почвы. В результате чего появляется большая группа антогонистических микроорганизмов (супрессоров), которые подавляют паразитическую активность фитопатогенов, вызывающих такие заболевания растений, как корневые гнили и спорынья злаковых, белая гниль подсолнечника, ризоктониоз подсолнечника. Антогонистами выступают актиномицеты Streptomyces albus, бактерии Pseudomonas fluoresctns, Bacilus subtilis, грибы Trichoderma lignorum, Penicillum purpurogenum. Кроме того, в результате микробиологических процессов, протекающих в удобрениях во время их приготовления и хранения, в них образуется много физиологически активных веществ витаминов, антибиотиков, ферментов. Эти вещества, попадая в почву, также оказывают стимулирующее воздействие на деятельность почвенной микрофлоры.

Внесение органических удобрений повышает концентрацию углекислого газа в припочвенном и почвенном воздухе и тем самым улучшает условия питания растений углекислотой через листья и корни. Углекислый газ, образующийся при разложении органических удобрений, положительно влияет и на процессы, протекающие в почве. Под его влиянием повышается подвижность почвенных фосфатов, карбонатно-кальциевое равновесие смещается в сторону образования гидрокарбоната кальция, что увеличивает коагуляцию почвенных коллоидов и улучшает оструктуренность и водопрочность почвенных агрегатов. Образование водопрочных структурных агрегатов повышает капиллярную влагоемкости и водопроницаемость почв, оказывают положительное влияние на все основные физические свойства, на их водный и воздушный режимы.

Систематическое внесение органических удобрений повышает емкость поглощения почв, возрастает их буферность, снижается кислотность. Таким образом, использование органических удобрений создает условия для значительного снижения доз минеральных удобрений и тем самым предотвращению появления в почвенном растворе чрезмерной концентрации солей.

Внесение в почву органических удобрений обогащает ее углеродом и азотом и способствует повышению содержания гумуса в пахотном и подпахотном слое. Гумус оказывает не только непосредственное положительное влияние на урожай сельскохозяйственных культур, но и определяет все основные свойства почвы, ее водно-воздушный и питательный режимы, ее противоэрозионную устойчивость.

Для создания бездефицитного баланса гумуса в почвах края необходимо ежегодно производить и применять 20 млн.тонн органических удобрений в пересчете на подстилочный навоз. Обычно структура выхода органических удобрений, в хозяйстве следующая: 25% приходится на подстилочный навоз, 50% на бесподстилочный навоз, 25% – навозные стоки. Преимущество отдается подстилочному навозу.

Классификация органических удобрений основана на их способе получения (выделяют 5 групп).

1. Органические удобрения, полученные на основе отходов животноводства: подстилочный навоз; бесподстилочный навоз; птичий помет;
2. Органические удобрения, полученные из природного органического сырья: торф; сапропель;
3. Органические удобрения, полученные на основе продукции растениеводства: зеленое удобрение (сидераты); солома; отходы растениеводческой продукции (ботва, полова), как основа для производства компостов;
4. Компосты;
5. Отходы промышленности: сточные воды; бытовые отходы; отходы легкой и пищевой промышленности;

16. Подстилочный навоз, удобрительная ценность

По ГОСТу подстилочный навоз – смесь твердых и жидких выделений животных и подстилки. Качество навоза зависит от: вида животных, качества скармливаемых кормов, количества и вида подстилки, ее физических и химических свойств, от способа хранения навоза. Наиболее концентрированный навоз дают лошади и овцы; навоз КРС и свиней менее богат питательными элементами. Кормление животных концентрированными кормами способствует большему содержанию азота, фосфора, калия в их выделениях; включение в их рацион сочных, зеленых кормов – снижает долю сухого вещества, получается менее качественный навоз.

В качестве подстилки применяют: солому озимых и яровых зерновых культур, торф, опилки, стружки, еловые лапки, папоротник. Причем, наиболее качественной является торфяная подстилка, поскольку она значительно богаче азотом, чем навоз на соломенной подстилке, обладает бактерицидными свойствами.

Подстилочный навоз имеет следующий состав, содержит: 75% воды, 25% сухого вещества, где 0,5% приходится на азот, 0,16-0,25% - фосфор, 0,5-0,7% - калия. Следовательно, в 1 тонне навоза содержится до 5кг азота, 2,5 фосфора, 6 кг калия. Следует учитывать, что состав навоза изменяется в зависимости от условий и продолжительности его хранения. Чем дольше хранится навоз и чем более высокой степени разложения он достигает, тем выше в нем содержание азота, фосфора, калия и других элементов, но тем меньше в нем аммиачного азота. Чем выше доза подстилки, тем больше получается навоза и тем меньше теряется азота при его хранении. Из трех главных питательных элементов в навозе больше всего содержится калия, и он находится в нем в наиболее подвижной форме. В процессе минерализации навоза этот элемент почти полностью сохраняется в доступной для растений форме. Фосфор навоза в основном входит в состав твердых выделений животных и подстилки и почти не содержится в жиже. По мере минерализации органического вещества он выделяется в виде солей ортофосфорной кислоты различной степени растворимости. Эти фосфаты благодаря защитному действию органического вещества навоза значительно меньше закрепляются почвой, чем фосфаты минеральных удобрений. В связи с этим усвояемость фосфора навоза растениями в первый год действия удобрений выше, чем фосфора удобрений и достигает 40%. Азот содержится во всех составных частях навоза. Однако лишь азот жидких выделений непосредственно доступен растениям. Азотистые вещества кала и подстилки становятся доступными только после их минерализации. Конечным продуктом разложения азотистых веществ является аммиачный азот, который непосредственно используется растениями.

17.Способы хранения навоза

Известно три способа хранения навоза:

1. плотное (холодное) хранение,
2. рыхло-плотное,
3. рыхлое

При плотном хранении навоз выталкивают из животноводческих помещений и укладывают послойно в штабеля. Каждый слой немедленно уплотняют. Первый слой формируют шириной 3-4м и толщиной 1м. Таким же образом на него настилают новые слои до тех пор, пока высота уплотненного штабеля не достигнет 1,5-2,5 м, а масса штабеля 500-600тонн. Сверху штабель накрывают резаной соломой или торфом. При этом в штабеле происходит постепенное разогревание массы (во время зимнего хранения температура в штабеле поднимается не выше 20-25⁰С, а летом 30-35⁰С). Поэтому способ хранения называют «холодным». Навоз при этом способе хранения разлагается в анаэробных условиях, все поры навоза максимально насыщаются углекислым газом и парами воды, что препятствует распаду углекислого аммония на свободный аммиак, углекислый газ, воду. Потери органического вещества, азота при плотном способе хранения навоза гораздо меньше, чем при других способах. Плотный способ хранения навоза рассчитан на получение полуперепревшего навоза, который образуется через 3-4 месяца.

Используя рыхло-плотное хранение, свежий навоз укладывают метровыми слоями: сначала рыхло, без уплотнения, а затем, когда температура достигает 60 – 70⁰С (на 3-5 день), его уплотняют. На первой стадии хранения навоза осуществляется интенсивный процесс разложения с участием термофильных бактерий, теряется значительное количество органического вещества и азота. Чтобы уменьшить потери азота, применяют повышенные дозы подстилки. Высокая температура при хранении может быть использована для обезвреживания его от возбудителей заболеваний, теряют всхожесть семена сорных растений. На второй стадии хранения навоза температура в штабеле снижается до 30-35⁰С, и он разлагается в анаэробных условиях. При рыхло-плотном хранении навоз разлагается значительно быстрее, чем при плотном хранении. Данный способ хранения применяют в случае, когда за сравнительно короткий срок необходимо получить более разложившийся навоз.

