§ 14.3. Минеральные удобрения

Для нормального роста растениям необходимы азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера, вносимые в больших (макро-) количествах, а также бор, йод, цинк, молибден, марганец, медь, кобальт и т. д., вносимые в микроколичествах. Макро- и микроудобрения ускоряют биохимические процессы формирования и роста расте­ний. Азот, фосфор, сера участвуют в синтезе белка, каль­ций содержится в растительных тканях, магний входит в состав хлорофилла, железо участвует в его образова­нии, калий стимулирует обмен веществ в растении. Эти и другие элементы необходимо вносить в почву во избе­жание ее истощения и уменьшения урожайности.

Минеральные удобрения при правильном их исполь­зовании обеспечивают прирост урожая на 30 — 70%. Кро­ме того, они улучшают качество продукции — повышают содержание сахара в свекле и винограде, крахмала в кар­тофеле, белка в зерне, увеличивают прочность волокон льна и хлопка. Наряду с этим минеральные удобрения повышают устойчивость растений к болезням, засухе и холоду.

Окупаемость 1 руб. затрат на их производство коле­блется в зависимости от культуры от 3 до 8 руб. Исполь­зование минеральных удобрений в зерновом хозяйстве снижает общие затраты труда на выращивание урожая на 35 — 40% и себестоимость зерна на 20%. Применение каждого миллиона тонн минеральных удобрений при вы­ращивании основных видов сельскохозяйственных куль­тур позволяет сберечь 85—100 млн. чел.-ч труда. Поэтому масштабы и темпы роста производства минеральных удобрений стремительно растут.

СССР с 1973 г. занимает первое место в мире по объему выпуска минеральных удобрений. Однако по ко­личеству питательных веществ, вносимых на 1 га обра­батываемой пашни, пока еще уступает ряду стран. Про­изводимый в настоящее время ассортимент минеральных удобрений имеет более 50 наименований. Минеральные удобрения выпускают в жидком и твердом виде. Жидкие экономически выгоднее, так как технология их производства проще, но требуются специальные склады и транс­портные средства. В СССР их производят ограниченно. Это в основном сжиженный аммиак, аммиачная вода и аммиакаты (растворы некоторых азотсодержащих со­лей в аммиачной воде).

Твердые удобрения выпускают в гранулированном и мелкокристаллическом виде. Выпуск мелкокристалли­ческих удобрений невыгоден; они распыливаются при транспортировке, теряют сыпучесть и слеживаются при хранении, легко вымываются при внесении в почву. По этой причине выпуск удобрений в гранулированном виде постоянно увеличивается. Для гранулирования расплав солей распыляют в поток холодного воздуха в спе­циальных башнях высотой до 20 м. Падая и охлаждаясь, капли кристаллизуются в форме гранул (1 — 4 мм). Грану­лированные удобрения обладают достаточной механиче­ской прочностью, не разрушаются при транспортировке, медленно растворяются, позволяют механизировать про­цесс внесения в почву одновременно с семенами при по­садке. Это обеспечивает передачу питательных веществ культурным растениям, а не сорнякам, уменьшает потери и снижает затраты труда при внесении в почву.

По числу питательных элементов удобрения класси­фицируются на простые, содержащие один элемент (на­пример, жидкий аммиак, мочевина, хлористый калий), и комплексные, содержащие несколько питательных эле­ментов (в нитрофоске их три — азот, фосфор, калий). По концентрации — на концентрированные, более 37,5 % (на­пример, в карбамиде 45 — 46 % N, в двойном суперфосфа­те 44 — 52% Р₂О₅) и неконцентрированные (в аммиачной воде 20 —21 % азота, в фосфоритной муке 18 — 26% Р₂О₅).

По физиологическому воздействию на почву разли­чают кислые, щелочные и нейтральные удобрения. Кислые удобрения после усвоения растением пита­тельных элементов закисляют почву неиспользованными остаточными ионами, щелочные — защелачивают, а по­сле нейтральных вредного балласта в почве не остается. Например, из удобрений, содержащих азот, к кислым от­носят сульфат аммония, к щелочным — нитрат натрия, к нейтральным — калийную селитру. В СССР во многих районах почвы имеют повышенную кислотность, что снижает их плодородие. Для нейтрализации кислотности и улучшения ее физических свойств в почву периодически (один раз в 6—12 лет) вносят гашеную известь (от 3 до 8 т на 1 га).

По основному компоненту минеральные удобрения подразделяются на азотные, фосфорные и калийные, вы­пуск которых (%) в 1985 г. соответствовал соотношению 50:30:17.

Азотные удобрения — это органические и неорганиче­ские азотсодержащие вещества. Хорошо растворимы в воде, гигроскопичны. Наиболее распространенные азотные удобрения представлены в табл. 14.1.

