Минеральные удобрения

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Динамика производства минеральных удобрений в России в 1992—2008 годах, в млн тонн

Минера́льные удобре́ния — неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания.

Минеральные удобрения содержат питательные вещества в виде различных минеральных солей. В зависимости от того, какие питательные элементы содержатся в них, удобрения подразделяют на простые и комплексные. Простые (односторонние) удобрения содержат один какой-либо элемент питания. К ним относятся фосфорные, азотные, калийные и микроудобрения. Комплексные, или многосторонние, удобрения содержат одновременно два или более основных питательных элемента.

В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах — молибдена, на черноземах — марганца и т. п. Применение минеральных удобрений — один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель.

Для внесения минеральных удобрений используются туковые сеялки.

Минеральные удобрения бывают азотными, фосфорными, калиевыми, сложными и микроудобрениями. Они являются продукцией химического производства и содержат в себе одно или несколько питательных веществ в высокой концентрации.

Кроме этого есть комплексные удобрения, которые включают в себя несколько сбалансированных действующих веществ.

Азотные удобрения[править | править вики-текст]

Фосфорные удобрения[править | править вики-текст]

Фосфор, также как и азот, является важным элементом для обеспечения роста и жизнедеятельности растений, как и всех прочих живых организмов. Растения постепенно извлекают фосфор из почвы, поэтому его запасы необходимо своевременно восполнять, периодически добавляя фосфорные удобрения. Фосфорные удобрения производят, в основном, из фосфата кальция, который входит в состав природных апатитов и фосфоритов.

Фосфоритная мука[править | править вики-текст]

Фосфоритная мука представляет собой тонкодисперсный порошок серого или бурого цвета, не растворимый в воде, плохо растворимый в слабых кислотах и получаемый путём тонкого помола фосфоритов. Содержит 19-30 % P2O5 в виде малодоступного для растений ортофосфата кальция Са3(РО4)2 и Са3(РО4)2•CaCO3. Это удобрение относится к труднорастворимым, оно может полноценно усваиваться растениями только на кислых почвах — подзолистых и торфяных, — в которых фосфат кальция под действием кислот постепенно переходит в доступный растениям дигидрофосфат кальция Ca(H2PO4)2•H2O. Усвоению фосфоритной муки благоприятствует тонкость помола, а также внесение её в почву совместно с кислыми удобрениями, например с карбамидом, навозом и др. Поскольку даже на кислых почвах действие фосфоритной муки наступает через значительный промежуток времени после внесения, её вносят до высадки культур: под перекопку, вспашку и другие операции с почвой или под пар.

Фосфоритная мука применяется также для приготовления компостов кислого состава.

Основным преимуществом фосфоритной муки как удобрения является её низкая стоимость; можно отметить также экологическую безвредность и мягкое длительное действие. При её применении снижается кислотность почвы.

Главным недостатком удобрения является медленное действие и оттянутое его наступление, а также незначительная концентрация действующего вещества, что увеличивает затраты на транспортировку.[1][2][3][4]

Суперфосфат[править | править вики-текст]

Простой суперфосфат. Его получают действием серной кислоты на фосфат кальция (фосфориты, фосфоритную муку), в результате чего образуется дигидрофосфат кальция Са(Н2РО4)2 — действующий компонент. Кроме этого основного компонента в суперфосфате содержится до 50 % сульфата кальция (гипса), который является балластным веществом и побочным продуктом реакции гидратации фосфата кальция. Суперфосфат растворяется достаточно медленно, но все же значительно быстрее, чем фосфоритная мука. Хорошо усваивается растениями.

Двойной суперфосфат. Обрабатывая фосфориты ортофосфорной кислотой получают удобрение, схожее по составу с простым суперфосфатом, но содержащее большее в процентном отношении количество действующего вещества. Получаемое удобрение называется двойным суперфосфатом.

Прочие фосфорные удобрения[править | править вики-текст]

Ещё одно фосфорное удобрение с высоким содержанием фосфора — преципитат СаНРО4•2Н2О (моногидрофосфат кальция).