При хранении навоза, до его внесения в почву необходимо получить органическое удобрение соответствующей степени разложения. Микробиологические процессы, протекающие в штабеле навоза, должны привести к гумификации и минерализации органических веществ и накоплению в нем доступных растениям питательных веществ во всей толще штабеля. Следовательно, способы хранения навоза должны исключить (или максимально уменьшить) потери из него питательных веществ. В зависимости от конкретных условий рекомендуется несколько способов хранения навоза, при которых разложение происходит в разных условиях и сопровождается неодинаковыми потерями азота и сухого вещества.

Рыхлый (горячий) способ хранения навоза заключается в том, что закладка штабеля навоза не сопровождается его уплотнением. В связи с этим разложение навоза происходит в анаэробных условиях и при высокой температуре («горячий навоз»), что сопровождается большими потерями азота и органического вещества, теряет свои питательные вещества. Качество навоза зависит от степени его разложения.

Таким образом, при изложенных способах хранения получают навоз, различающийся по степени разложения:

1. на свежий (слаборазложившийся),
2. полуперепревший, перепревший (сильноразложившийся),
3. перегной

Свежий (слаборазложившийся) навоз, в котором использованная на подстилку солома сохраняет свою типичную (желтую) окраску и прочность.

В полуперепревшем навозе солома уже теряет свою прочность и приобретает темно-коричневую окраску, теряет 10-30% исходного органического вещества.

Перепревший (сильноразложившийся) навоз, представляет собой темно-коричневую, черную массу, в которой практически незаметны отдельные соломинки, рыхлый, сыпучий материал, теряет 50% исходного органического вещества.

Перегной – минерализованная однородная землистая масса черного цвета, потерявшая до 75% органического вещества.

Наиболее качественным является полуперепревший и перепревший навоз, характеризующийся максимальным количеством питательных веществ, отсутствием паразитического и инфекционного начала, снижением всхожести семян сорных растений.

Навоз – полное органическое удобрение, содержащее все необходимые для растения питательные элементы. После внесения его в почву он под влиянием микроорганизмов минерализуется. Скорость минерализации зависит как от качества навоза, так и от свойств почвы и является удобрением длительного действия. Так, в первый год внесения используется 25% азота, 35% фосфора, 45% калия; во второй год процент использования элемента питания культурой снижается на 10%: 15% азота, 25% фосфора, 35% калия; третья культура усваивает: 5% азота, 15% фосфора, 25% калия

Основной способ применения – внесение его под вспашку. Доза навоза, вносимого, под основную обработку колеблется, в зависимости от: степени разложения навоза, особенностей удобряемой культуры, почвенно-климатических условий следующим образом. На дерново-подзолистых и серых лесных почвах дозы навоза под зерновые культуры составляют 50-60 т/га, пропашные – 60-80т/га, картофель, овощи – 100-180т/га. На темно-серых и черноземных почвах дозы навоза снижаются: под зерновые культуры вносят 30-40т/га, под пропашные – 40-60 т/га, под овощи, картофель – 60-80т/га; на почвах солонцового комплекса дозы органического удобрения колеблются: под зерновые 30 т/га, пропашные – 30-50т/га, картофель, овощи – 50-70т/га. Под силосные, овощные культуры, картофель и корнеплоды навоза вносят больше, чем под зерновые растения. Причем, чем беднее почва гумусом и питательными веществами, тем больше при прочих равных условиях следует вносить навоза. При определении места внесения в севообороте необходимо учитывать биологические особенности и экономическое значение каждой культуры. Органические удобрения очень ценны для культур, чувствительных к высокой концентрации солей в почвенном растворе, особенно в начале их роста и развития. Высокие дозы навоза целесообразно применять под наиболее отзывчивые на него культуры: кукурузу, огурцы, картофель, корнеплоды, озимые культуры.

Требования к внесению навоза:

1. Недопустимо внесение навоза мелкими кучками, поскольку они промерзают, теряют питательные вещества, сохраняют всхожесть семян сорной растительности, создают пространственную неравномерную минерализацию, что отражается на пестроте урожая.

2. После внесения навоза допускается разрыв во времени до заделки удобрений не более 3 часов. Установлено, что разбросанный, но еще не заделанный навоз уже в первые несколько дней теряет весь аммиачный азот.

3. Оптимальный способ внесения навоза – большегрузными разбрасывателями типа РОУ-6, РОУ–9, ПРТ-10, ПРТ-12. Допускается неравномерность внесения по длине 20%.

4. Глубина заделки навоза составляет 15-30см, заделку производят плугом с предплужником. С глубиной заделки связаны условия разложения навоза, степень использования его питательных веществ культурами. При мелкой заделке во влажный слой почвы навоз распадается интенсивнее. Глубокая заделка, особенно в переувлажненную, затрудняет разложение. В случае недостатка влаги в почве (в засушливых регионах) мелкая запашка навоза ухудшает условия его разложения и сопровождается более сильным иссушением почвы.

18. Особенности применения бесподстилочного навоза и птичьего помета.

Понятие, классификация

Традиционная технология содержания животных на соломенной подстилке требует значительных затрат труда на уборку соломы с полей, транспортировку, удаление из помещений. Поэтому в практику животноводческих ферм внедряется технология бесподстилочного содержания животных. При содержании животных без подстилки создаются благоприятные условия для полной механизации и автоматизации работ при удалении навоза. Ликвидируются наиболее трудоемкие операции в производстве зерна – сволакивание, скирдование, уборка и транспортировка соломы к фермам. Бесподстилочный навоз можно доставлять дешевым трубопроводным транспортом и эффективно использовать в специализированных растениеводческих хозяйствах, занимающих значительные площади пропашными и кормовыми культурами.

Бесподстилочный навоз – смесь твердых экскрементов, мочи, небольшого количества подстилки и корма, представляет собой полидисперсную текучую смесь. В зависимости от степени разбавления водой бесподстилочный навоз относят: к полужидкому, когда содержание сухого вещества составляет более 8% (до 11%), а на воду приходится 90%; жидкий бесподстилочный навоз содержит 7-8% сухого вещества, 92-93% воды; навозная жижа (стоки) содержат менее 3% сухого вещества.

Продолжительность хранения бесподстилочного навоза определяется почвенно-климатическими и организационно- хозяйственными условиями. В зависимости от перечисленных факторов она колеблется: от 2-3 месяцев в южных районах до 5-6 месяцев в северных. При хранении навоз обычно расслаивается на три слоя. Сверху образуется плотный плавающий слой, внизу – осадок, а между ними осветленная жидкость. Каждый слой характеризуется различной удобрительной ценностью. Твердая фаза в 2 раза богаче азотом, в 5 раз – фосфором и на 25% – калием по сравнению с жидкой фазой. Расслаивание бесподстилочного навоза при хранении усиливается с увеличением количества воды. Поэтому перед внесением жидкий навоз необходимо перемешивать с помощью специальных устройств, добиваясь однородного состояния.

Питательная ценность бесподстилочного навоза

Химический состав бесподстилочного навоза зависит от вида животных и качества скармливаемого корма. Использование концентрированных кормов сопровождается значительным накоплением азота и фосфора в экскрементах, при кормлении грубыми видами кормов увеличивается доля калия, но сокращается доля азота и фосфора.