Таблица 14.1

Наименование, получение	Содержа­ние N, %	Примечания
Безводный аммиак (получается сжи­жением газообразного аммиака)	82,3	Вносится на опреде­ленную глубину (потери 2-2,5%); поглощается по ти­пу обменной ад­сорбции
Карбамид (мочевина) 2NH3 + СО2 NH2COONH4  CO(NH2)2 + Н2О (200 °С; 20 МПа)	46,6	Лучшее удобрение для внекорневой под­кормки растений
Аммиачная селитра NH3+ NHO3+ NH4NO3 + Q	34-35	Закисляет почву, ги­гроскопична, сле­живается, взрыво­опасна
Сульфат аммония 2NH3+H2SO4(NH4)2SO4 + Q	20,5 — 21	Эффективен под оро­шаемые культуры (рис, хлопчатник)

Жидкие азотные удобрения по сравнению с твердыми имеют меньшую себестоимость. Так, себестоимость еди­ницы азота в безводном аммиаке на 35 % ниже, чем в ам­миачной селитре, и на 55% меньше, чем в мочевине.

Фосфорные удобрения — минеральные удобрения, со­держащие фосфор. Фосфор усваивается растениями в виде Р₂О₅, стимулируя в них синтез хлорофилла, жи­ров и витаминов.

По степени растворимости фосфорные удобрения де­лятся на водорастворимые (двойной суперфосфат, аммо­фос), усвояемые (растворимые в 2%-ной лимонной кисло­те, например преципитат, обесфторенный фосфат) и труднорастворимые (фосфоритная мука). Первые вы­пускаются в виде гранул, вторые - в виде порошков среднего помола, третьи — в виде тонких порошков. Некоторые фосфорные удобрения приведены в табл. 14.2.

Таблица 14.2
Наименование, получение	Содержа­ние Р2О5,	Примечания
Двойной суперфосфат Ca5F(PO4)3 + 7Н3РО4 4- 5Н2О   5Са(Н2РО4)2Н2О + HF + Q	44-52	Используется для приготовления кон- центрированных тукосмесей
Преципитат Н2О + СаСО3 + Н3РО4   СО2 + СаНРО4 2Н2О	32-40	Щелочной пылеватый порошок; при внесении в почву заделывается плугом или культиватором ; в животноводстве—кормовая добавка
Обесфторенный фосфат: получают замещением фтора на гидроксил при термической (1400 °С) обработке фосфорита водяным па- ром в присутствии SiO2	36-41	Рассыпчатый, не гигроскопичный, не слеживается
Фосфоритная мука: получают тонким помолом желваковых и зернисто-ракушечных фосфоритов	18-26	Хорошо разлагается почвенной кислотой ; используется для приготовления тукосмесей с суперфосфатом*^10 и навозом

Калийные удобрения. Калий необходим для фотосин­теза и роста растений, формирования стебля, сахаристо­сти, мякоти и аромата плодов. Калийные удобрения по­лучают переработкой калийных солей - сильвинита (mKCl • NaCl) и карналлита (КС1 • MgCl₂ • 6Н₂О). Хло­ристый калий в них отделяется от сопутствующей бал­ластной соли (хлористого натрия или магния) флотацией либо избирательным растворением. Готовый продукт со­держит не менее 58 — 60% оксида калия. При добавлении аминов или сохранении на поверхности кристаллов фло­тационного реагента калийные удобрения не слеживают­ся и обладают хорошей сыпучестью. Для сельскохозяй­ственных культур, чувствительных к ионам хлора (карто­фель, табак, виноград, цитрусовые), калийные удобрения выпускают в виде сульфата калия. Кроме концентриро­ванных используют калийные удобрения в виде размоло­того сильвинита, каинита либо их смесь с хлористым калием.

Комплексные удобрения содержат несколько пита­тельных элементов. По способу производства эти удо­брения подразделяются на смешанные и сложные. Сме­шанные, или тукосмеси, получаются механическим сме­шиванием нескольких простых удобрений, когда необхо­димо одновременно в один и тот же срок внести под возделываемую культуру два или более питательных ве­щества в строго определенном соотношении (например, суперфосфат и аммиачная селитра). Сложные получаются при химическом взаимодействии полуфабрикатов, напри­мер: аммофос — из аммиака и фосфорной кислоты; ни­трофоска — из хлористого калия, аммиака, серной кис­лоты и фосфорита.

Смешанные удобрения характеризуются универсаль­ностью применения, но при изготовлении на местах по­требления трудоемки, требуют специального оборудова­ния, в результате чего не всегда обеспечивают удовлетво­рительное качество. Сложные удобрения имеют мень­шую себестоимость, высокое качество и равномерно усваиваются. Однако они ограничены в использовании, так как для одной и той же культуры, выращиваемой в различных почвенно-климатических зонах, требуются удобрения с разным соотношением основных пита­тельных элементов. По этой причине комплексные удо­брения по соотношению N:P₂O₅:K₂O производят 10 — 12 комбинаций.

В настоящее время более 80% всех выпускаемых в СССР удобрений являются комплексными и концен­трированными и часто содержат добавки микроэлемен­тов, стимуляторов роста и плодоношения растений.