Высококонцентрированные фосфорные удобрения приготавливают на основе полифосфорных кислот.

При взаимодействии полифосфорных кислот с аммиаком образуются полифосфаты аммония, которые используются как комплексные азотно-фосфорные удобрения.

Комплексные удобрения[править | править вики-текст]

Комплексные удобрения содержат несколько элементов в составе одного соединения или в виде механической смеси специально подобранных веществ либо отдельных одноэлементных удобрений.

Их подразделяют по составу на двойные (например, азотно-фосфорные, азотно-калийные или фосфорно-калийные) и тройные (азотно-фосфорно-калийные). По способу производства их делят на сложные, сложносмешанные' (или комбинированные) и смешанные удобрения.

Сложные удобрения содержат два или три питательных элемента в составе одного химического соединения. Например, аммофос — дигидроортофосфат аммония (NH4H2PO4) — азотно-фосфорное удобрение (с азотом в аммонийной форме); калийная селитра (KNO3) — азотно-калийное удобрение (с азотом в нитратной форме). Соотношение между питательными элементами в этих удобрениях определяется соотношением элементов в молекуле основного вещества.

К сложносмешанным или комбинированным удобрениям относятся комплексные удобрения, получаемые в едином технологическом процессе и содержащие в одной грануле несколько элементов питания растений, хотя и в виде различных химических соединений. Они производятся путем специальной как химической, так и физической обработки первичного сырья или различных одно— и двухкомпонентных удобрений. К этому классу относятся: нитрофос и нитрофоска, нитроаммофос и нитроаммофоска, полифосфаты аммония и калия, карбоаммофосы и другие многочисленные удобрения. Соотношение между элементами питания в этих удобрениях определяется количеством исходных материалов при их получении, таким образом оно может произвольно варьировать. Для сложных и комбинированных удобрений характерна высокая концентрация основных питательных элементов и отсутствие либо малое количество балластных веществ, что обеспечивает значительную экономию труда и средств на их транспортировку, хранение и применение.[5]

Ассортимент комплексных удобрений представлен в основном следующими формами: двойные азотно-фосфорные удобрения — аммофос, нитроаммофосы и нитрофосы и двойные фосфорно-калийные удобрения — фосфаты калия, тройные сложные удобрения — аммофоски, нитроаммофоски и нитрофоски, магний-аммонийфосфат.

Смешанные удобрения — это смеси простых удобрений, получаемые в заводских условиях либо на тукосмесительных установках на местах использования удобрений путем сухого смешивания.

Аммофос[править | править вики-текст]

Аммофос — концентрированное азотно-фосфорное комплексное водорастворимое удобрение, получаемое нейтрализацией ортофосфорной кислоты аммиаком. Основу аммофоса составляют дигидроортофосфат аммония NH4H2PO4 и частично гидрофосфат аммония (NH4)2HPО4. Удобрение малогигроскопично, хорошо растворимо в воде.

В аммофосе содержится 9—12 % N и 42—52 % P2O5, таким образом азота в нём содержится в 4 раза меньше, чем фосфора). Это высококонцентрированное удобрение, содержащее азот и фосфор в хорошо усвояемой растениями форме. 1 ед. аммофоса заменяет не менее 2,5 ед. простого суперфосфата и 0,35 ед. аммиачной селитры.

Недостаток этого удобрения в том, что азота в нём содержится значительно меньше, чем фосфора, тогда как на практике в основном требуется внесение в одинаковых дозах.

Калийная селитра[править | править вики-текст]

Нитрофос[править | править вики-текст]

Нитроаммофос[править | править вики-текст]

Нитрофоска[править | править вики-текст]

В нитрофосках азот и калий находятся в форме легкорастворимых соединений (NH4NO3, NH4Cl, KNO3, KCl), а фосфор — частично в виде дикальцийфосфата, нерастворимого в воде, но доступного для растений, и частично в форме водорастворимого фосфата аммония и монокальцийфосфата. В зависимости от технологической схемы процесса содержание в нитрофосках водорастворимого и цитратно-растворимого фосфора может изменяться, В карбонатной нитрофоске водорастворимого фосфора не содержится, поэтому она применяется только как основное удобрение на кислых почвах.