Наиболее богат по сухому веществу, питательными элементами навоз овец и лошадей. Содержание азота составляет: в навозе овец – 0,95%, крупного рогатого скота – 0,77%, свиней – 0,33%; содержание фосфора изменяется: наибольшие его значения сосредоточены в навозе свиней – 0,47% и крупного рогатого скота – 0,44%, минимальные – 0, 22 % – в навозе овец. По содержанию калия максимальные значения 0, 75 и 0, 71% принадлежат навозу овец и крупного рогатого скота, несколько меньше найдено калия в навозе свиней – 0,5%. Кроме основных питательных элементов для растений в бесподстилочном навозе содержится ряд микроэлементов. В одной тонне навоза крупного рогатого скота содержится (грамм): 2,8 Cu, 22 Mn, 12 Zn ,2,4B, а в одной тонне свиного навоза: 2,9 Cu, 12 Mn, 32 Zn , 0,11Mo. Важно, что соотношение C:N в бесподстилочном навозе колеблется 1:5, 1:10 – в этом состоит его характерная особенность, как удобрения. Причем в бесподстилочном навозе 50-70% азота представлено в растворимой форме, которая легко усваивается растениями. Благодаря более высокому содержанию аммиачного азота бесподстилочный навоз в первый год действует сильнее подстилочного, а по последействию уступает ему. Остальную часть составляет органически связанный (белковый) азот, который становится доступным для растений позднее, по мере минерализации. Фосфор содержится в навозе главным образом в органической форме, но последняя быстро минерализуется и хорошо используется растениями. По эффективности он превосходит фосфор минеральных удобрений. Калий в жидком навозе представлен исключительно растворимой формой и легко усваивается растениями. Следовательно, бесподстилочный навоз – ценное удобрение, действующее в течение одного года и не обладающее последействием.

Дозу бесподстилочного навоза устанавливают на основании потребности удобряемой культуры в азоте и содержании его в навозе, поскольку азот навоза оказывает сильное влияние на величину урожая.

Дозы навоза следует дифференцировать в зависимости от типа почвы, ее гранулометрического состава, сроков внесения, предшествующей культуры, реакции культуры на высокие дозы удобрений.

Экологически безопасной дозой бесподстилочного навоза является 150-200 т/га.

Бесподстилочный навоз вносят, прежде всего, под культуры, возделываемые на зеленую массу, картофель, овощи, многолетние злаковые травы, отличающиеся продолжительным вегетационным периодом, с последующей обязательной заделкой.

Песчаные и супесчаные почвы больше других нуждаются в органическом веществе, однако в районах с промывным водным режимом не допускается осеннее его внесение.

На суглинистых и глинистых почвах с высокой поглотительной способностью жидкий навоз можно вносить осенью, весной и летом, а на песчаных – только весной и летом. При внесении весной и в конце лета необходимо немедленно заделывать жидкий навоз. Это уменьшает потери аммиака.

Во избежание потерь азота бесподстилочного навоза на легких песчаных и супесчаных почвах его применяют в сочетании с соломой, торфом, зелеными удобрениями, тогда часть растворимого азота навоза временно иммобилизуется (консервируется) микрофлорой почвы, находится в органической форме и не вымывается (на 1 часть соломы либо торфа приходится 3 части бесподстилочного навоза). При использовании с соломой его вносят перед лущением поля, в начале осени.

Особенности применения птичьего помета

Птичий помет – ценное концентрированное органическое удобрение. Как и навоз, он содержит все основные питательные вещества, необходимые растениям, но в значительно большем количестве, чем в навозе. Содержание питательных веществ в помете сильно колеблется в зависимости от состава скармливаемых птицам кормов. В помете гусей и уток, питающихся, преимущественно травой, содержится меньше питательных веществ и больше воды, чем в помете кур, рацион которых насыщен концентрированными кормами.

Все питательные вещества в птичьем помете находятся в усвояемых для растений соединениях. Основная часть азота в нем представлена мочевой кислотой, которая при хранении превращается в мочевину, а затем в углекислый аммоний. Последний при неблагоприятных условиях хранения быстро разлагается на NH₃ , CO₂ , H₂O, что приводит к потерям азота. Хранение в больших кучах либо периодическое промерзание и оттаивание помета способствует разогреванию массы и сопровождается значительными потерями азота в аммиачной форме.

Химический состав птичьего помета следующий: 2,1% азота, в том числе 0,52% – аммиачного азота, 1,44% фосфора, 0,64% калия. По действию на урожай не уступает подстилочному навозу, вносится в дозах от 5-10 до 15 т/га. Наибольший эффект оказывает на кормовые растения: корнеплоды, овощи, картофель.

Виды пометных удобрений

Подстилочный помет. На подстилку применяют различные органические материалы: торф, измельченную солому, опилки. Подстилка способствует консервации питательных веществ помета и предохраняет их от потерь. К отрицательным сторонам подстилочного содержания птицы относятся: увеличение расходов связанных со стоимостью подстилочного материала, транспортных по подвозке подстилки и вывозке готового удобрения, а также низкая плотность посадки птиц на 1м2.

Бесподстилочный помет. Этот вид удобрения получают при напольном содержании птицы на планчатых или сетчатых полах, а также при клеточном содержании в птичниках. Бесподстилочный помет в основном расходуется для производства компостов и сухого помета и реже непосредственно на удобрение из-за технологических трудностей его дозированного внесения в почву. Отрицательная сторона производства жидкого помета – значительное увеличение расходов на его транспортировку, дополнительное строительство хранилищ, необходимых для хранения его зимой и летом, когда поля заняты посевами.

Сухой помет. Свежий бесподстилочный помет, который еще не содержит аммонийного азота, можно подвергнуть быстрой сушке на сушильных установках при температуре топочных газов на входе в барабан 600-700⁰С с экспозицией 40-80 минут. Высушенный помет – сыпучее гранулированное или порошкообразное концентрированное органическое удобрение, лишенное запаха и в значительной степени обеззараженное. Концентрация питательных веществ в сухом помете в 2-3 раза выше, чем в бесподстилочном сыром. При влажности 20% он содержит (%): азота – 5, фосфора – 4, калия - 2-3, кальция - 4,5, магния - 1,6.

Потери элементов питания, связанные с тепловой обработкой, зависят от сроков хранения помета. Минимальны они при переработке свежего помета. Термически высушенный помет – биологически малоактивный материал, пригодный для длительного хранения. Один из недостатков данного метода переработки помета на удобрение – значительные затраты и высокие эксплуатационные расходы.

Пометные компосты. Компостирование отходов современного промышленного птицеводства – один из важнейших приемов накопления пометных удобрений и защиты окружающей среды от загрязнения. В производстве компостов помимо торфа можно применять солому, опилки, лигнин, древесную кору, дернину. Под влиянием помета азот влагопоглощающих материалов при компостировании становится подвижным и доступным для растений. Он уменьшает также кислотность торфа и других наполнителей, создает более благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, участвующих в разложении органических веществ. С другой стороны, влагопоглощающие материалы задерживают жижу и аммиачный азот, которые выделяются при разложении помета, тем самым предотвращаются их потери.

Для компостирования лучше использовать свежий помет, так как в нем не потерян азот и он богат микрофлорой. С целью получения более качественного компоста, сбалансированного по элементам питания, уменьшения потерь азота, увеличения биологической активности рекомендуется на 1 тонну компостной массы добавлять 10-20 кг порошковидного суперфосфата или 20-30 кг фосфоритной муки. Вместо фосфорных удобрений можно использовать фосфогипс – 5-10% массы компоста. Наиболее качественные пометные компосты по удобрительным свойствам получают на основе торфа и соломы.

При удобрении пометом в почве накапливаются доступные для растений азот, фосфор и калий. Большая часть растворимых соединений азота в помете представлена углекислым аммонием. В почве часть аммонийного азота нитрифицируется и накапливается азот в нитратной форме. Чем выше доза, тем больше содержание нитратов в почве, поэтому нельзя ежегодно давать высокие дозы помета, особенно жидкого и полужидкого, на одних и тех же земельных участках. Поскольку не обеспечивает дальнейшего роста урожайности, а увеличивает содержание нитратов в почве и в урожае зеленой массы или сена выше допустимых пределов, создает опасность загрязнения ими грунтовых вод, ухудшает физические свойства почвы.