Нитрофоску вносят в качестве основного удобрения до посева, а также в рядки или лунки при посеве и в подкормку. Эффективность её практически такая же, как и эквивалентных количеств смеси простых удобрений. Нитрофоска имеет определенное соотношение азота, фосфора и калия, а так как разные почвы различаются по содержанию отдельных питательных веществ и потребность в них растений также неодинакова, то при внесении нитрофоски (как и других сложных и комбинированных удобрений) часто возникает необходимость в некоторой корректировке, то есть дополнительном внесении того или иного недостающего элемента в виде простых удобрений.

Нитроаммофоска[править | править вики-текст]

Магний-аммонийфосфат MgNH4PO4•Н2О — тройное сложное удобрение, содержащее 10—11 % азота, 39—40 % доступного фосфора и 15—16 % магния. Удобрение слабо растворимо в воде, медленнодействующее. Однако N, Р и Mg удобрения доступны для растений. Удобрение можно вносить как основное под все культуры в больших дозах без вреда для растений. Удобрение эффективно при выращивании овощей в условиях защищенного грунта. Сложносмешанные, или комбинированные удобрения. Нитрофосы и нитрофоски — соответственно двойные и тройные удобрения — получают разложением апатита или фосфорита азотной кислотой. При этом получается кальциевая селитра и дикальцийфосфат (с примесью монокальцийфосфата): Са3(PO4)2 + 2НNO3 = Ca(NO3)2 + 2CaHPO4.

Из-за сильной гигроскопичности Ca(NO3)2 такая смесь быстро отсыревает. Для улучшения физических свойств удобрения избыток кальция выделяют из раствора, для чего нитрат кальция переводят в другие соединения. Это достигается различными способами. К смеси горячей пульпы добавляют аммиак и серную кислоту или сульфат аммония (серно-кислотная и сульфатная схемы). При этом вместо Ca(NO3)2 образуются менее гигроскопичный нитрат аммония и гипс. По другому способу для выделения избытка кальция из раствора в пульпу добавляют аммиак и более дешевую угольную кислоту. Получается карбонатная нитрофоска. Применяют также вымораживание нитрата кальция с последующей обработкой смеси аммиаком и серной кислотой — получается вымороженный нитрофос. При добавлении к нитрофосам КСl получают тройные удобрения, называемые нитрофосками. Перспективным способом является получение фосфорной нитрофоски. В этом случае к смеси Ca(N03)2, CaHPO4 и Са(H2PO4)2, получаемой после разложения апатита или фосфорита азотной кислотой, добавляют аммиак, фосфорную кислоту и хлористый калий. Фосфорная нитрофоска — безбалластное и высококонцентрированное удобрение, содержащее 50 % питательных веществ. До 50 % содержащегося в ней фосфора находится в водорастворимой форме. Её можно применять для допосевного и припосевного внесения.

Нитроаммофосы и нитроаммофоски получают при нейтрализации аммиаком смесей азотной и фосфорной кислот.

Удобрение, получаемое на основе моноаммонийфосфата, называется нитроаммофосом, при введении калия — нитроаммофоской. Эти комплексные удобрения отличаются более высоким, чем нитрофоски, содержанием питательных веществ, причем при их получении имеется широкая возможность для изменения отношений между N, P и К в их составе. Нитроаммофосы могут выпускаться с содержанием N 30—10 % и P2O5 27—14 %. В нитроаммофосках общее содержание питательных веществ (N, P и К) составляет 51 % (в марках <А> — 17:17:17 и <Б> — 13:19:19). Питательные элементы, не только азот и калий, но и фосфор, содержатся в водорастворимой форме и легкодоступны растениям. Эффективность нитроаммофосок такая же, как смеси простых водорастворимых удобрений.

Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) получают нейтрализацией орто- и полифосфорной кислот аммиаком с добавлением азотосодержащих растворов (мочевины, аммиачной селитры) и хлористого или сернокислого калия, а в отдельных случаях и солей микроэлементов. При насыщении ортофосфорной кислоты аммиаком образуются аммофос и диаммофос.

Общее содержание питательных веществ в жидких комплексных удобрениях на основе ортофосфорной (экстракционной или термической) кислоты сравнительно невысокое (24—30 %), так как в более концентрированных растворах при низких температурах происходят кристаллизация солей и выпадение их в осадок. Соотношение азота, фосфора и калия в ЖКУ может быть различным, содержание N — 5—10 %, P2O5 — от 5 % и K2O — 6—10 %. В России выпускается в основном ЖКУ с соотношением питательных веществ 9:9:9, а также с другим соотношением (7:14:7; 6:18:6; 8:24:0 и др.).

На основе полифосфорных кислот получают ЖКУ с более высоким общим содержанием питательных веществ (более 40 %), в частности удобрения состава 10:34:0 и 11:37:0, которые получают насыщением суперфосфорной кислоты аммиаком. Эти базисные удобрения используют для получения тройных ЖКУ различного состава, добавляя к ним мочевину или аммиачную селитру и хлористый калий.

Для повышения концентрации питательных веществ в жидких комплексных удобрениях добавляют к ним стабилизирующие добавки — 2—3 % коллоидно-бентонитовой глины или торфа. Эти удобрения называют суспензированными Базисное суспензированное удобрение имеет состав 12:40:0, на его основе можно готовить тройные ЖКУ различного состава (15:15:15; 10:30:10; 9:27:13 и др.) Коллоидная глина или торф удерживают соли от выпадения в осадок. Жидкие комплексные удобрения по эффективности не уступают смеси твердых односторонних туков и комплексным удобрениям типа нитроаммофоски Особенно эффективно их применение на карбонатных черноземах и сероземах При применении жидких комплексных удобрений необходим комплекс специального оборудования для их перевозки, хранения и внесения. Применять их можно теми же способами, что и твердые: сплошным распределением по поверхности почвы перед вспашкой, культивацией и боронованием, при посеве, а также в подкормки — при междурядной обработке пропашных или поверхностно на культурах сплошного посева. Сложносмешанные гранулированные удобрения готовят смешиванием простых и сложных порошковидных удобрений (аммофоса, простого или двойного суперфосфата, аммиачной селитры или мочевины, хлористого калия) в барабанном грануляторе с добавлением аммиака для нейтрализации свободной кислотности суперфосфата и фосфорной кислоты (или аммофоса) для обогащения смеси фосфором. Выпускаемые в промышленном масштабе в нашей стране сложно-смешанные гранулированные удобрения имеют следующий состав: 10:10:10; 12:8:12; 10:10:15; 9:17:17. Общее содержание питательных веществ в них от 30 до 45 %. В состав сложных твердых и жидких удобрений в процессе их производства могут быть введены и микроэлементы, а также гербициды и ядохимикаты.

Влияние на почвы и биологическое сообщество[править | править вики-текст]

Комплексные удобрения.

В связи с непрерывным увеличением производства и применения минеральных удобрений повышение концентрации питательных веществ в них имеет огромное народнохозяйственное значение, так как позволяет уменьшить общую физическую массу минеральных удобрений и объём их перевозок, а следовательно, значительно снизить расходы на их транспортировку, хранение и внесение в почву.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Фосфоритная мука. — Химическая энциклопедия. — Москва: «Советская энциклопедия», 1988.
  2. Apтюшин A.M., Державин Л. M. Краткий справочник по удобрениям. — 2 изд.. — Москва: Колос, 1984. — 208 с.
  3. Сиротин Ю. П. Фосфоритная мука и её применение. — Москва, 1962.
  4. Унанянц Т. П. Словарь-справочник по удобрениям. — Москва, 1972.
  5. Петросян О. А. Удобрения и подкормки. — С. 27—29. — 81 с. — (Сад и участок).

Ссылки[править | править вики-текст]