По действию на урожай помет ближе к минеральным удобрениям, чем к навозу, но последействие первого выше минеральных удобрений, так как часть азота в нем находится в органической форме и постепенно переходит в доступное для растений состояние.

Большая часть фосфора в помете, представленная органическими соединениями, мало закрепляется в почве в виде фосфатов железа, алюминия или кальция, а по мере минерализации органического вещества усваивается растениями, поэтому фосфор помета используется лучше фосфора минеральных удобрений. Поскольку помет – в основном азотно-фосфорное удобрение, то его применение обусловливает необходимость дополнительного внесения калийных удобрений.

При использовании пометных удобрений особенно важно следить за равномерным их разбрасыванием и немедленной заделкой в почву. Равномерность необходима для избежания очагов с высокой концентрацией питательных элементов, приводящих к гибели растений. Немедленная заделка обусловлена тем, что в помете содержится значительное количество азота в аммиачной форме, теряющегося при поверхностном внесении.

Нормы внесения помета устанавливают, как правило, на основании потребности культур в азоте и содержания его в удобрении, так как он оказывает сильное влияние на величину урожая. Внесенные с пометом элементы питания не полностью усваиваются растениями. Часть их теряется или переходит в малодоступные формы, поэтому при расчете доз следует учитывать коэффициенты использования растениями питательных элементов.

Твердые пометные удобрения целесообразно применять под пропашные культуры, озимые и однолетние травы, а в лугопастбищных севооборотах вносить жидкий помет в качестве подкормки. В районах достаточного увлажнения помет и его компосты можно заделывать дисковыми орудиями и культиватором. В степных и засушливых районах на песчаных и супесчаных почвах наиболее эффективно запахивание.

19. Органические удобрения на основе природного сырья

Состав и свойства различных типов торфов

Торф – молодое геологическое образование. Сформировался в результате отмирания и неполного распада болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий не более 50 % на сухое вещество минеральных компонентов. Основные запасы торфа сосредоточены в Западной Сибири (сотни миллиардов тонн). В Красноярском крае перспективный запас торфа составляет около 3 млрд.тонн. Более 90% запасов торфа расположено в нечерноземной зоне, где является одним из важных ресурсов для увеличения накопления органических удобрений. Применение торфа и компостов на его основе включает в круговорот веществ в земледелии огромные природные запасы питательных веществ. Однако, необходимо помнить, что виды и типы торфов многообразны и неравноценны по качественным показателям. Поэтому способы использования его в качестве удобрения разнообразны.

В основу классификации торфа положен принцип, заключающийся в том, что фитоценоз образует соответствующий вид торфа и определяется по растительным остаткам, входящим в его состав. В свою очередь тип торфа основан на условиях его образования, в частности расположением торфяного болота по элементам рельефа. По условиям образования торфяные болота делят на три типа: верховые, низинные и переходные. Верховой торф образовался на возвышенных элементах рельефа из растительности верхового типа: сфагновых мхов, пушиц, багульников, примесь растительности низинного типа не превышает 5%. Видовой состав растительности верхового торфа отличается малой требовательностью к элементам питания и влаге. Переходный торф образуется из растительности верхового и низинного типов при содержании каждой их них 5% Видовой состав переходного торфа представлен осоково-травяной и древесно-кустарниковой растительностью, питаемой поверхностным стоком с суходолов. Переходный торф чаще залегает прослойками небольшой толщины между низинным и верховым торфом. Низинный торф сформировался в пониженных частях рельефа под влиянием грунтовых вод. В его образовании участвует растительность низинного типа: гипновые мхи, осока, тростник, хвощ, береза, ель, сосна, характеризующиеся требовательностью к наличию питательных веществ и влаге.

В названии вида торфа входят растения – торфообразователи, в связи с этим видовой состав торфа выделяют как: моховый, травяной, древесный. При этом определяют процентное содержание остатков каждого из растений.

Для определения качества торфа важно учитывать следующие показатели: ботанический состав, степень разложения, кислотность, зольность и содержание питательных веществ в торфе.

Ботанический состав – важный признак, характеризующий качество торфа. Сфагновый верховой торф отличается бедностью питательными веществами, малой зольностью, кислой реакцией и низкой степенью гумификации. Он обогащен целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином, смолами, восками, но беден гуминовыми веществами не более (20%), что замедляет его разложение в почве. Обладает высокой влагоемкостью и способностью поглощать газообразные вещества. Преобладание в составе торфа остатков травяной растительности: осок, тростников, древесных растений указывает на принадлежность к типу низинного торфа. Такой торф богаче зольными элементами, характеризуется высокой степенью разложения, насыщен веществами гуминовой природы, причем они качественно отличаются от верхового торфа - находятся в соединении с кальцием.

Степень разложения растительных остатков торфа или так называемый показатель степени разложения. Он колеблется в широком интервале (от 1-5 до 60-80%) и служит характеристикой органического вещества торфа: с возрастанием его количество легкогидролизуемых веществ уменьшается, а гуминовых О возрастает. Степень разложения в сочетании с ботаническим составом оказывает существенное влияние на влагоемкость торфа: по мере ее снижения влагоемкость возрастает, и наоборот. Степень разложения торфа устанавливают специальными анализами на его дисперсность, т.е. по способности разлагаться на основные части. В полевых условиях ее можно определить, учитывая внешний вид торфа: пластичность, цвет отжимаемой жидкости. От степени разложения торфа зависят его физические и агрохимические свойства. Чем ниже степень разложения, тем выше воздухоемкость, влагоемкость и газопоглотительная способность. Так, торф с содержанием 5-25% гумифицированных веществ называют слаборазложившимся. Его целесообразно применять на подстилку, пропуская через скотный двор, и использовать на удобрение в виде торфяного навоза. При степени разложения 25-40% торф называют среднеразложившимся. Этот торф лучше применять на удобрение после компостирования. Торф со степенью разложения более 40% называют сильноразложившимся. Его можно использовать на удобрение после добычи и проветривания без предварительного компостирования, но лучше в сочетании с другими органическими и минеральными удобрениями.

Зольность торфа определяется по процентному соотношению остатка, образовавшегося при прокаливании к общей массе образца. Выделяют торфа нормальной зольности и высокозольные. Нормальнозольным называют торф, содержащий золы до 12%, а высокозольный – более 12%. Причем высокозольные торфа встречаются преимущественно в низинном торфе. Зольность низинного торфа колеблется от 6до 18%, переходного – от 4 до 6 %, верхового – 2-до 4%.Среди зольных элементов торфа наибольшее значение имеют кальций и фосфор. Степень насыщенности кальцием верхового торфа не превышает 20%, в переходном торфе ее значения возрастают до 20 - 45%, максимальные величины найдены в низинном торфе 45-7 0%. Сильно минерализованный торф формируется обычно в результате вторичного засоления. Торф с содержанием фосфора более 3% – хорошее фосфорорганическое удобрение. Такой торф называют вивианитовым.

Влагоемкость и адсорбционная способность. Полная влагоемкость торфа – способность поглощать и удерживать воду под влиянием молекулярных и капиллярных сил. Полная влагоемкость определяется содержанием массы воды, выраженным в процентах к массе сухого вещества. Причем, с увеличением степени разложения она уменьшается в связи с разрушением структуры растительных остатков, способных поглощать и удерживать влагу. В процессе разложения растительных остатков образуются гуминовые вещества, которые придают торфу коллоидные свойства необратимости. Проявление коллоидных свойств необратимости в торфе зависит от степени разложения и природы растений – торфообразователей. Слаборазложившийся торф почти не обладает свойствами необратимости, что позволяет использовать его на подстилку в животноводстве.

Наряду с влагоемкостью торф обладает способностью поглощать содержащиеся в воздухе в виде водяных паров влагу и газы. Слаборазложившийся торф по сравнению с хорошо разложившимся имеет большую поглотительную способность, так как он более пористый и рыхлый. На величину гигроскопичности влияют температура и давление пара. Торф также адсорбирует из воздуха содержащийся в нем аммиак, углекислоту, сероводород и другие газы.

Адсорбционная способность зависит от вида торфа. Повышенная она пушицевых, осоковых, гипновых, древесных видов торфа достигает 2-3%. При повышении влажности воздушно-сухого торфа адсорбционная способность его повышается за счет способности аммиака растворяться в воде. Зольность отрицательно сказывается на адсорбционных свойствах. Адсорбционная способность торфа – ценное свойство при использовании на подстилку в животноводческих фермах, так как содержание в воздухе вредных газов значительно уменьшается, улучшаются зоогигиенические условия. Поглощение торфом газов улучшает агрономические качества торфяного навоза.

Кислотность. Торф по своей химической природе имеет кислую реакцию, обусловленную содержанием органических кислот и подвижного алюминия. Кислотность низинного торфа пониженная, частично нейтрализованная присутствием кальция. Верховой торф не содержит или содержит малое количество кальция, его кислотность наиболее высокая. Тип торфа с большей точностью определяется по показателям кислотности (pH) верховой - 2,6-3,2, переходный - 3,4-4,2, низинный - 4,8-5,6.

Содержание питательных веществ в торфе. В разных видах и типах торфа оно неодинаково. Торф, как и навоз, содержит все необходимые для растений питательные элементы, но в другом соотношении. Из трех макроэлементов в нем больше всего сосредоточено азота: от 0,7-3,5%, поэтому торф называют азотной рудой. Но основное его количество находится в сложных органических соединениях гуминовых веществ в форме белкового азота, недоступного растениям, небольшая часть – в лигнине, битуме и других соединениях. Азот торфа может быть использован растениями после его минерализации при внесении в почву. Процесс минерализации протекает длительное время (при компостировании, после применения на подстилку в животноводческих фермах). Фосфора в торфе значительно меньше, чем азота. Его содержание колеблется от 0,05% (в верховых торфах), до 0,6% в низинных. Более богат фосфором древесный и древесно-осоковый низинный торф. Калия в торфе мало. По образному выражению Д.Н.Прянишникова торфяные почвы являются выдающимися по бедности калием – 0,05 – 0,2%. Однако он находится в легкодоступной для растений форме.

Особенности применения торфа

Верховой торф – прекрасный подстилочный материал, особенно сфагновый и осоковый торф. Высокая влагоемкость его обуславливает максимальное поглощение жидких выделений животных, а кислотность и большая емкость поглощения обеспечивает сохранение аммиачного азота. Кроме того верховой торф обладает бактерицидным действием, поэтому содержание животных на такой подстилке оказывает благотворное влияние на их здоровье, они меньше болеют (благодаря тому, что в составе торфа содержатся фенолы, летучие кислоты, дубильные вещества).

Переходные торфа используют для производства торфоперегнойных горшочков в овощеводстве – для выращивания рассады овощных, цветочных и декоративных культур. Это основной материал для получения различных грунтов, торфоблоков и субстратов для теплиц и парников. При выращивании овощных, плодовых и ягодных культур переходные торфа применяют в качестве мульчи. Мульча препятствует образованию почвенной корки и развитию сорняков. Она способствует улучшению водного, воздушного и температурного режимов верхнего слоя почвы. При мульчировании торф вносят поверхностно в междурядья, толщина слоя до 5см. После уборки культуры или при междурядной обработке приствольных кругов многолетних насаждений торф заделывают в почву.

Низинный торф можно использовать как удобрение. После его добычи следует провести проветривание для удаления избыточной влажности торфа и окисления содержащихся в нем закисных соединений. Следует помнить, что основная часть азота и фосфора находится в недоступной для растений форме, поэтому в первый год внесения он не может служить источником азотистого питания. Следовательно, без дополнительного внесения минеральных удобрений под урожай первой культуры не удается. Наряду с этим переходные и низинные торфа могут применяться как компонент для компостирования. При компостировании торфа с биологически активными органическими удобрениями – навозом, птичьим пометом – усиливаются микробиологические процессы, азот торфа за короткий срок становится более доступным для растений. В результате биотермических процессов при компостировании погибают патогенные организмы и лишаются жизнеспособности семена сорных растений, которые в большом количестве содержатся в свежем навозе.

Сапропель, его питательная ценность и особенности применения

Сапропель – донные отложения пресноводных водоемов, представляющие собой органо-минеральные комплексы веществ, формирующиеся в результате биохимических, микробиологических и физико-механических процессов из остатков населяющих озеро растительных и животных организмов, а также приносимых в водоем водой и ветром органических и минеральных примесей.

Наши пресные озера богаты жизнью. Многочисленные растения стелются по поверхности воды, пронизывают всю ее толщу, скапливаются клубками на дне. В грунте и воде обитают миллиарды существ. Каждую осень значительная часть растений и животных умирает и опускается на дно. Сюда же попадают сносы с берегов. И здесь на дне, в результате сложного биохимического процесса образуется ценнейший природный концентрат – сапропель. Часто сапропели путают с донными илами. Но эти отложения различны и по происхождению и по составу, и по своим свойствам. Донные илы – это все, что сносится в водоем с берегов и откладывается по течению рек, ручьев, сильно проточных озер. Сапропели же образуются только в озерах стоячих или со слабыми течениями.

Внешне сапропель имеет вид желеобразной однородной массы, которая в верхних слоях по консистенции приближается к сметанообразной, а в нижних, более плотных, может хорошо резаться ножом. На консистенцию сапропеля сильно влияют минеральные примеси, присутствующие нередко в значительном количестве и придающие ему характер глинистых, песчаных и известковых образований.

Окраска сапропеля очень разнообразна: коричневая, темно-оливковая, почти черная, серо-желтая, зеленоватая, розовая и даже красноватая. Цвет сапропеля выполняет существенную роль при его оценке, так как указывает на наличие некоторых органических и неорганических веществ: зеленоватый – хлорофилла, розовый – каротина, голубоватый - вивианита, черный, быстро темнеющий на воздухе, восстановленного железа, сероватый – извести.

Сапропель сдержит большое количество органических соединений и многие ценнейшие химические вещества. Поэтому сапропель широко применяется в сельском хозяйстве: он ценен как удобрение, его вносили на поля еще в средние века, так как он содержит все необходимые для развития растений вещества, некоторые виды сапропелей пригодны как минерально-витаминная подкормка для всех видов сельскохозяйственных животных. В значительных объемах сапропели используются для улучшения малопродуктивных земель при очистке заиленных водоемов. Выгода здесь двойная: обновляется озеро, практически потерявшее свою ценность, и вовлекаются в хозяйственный оборот малопродуктивные земли, расположенные вдоль берегов.

Методы добычи сапропелей могут быть самыми различными. Добывают сапропель плавучими кранами или экскаваторами. Иногда осушают озера и залежи и разбрасывают с помощью бульдозеров. Однако эти методы добычи сапропеля трудоемки и малоэкономичны из-за большого количества перевалочных операций. Самый дешевый и распространенный метод – добыча с помощью землесосных установок различных установок, оборудованных специальными разрыхлителями. При этом сапропель прямо из озера попадает на поля или отстойники.

Химический состав сапропеля . Сухое вещество сапропеля состоит из органического вещества и золы. Состав органической массы сапропеля различных месторождений значительно различается и изменяется в следующих пределах (%): гуминовые кислоты- 11,3-43,4, фульвокислоты-2,1-23,5, негидролизуемый остаток-5,1-22,6, гемицеллюлоза-9,8-52, 5, целлюлоза- 0,4-6, битумы-5,5-15. Следовательно, азот представлен в основном труднодоступными для растений высокомолекулярными соединениями, прочно связанными с гуминовыми веществами.

Один из классификационных показателей сапропеля – зольность. Она колеблется от 20 до 90%. По степени зольности сапропель подразделяется на: низкозольные – 30%, среднезольные– 30-50%, повышеннозольные – 50-70%, высокозольные – 70-75%. Величина и характер золообразующих компонентов сапропеля обусловливается особенностью его формирования и зависит от химического состава питающих водоемы вод, поступления минеральных веществ с речными наносами. Основные компоненты золы сапропеля: окись кремния, углекислый кальций, окись магния, железа, алюминия, марганца, фосфора, натрия.

Применение сапропеля в качестве удобрения повышает урожайность сельскохозяйственных культур, улучшает водно-физические и агрохимические свойства. Обладая клеящей способностью, сапропель улучшает почвенную структуру, придает ей комковатость, рыхлость, увеличивает влагоемкость, пористость и воздухопроницаемость.

Сроки внесения и способы заделки под все культуры принципиально не отличаются от таковых для других органических удобрений, но сапропелевые удобрения в отличие от последних необязательно заделывать в почву сразу, же после распределения по полю, это можно сделать спустя 3-7 дней.

Целесообразнее использовать сапропель на песчаных и супесчаных почвах, так как эффективность его здесь значительно выше, чем на почвах тяжелого гранулометрического состава.

Кроме того, обнаружена высокая эффективность известкового сапропеля. По своему действию он не уступает мелу и доломитовой муке, а иногда дает лучшие результаты. Это обусловлено тем, что в его составе кроме карбонатов, присутствуют другие ценные компоненты, необходимые для питания растений. Содержащийся в сапропеле кальций значительно понижает кислотность почвы, что сопровождается увеличением содержания подвижных форм фосфора и калия. С увеличением урожайности улучшается качество продукции. В зерне ячменя и озимой ржи возрастает количество белка, повышается их кустистость, увеличивается содержание каротина и сырого протеина в зеленой массе гороха, улучшаются товарные качества картофеля.

Вносить сапропель на поля можно передвижными дальноструйными дождевальными установками, оснащенными устройством для улавливания твердых и измельчения растительных включений в пульпе.

20. Органические удобрения, полученные на основе отходов и продукции растениеводства

Солома – незерновая часть урожая. Она представляет собой листья и стебли, оставшиеся, после обмолота урожая зерновых культур. Длина соломы колеблется в пределах от 30 до 180 см в зависимости от культуры, сорта, погодных условий в период вегетации, применения удобрений и препаратов, регулирующих высоту растений. Солома яровых культур, как правило, более мягкая и менее прочная, поэтому ее используют для кормовых целей. Солома озимых культур более пригодна на подстилку, а также в качестве органического удобрения.

Солома состоит в основном из трех групп органических соединений: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Целлюлоза представляет собой глюкозу, связанную в мицелярные молекулы. Гемицеллюлоза образована из пентозанных сахаров. Лигнин – полимер ароматических соединений, придающий растительному материалу прочность и жесткость. Кроме основных групп органических соединений в соломе небольшое количество белка, восков, сахара, солей, и нерастворимой золы. Поэтому, солома, прежде всего, источник углерода для гумификации, углекислого газа для микроорганизмов, повышения биологической активности почвы. Следует помнить, что численность организмов-антагонистов повышается при внесении в почву в качестве удобрения – солому. При этом уменьшается жизнеспособность конидий обыкновенной корневой гнили. Но успешным этот процесс обеззараживания почвы будет происходить только при температуре воздуха выше 10⁰С и влажной почве в период запашки растительных остатков, иначе может произойти накопление токсигенных грибов. Кроме того, органические удобрения стимулируют развитие некоторых энтомофагов, таких как хищных жужелиц, уничтожающих проволочников. Органические соединения соломы химически стабильны и могут быть использованы растениями только после разрушения ее структуры микроорганизмами. В первую очередь разрушаются простые углеводы и белки, затем целлюлоза и гемицеллюлоза, в последнюю очередь разлагается лигнин.

Солома содержит в своем составе элементы питания (%): 35-40 – приходится на углерод в доступной для растений форме, 0,5 – азота, 0,2 фосфор, 1 калий. Кроме того, следующие микроэлементы: бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт. Как видно из данных химического состава соломы, отношение углерода к азоту широкое. В прямой зависимости от соотношения углерода к азоту находится скорость разложения соломы. Чем это соотношение уже, тем быстрее разложится солома. Наиболее легко разлагаются углеводы, белки и водорастворимые органические соединения; значительно устойчивее лигнин, липиды, восковые вещества, смолы и фенольные соединения. Молодые растения, богатые белковыми соединениями и углеводами, разлагаются быстро, их распад заканчивается в течение 30 дней. Несколько дольше разлагается солома растений, скошенных в фазу молочно-восковой и полной спелости. Это объясняется тем, что солома спелой яровой пшеницы накапливает значительное количество ароматических соединений фенольной природы, а, поэтому отношение углерода к азоту расширяется. Полный цикл разложения соломы проходит на черноземных почвах за 3-4года, на почвах элювиального ряда- 4-5лет. В связи с этим, при внесении соломы в чистом виде в первый год наблюдается некоторое снижение урожая в результате дополнительного потребления азота почвы микрофлорой, разлагающей солому.

Особенности применения соломы в качестве удобрения

Известны следующие способы использования соломы на удобрение: использование в качестве мульчи, при получении подстилочного навоза, при производстве компостов, непосредственно на удобрение.

Использование в качестве мульчи. Мульчирование – равномерное внесение резки соломы и заделка ее дисковыми орудиями в почву с помощью бороны или лущильника. Резку соломы оставляют на поверхности почвы для сохранения влаги, улучшения микробиологической активности, агрофизических свойств почвы. Недостаток данного приема состоит в том, что использование соломы провоцирует всхожесть семян сорных растений.

Получение подстилочного навоза. Традиционный способ использования соломы на удобрение – применение на корм и постилку сельскохозяйственным животным, в результате чего получается подстилочный навоз. Из-за большого объема, жесткости, высокого содержания клетчатки, инкрустированной лигнином, низкого содержания питательных веществ животные не могут потреблять солому в больших количествах. Рационы, насыщенные соломой не обеспечивают высокой продуктивности животных. Более половины скармливаемой животным соломы не усваивается и попадает с экскрементами в навоз.

Солома зерновых культур, особенное гречихи, хороший подстилочный материал, применение которого способствует улучшению санитарных условий в животноводческих помещениях. Солому на подстилку животным лучше применять в виде резки длиной 8-10см. Резка больше, чем целая солома, поглощает жидкости, с резаной соломой навоз лучше буртуется, сокращаются потери азота и органического вещества. Использование резки позволяет сократить объем подстилки на 25%.

Производство компостов. Для использования полужидкого и твердой фракции жидкого навоза их необходимо смешать с влагопоглощающим материалом с последующей укладкой в штабеля для обеззараживания и хранения. Солома, предназначенная для компостирования, должна быть убрана комбайном в копны и перевезена к площадкам компостирования. Закладку штабеля компоста начинают с подготовки соломенной подушки. Измельченную солому укладывают шириной 4м на длину площадки и уплотняют гусеничным трактором. Толщина подушки после прикатывания должна составлять 50-70см. Затем на подушку вывозят подстилочный навоз и переслаивают его соломой в соотношении навоз- солома 10:1 по массе. В зависимости от влажности навоза штабель наращивают до высоты 2,0-2,5м. В зимний период применяют очаговый способ компостирования. Летом рекомендуется готовить компосты площадочным способом. В летний период компосты созревают в течение 2-3 месяцев, после чего их можно вносить в почву. Использование соломы для компостирования требует меньших затрат, чем на подстилку животным, так как отпадают операции по раздаче и уборке подстилки. По физическим свойствам и эффективности компосты с соломой близки к соответствующим видам подстилочного навоза.

Непосредственное применение на удобрение. Во время уборки зерновых культур солому измельчают и равномерно распределяют по поверхности почвы. Вслед за уборкой и измельчением соломы жнивье лущат. Лущение тяжелой дисковой бороной с вырезами обеспечивает заделку резаной соломы и стерни на глубину 8-10см и их разложение в аэробных условиях. Направленность процессов трансформации соломы в почве, прежде всего от степени ее измельчения. Чем мельче резка соломы, чем больше она измята и расплющена, тем скорее пройдет ее разложение с преобладанием процессов минерализации до конечных продуктов. Наоборот, увеличение длины частиц замедляет минерализацию углерода и азота. Не менее важен для характера протекающих процессов химический состав соединений, входящих в состав соломы.

Основная часть соломы – клетчатка – разлагается в почве грибами актиномицетами и бактериями, которые продуцируют фермент целлюлазу. Скорость разложения клетчатки соломы невелика, так как она связана с лигнином, смолами и восками. В зависимости от состава микробных сообществ при разложении клетчатки формируются низкомолекулярные кислоты, спирты и ризорцин, принимающие активное участие в построении гумусовых веществ.

Наиболее важный прием регулирования образования гумусовых веществ – способы обработки почвы. В уплотненном слое интенсивность микробиологического разложения соломы снижается, что способствует ее гумификации. Заделывая солому в, верхние слои пахотного горизонта и поддерживая, их в рыхлом состоянии, она довольно быстро подвергается минерализации под воздействием аэробных микроорганизмов. На процессы гумификации положительно влияет безотвальная обработка почвы. Коэффициент гумификации при безотвальной обработке почвы на 23-25% выше, чем при вспашке с оборотом пласта.

Установлено, что в соломе и продуктах ее распада обнаружен ряд производных фенола (ванилиновая, кумаровая, салициловая и бензойная кислоты), токсически действующих на растения. Фитотоксичный эффект продуктов разложения соломы проявляется в замедлении роста корней, нарушении обмена веществ, подавлении дыхательного процесса. Особенно чувствительны к токсинам первичные корни.

Значительную роль в снижении депрессирующего эффекта соломы на растения выполняет азот. Для компенсации использованного микроорганизмами азота в почву вносят дополнительную дозу этого элемента из расчета 8-10 кг на тонну соломы. Наилучший эффект достигается при добавке сульфата аммония за 7 дней до внесения соломы.

Таким образом, условия разложения соломы в почве выполняют главную роль в характере распада органического вещества. Образующиеся при этом фитотоксичные соединения в аэробных условиях могут быть быстрее усвоены микроорганизмами, инактивированы в результате в результате адсорбции на коллоидах или нейтрализованы другими соединениями. В анаэробных условиях токсичные вещества сохраняются более длительное время, особенно при низких температурах и недостатке азота.

Зеленое удобрение, сущность сидерации, ее значение

Удобрение почвы зелеными растениями было известно за много веков до новой эры. Родиной зеленого удобрения считаются страны древней земледельческой культуры – Китай и Индия, которые возделывают растения в целях удобрения около 3000 лет. В практике земледелия зеленое удобрение применялось еще древними римлянами, которые с его помощью восстанавливали плодородие почвы. На зеленое удобрение широко использовали люпин, который благодаря своим биологическим особенностям мог расти на самых бедных почвах.

В 16 веке зеленое удобрение из Италии начало распространяться во Франции, Испании, а в конце 18 века в Германии. Успешное применение люпина на зеленое удобрение в Германии обязано трудам Шульца и Гельригеля, которые теоретически и практически доказали важную роль люпина на зеленое удобрение по улучшению плодородия почвы и обогащению ее азотом. Из Германии люпин был завезен в Польшу, где он нашел широкое применение. Зеленое удобрение называют сокращенно сидерация. Термин сидерация впервые был предложен в 19 веке французским ученым Ж. Вилем (Сельскохозяйственная энциклопедия, 1974). В связи с этим специальные посевы культур, растительная масса которых полностью или частично запахивается в почву для повышения ее плодородия, называют сидерацией, а саму культуру сидератом.

В России впервые опыты с люпином проводились профессором П.В.Будриным на опытном поле в Новой Александрии и профессором С.М.Богдановым на почвах бывшего Радомысльского уезда. Этими опытами и было положено начало внедрения люпина в России.

Выдающееся место по разработке теоретических вопросов и внедрению люпина на зеленое удобрение принадлежит академику Д.Н.Прянишникову и Е.К.Алексееву, которые настойчиво пропагандировали необходимость применения люпинового удобрения, особенно в нечерноземной полосе на бедных песчаных почвах.

В настоящее время с увеличением применения минеральных удобрений в Нечерноземной зоне резко возрастает санитарно-гигиеническая роль промежуточных культур в охране окружающей среды от потерь элементов питания, которые хорошо поглощаются промежуточными культурами и удерживаются от фильтрации и смыва. После запашки промежуточной культуры питательные вещества ее легко минерализуются и повторно включаются в хозяйственно-биологический круговорот при выращивании товарных и кормовых культур. Установлено, что кормовая ценность зеленой массы, запаханной на удобрение, обычно не возмещается прибавкой урожая в последующие годы. Вместе с тем максимальное насыщение севооборотов зерновыми культурами, необходимость сокращения потерь азота от вымывания, целесообразность увеличения запасов органического вещества в почве – создает предпосылки для широкого применения зеленого удобрения в качестве промежуточной культуры. Кроме того, посевы промежуточных культур на зеленое удобрение благодаря густому стеблестою подавляют сорняки, а после запашки растительных остатков в почве развивается полезная микрофлора, которая угнетает семена сорняков и возбудителей корневых гнилей. При этом, засоренность посевов снижается на 50%, пораженность корневыми инфекциями – почти в 2 раза. Оздоровление почвы происходит в результате снижения численности фитопатогенной микрофлоры вследствие нарушения состояния покоя спор фитопатогенов, которые прорастают и лизируются (разрушаются) почвенной микрофлорой в отсутствие растений-хозяев.

Питательная ценность зеленых удобрений, их использование

Зеленое удобрение – свежая растительная масса, запахиваемая в почву для обогащения ее органическим веществом, азотом и другими элементами питания. В зависимости от того возделывают сидераты в чистом виде или в смеси с другими культурами различают самостоятельные и уплотненные (смешанные) посевы сидератов. При самостоятельном посеве сидераты занимают поле 1-2 сезона или даже несколько лет. Если сидераты возделывают в течение короткого периода от уборки одной культуры до посева другой, то их называют промежуточными, или вставочными. Либо в междурядьях основной культуры или под ее покровом выращивают побочную культуру. Затем основную культуру убирают на хозяйственные цели, побочную подвергают запашке. Такой способ называется уплотненными посевами и позволяет получить значительное количество зеленой массы еще во время роста и развития основной полевой культуры.

Следует отметить, что разнообразны также и способы использования выращенной зеленой массы сидератов. В зависимости от того, как будет использована растительная масса: вся надземная продукция растений и корни, или только определенная ее часть, различают три основные формы зеленого удобрения. При полном зеленом удобрении вся выращенная растительная масса подвергается заделке в почву. Укосным зеленое удобрение называют тогда, когда в почву заделывают лишь надземную массу сидерата, выращенную на другом участке и привезенную с него после ее скашивания. Отавное зеленое удобрение подразумевает запашку стерневых и корневых остатков растений после некоторого отрастания отавы.

В качестве промежуточных и подсевных культур на легких почвах используют кормовой (желтый) люпин, озимый рапс, рапс яровой, сурепица яровая, сераделла, на суглинистых почвах - горчица белая, донник, горох, вика и некоторые крестоцветные, которые после уборки ранних культур быстро растут осенью и не боятся временных заморозков.

Сущность и виды компостирования

Компостирование – один из приемов накопления местных органических удобрений. Оно необходимо для сохранения и уменьшения потерь питательных веществ в одних (органических удобрениях – навоз, навозная жижа) при их разложении и усиления доступности для растений элементов питания в составе других (инертном материале). Созревание компостов лучше всего происходит в весенне-осенний период. На этот процесс требуется от 2до 9 месяцев. В летние месяцы компост созревает быстрее, осенью и зимой – медленнее. При компостировании массу требуется перемешивать и укладывать неплотно: в условиях доступа воздуха в компосте поднимается температура, энергичнее идет разложение. Готовый компост представляет собой однородную массу. При компостировании торфа с навозом устраняется излишняя кислотность торфа, создаются условия для развития биологических процессов, ускоряется разложение торфа, благодаря чему количество подвижного, доступного растениям азота. Кроме того, в торфонавозный компост рекомендуется добавлять фосфоритную муку в количестве 1-2% и калийные удобрения – 0,5%. Торфонавозные компосты в теплое время года готовят обычно в поле; зимой их лучше готовить около животноводческих помещений или навозохранилищ. Компосты подготавливают несколькими способами: послойным, очаговым, площадочным.

Послойный способ применим в любое время года. В зимнее время, чтобы компост не промерзал, закладку штабеля следует производить за 1-2 дня.

Для использования полужидкого и твердой фракции жидкого навоза их необходимо смешать с влагопоглощающим материалом с последующей укладкой в штабеля для обеззараживания и хранения. Солома, предназначенная для компостирования, должна быть убрана комбайном в копны и перевезена к площадкам компостирования. Закладку штабеля компоста начинают с подготовки соломенной подушки. Измельченную солому укладывают шириной 4м на длину площадки и уплотняют гусеничным трактором. Толщина подушки после прикатывания должна составлять 50-70см. Затем на подушку вывозят подстилочный навоз и переслаивают его соломой в соотношении навоз: солома 10:1 по массе. В зависимости от влажности навоза штабель наращивают до высоты 2,0-2,5м. В зимний период применяют очаговый способ компостирования. Для этого навоз укладывают на торфяную или соломенную подушку отдельными кучами на расстоянии 1м одна от другой, а промежутки между ними засыпают торфом. Очаговый способ компостирования навоза с торфом обеспечивает лучшее разогревание компостов в зимнее время. Летом рекомендуется готовить компосты площадочным способом.

Выделяют два вида компостирования: биологическое и органоминеральное. Биологическое компостирование обеспечивает накопление высококачественного органического удобрения за счет менее ценных и инертных материалов. Один из компонентов компоста инертен (слаборазложившийся торф, солома, лигнин, кора, дерновая земля) и выполняет роль поглотителя влаги и аммиака. Другой (навоз, птичий помет, бесподстилочный навоз) – богат микрофлорой, органическими легкоразлагающимися азотистыми соединениями. В таких компостах преобладает первый компонент, второго на 10-15% меньше и лишь для того, чтобы вызвать вспышку микробиологических процессов разложения органических веществ. К этой группе компостов относят: торфо-навозные, торфо-фекальные, торфо-жижевые, компосты из соломы и других трудноразлагаемых органических материалов.

Органоминеральное – компостирование некоторых органических удобрений с минеральными туками и известью. Применяют его для обогащения органических удобрений недостающими питательными веществами и устранения их кислотности, которая угнетает развитие микрофлоры. К таким компостам относят: навозно – фосфоритные, торфо-фосфорные, торфо-известковые, торфо-навозно-фосоритные. В состав органических компостов можно ввести также микрофлору в виде бактериальных преператов.

Контрольные вопросы

Контрольные вопросы

1. На чем основана классификация азотных удобрений?
2. Аммиачная селитра, ее получение, свойства, применение.
3. Мочевина, ее свойства, требования, предъявляемые к ее внесению.
4. Особенности медленнодействующих азотных удобрений, их преимущества.
5. Каковы основные условия эффективного применения азотных удобрений?
6. Особенности использования аммиачной воды, ее свойства.
7. Дайте характеристику классификации удобрений.
8. Азотные удобрения, методы их получения.
9. Какие вы знаете основные месторождения фосфорных руд и что является сырьем для производства фосфорных удобрений?
10. На какие группы подразделяются фосфорные удобрения по их растворимости? Назовите основные удобрения по каждой группе.
11. Как получают порошковидный и гранулированный суперфосфат, в чем различие в их свойствах и применении?
12. Каковы преимущества двойного суперфосфата перед простым суперфосфатом?
13. Перечислите условия эффективного использования фосфоритной муки в качестве непосредственного удобрения?
14. Каковы основные условия эффективного применения фосфорных удобрений?
15. В чем состоит значение фосфорных удобрений?
16. Назовите главнейшие месторождения калийных солей и каковы особенности их химического состава?
17. Какие вы знаете основные способы получения хлористого калия и в чем их сущность?
18. Расскажите о применении хлористого калия?
19. Какие вы знаете сернокислые формы калийных удобрений и под какие культуры их следует применять?
20. Как устанавливается необходимость внесения калийных удобрений доз их применения?
21. Перечислите требования по использованию калийных удобрений.
22. Что такое комплексные удобрения, как они классифицируются и в чем их преимущества перед простыми удобрениями?
23. Какие требования предъявляются к смешиванию удобрений, какие простые удобрения нельзя смешивать заблаговременно и почему?
24. Какие соотношения желательны N:P:K в смесях для разных культур и почв?
25. Какие вы знаете сложные удобрения, каково содержание в них питательных веществ и каковы особенности их применения?
26. Перечислите комбинированные удобрения; расскажите о способах получения, свойствах и применении сульфатной нитрофоски.
27. Что такое нитрофосы нитроаммофосы?
28. Что вы знаете о полифосфатах аммония?
29. Значение и классификация органических удобрений.
30. Состав и свойства подстилочного и бесподстилочного навоза. Действие на урожайность культур и почву.
31. Перечислите способы хранения навоза, их характеристика.
32. Особенности применения подстилочного навоза, требования, предъявляемые к его внесению.
33. Химический состав птичьего помета, особенности применения.
34. Состав и свойства различных типов торфов, использование в сельском хозяйстве.
35. Какова эффективность навоза в различных почвенно-климатических зонах?
36. Химический состав сапропеля, особенности применения.
37. Удобрительные свойства соломы. Влияние на урожайность и фитосанитарное состояние почвы.
38. Зеленые удобрения. Их значимость. Сидеральные культуры. Действие на урожайность и почву.
39. Состав и свойства компостов с использованием навоза, помета, торфа, лигнина, древесных отходов. Действие на урожайность и почву.
40. В чем состоит преимущество использования соломы в качестве удобрения?
41. Что такое компост? Какие виды компостов вы знаете?
42. Расскажите о способах приготовления торфонавозных компостов.
43. Формы зеленого удобрения, их характеристика, эффективность.