Характеристика простых минеральных удобрений

Азотные удобрения

По физиологической реакции азотные удобрения могут быть разделены на следующие группы:

физиологические и биологические кислые удобрения – аммиачная селитра, сульфат аммония, хлористый аммоний, мочевина и др.;

физиологически щелочные удобрения – кальциевая селитра, натриевая селитра и др.

Аммиачная селитра (нитрат аммония, азотнокислый аммоний) NH ₄ NO ₃. В почвах, насыщенных основаниями (чернозём, серозём), подкисление почвенного раствора не происходит даже при систематическом внесении высоких норм удобрения. Для этих почв аммиачная селитра – одна из лучших форм азотных удобрений. При недостатке в почве кальция (в кислых дерново-подзолистых почвах) внесение аммиачной селитры может вызвать некоторое подкисление почвенного раствора, а в случае неравномерной заделки удобрений – создавать очаги с повышенной кислотностью. Поэтому наибольший эффект от этого удобрения получают на известкованных почвах.

Влияние аммиачной селитры на кислотность и состав поглощённых катионов дерново-подзолистой суглинистой почвы значительно слабее, чем сульфата аммония. Однако при длительном её применении на мало буферных дерново-подзолистых почвах лёгкого гранулометрического состава подкисление может быть довольно значительным, в результате чего эффективность аммиачной селитры, особенно при внесении под растения, чувствительные к повышенной кислотности, заметно снижается.

В аммиачной селитре половина азота содержится в форме аммония, который поглощается почвой, и половина – в форме нитратов, обладающих большой подвижностью в почвенном растворе. Поэтому это удобрение эффективно применять как основное, так и для подкормки.

В условиях влажного климата, особенно на лёгких по гранулометрическому составу почвах, где возможно вымывание нитратного азота внесение аммиачной селитры с осени под вспашку менее эффективно, чем весной. В менее увлажнённых районах её можно вносить и с осени, не опасаясь вымывания азота.

Сульфат аммония (сернокислый аммоний) (NH ₄ ) ₂ SO ₄. Внесённый в почву быстро растворяется и вступает в обменные реакции с катионами твёрдой фазы почвы. Значительная часть катионов NH₄⁺ из растворенного в почве удобрения входит в почвенный поглощающий комплекс, а в раствор переходит эквивалентное количество других катионов. Поглощённый аммоний хорошо усваивается растениями. В то же время, находясь в поглощённом состоянии, ион аммония становится менее подвижным. Вследствие этого устраняется опасность вымывания азота сульфата аммония при внесении его в сильно увлажнённую почву. Таким образом, сульфат аммония хорошо удерживается почвой и слабо вымывается из неё.

Однако слабая подвижность в почве аммония может играть и отрицательную роль: аммиачный азот локализуется в почве в очагах его внесения. Поэтому при внесении сульфата аммония в подкормку или в рядки при посеве использование азота молодыми растениями может затрудняться. В начале роста и развития они ещё не имеют сильно развитой корневой системы и корешок не всегда попадает в зону, обеспеченную азотной пищей.

Для внесения в ряды аммиачные удобрения менее пригодны также и потому, что интенсивное поступление аммиачного азота в молодые проростки растений может оказать на них отрицательное влияние из-за токсичности избытка аммиака.

Систематическое применение сульфата аммония на мало буферных дерново-подзолистых почвах вызывает дальнейшее их подкисление. В результате ухудшаются условия роста растений, снижается эффективность удобрения.

Для усиления действия сульфата аммония необходимо кислые дерново-подзолистые почвы известковать.

На кислых почвах Нечернозёмной зоны сульфат аммония часто оказывает более слабое влияние, чем селитры. На чернозёмах эффективность аммиачных и нитратных удобрений выравнивается.

Сульфат аммония содержит 23…24 % серы и является важным источником этого элемента для питания растений.

Хлористый аммоний NH ₄ Cl. Хлористый аммоний не следует вносить в повышенных нормах под культуры, чувствительные к хлору. Заделывать это удобрение надо заблаговременно, осенью, в этом случае ионы хлора не поглощаются почвой и легко вымываются из корнеобитаемого слоя атмосферными осадками. На лёгких и кислых почвах отрицательное влияние хлора проявляется сильнее, чем на тяжёлых, и на почвах с нейтральной или щелочной реакцией. Таким образом, хлористый аммоний физиологически кислое удобрение, и вносить его следует на известкованные почвы, заблаговременно до посадки растений.

Мочевина (карбамид) CO(NH ₂ ) ₂. В почве мочевина полностью растворяется почвенной влагой, превращаясь в карбонат аммония (NH ₄ ) ₂ CO ₃. При благоприятных условиях на богатых гумусом почвах превращение мочевины в карбонат аммония происходит за 2…3 дня, который при поверхностном внесении легко разлагается на углекислоту и аммиак. Потери азота при этом могут достигать 20 %, увеличиваясь при повышении температуры. На лёгких почвах потери азота выше, чем на суглинистых. Потери азота сильнее выражены на почвах с нейтральной и щелочной реакцией.

Образующийся при внесении мочевины в почву ион аммония NH₄⁺ поглощается её коллоидной фракцией и постепенно усваивается растениями. Установлено, что мочевина может поглощаться корнями, а также листьями растений без предварительного превращения в карбонат аммония. Однако сама мочевина, пока она не подвергалась аммонификации, может вымываться из почвы. По мере аммонификации мочевины в местах её внесения в почву возможно временное подщелачивание почвы в результате гидролиза карбоната аммония. С течением времени ион аммония подвергается нитрификации с образованием азотной кислоты. Поэтому мочевину целесообразно использовать как основное удобрение.

Высокая концентрация азота и хорошие физические свойства мочевины позволяют рассматривать её как одного из лучших видов азотных удобрений.

Кальциевая селитра (норвежская селитра, нитрат кальция, известковая селитра) Са(NО ₃ ) ₂. Кальциевая селитра, быстро растворяясь в почвенном растворе, вступает в обменные реакции с почвенным поглощающим комплексом. Катион Са ^{2 +} поглощается почвой, а анион NO ₃ ^– образует с вытесненным из почвенного поглощающего комплекса катионом Са ^{2 +} растворимую соль Ca(NO ₃ ) ₂ или с ионом Н⁺ азотную кислоту.

Нитратный азот не подвергается физико-химическому и химическому поглощению в почвах, сохраняет высокую подвижность в почве, на легко дренируемых почвах в условиях влажного климата или при обильном орошении может вымываться. Это следует учитывать при выборе сроков использования нитратных удобрений. В зонах с влажным климатом в составе основного удобрения лучше вносить аммиачные, а не нитратные удобрения. При систематическом внесении происходит обогащение кальцием почвенного поглощающего комплекса и накопление бикарбоната кальция в почвенном растворе, в результате снижается кислотность и улучшаются физические свойства почвы. На чернозёмах для большинства культур кальциевая селитра равноценна натриевой селитре.

Натриевая селитра (нитрат натрия, азотнокислый натрий, чилийская селитра) NaNO ₃. Хорошо растворима в воде, не поглощается почвой и легко вымывается, хорошо усваивается растениями. Натриевую селитру можно использовать на всех почвах под все растения. Наиболее эффективно её применение на кислых не известкованных почвах нечернозёмной зоны, так как она является физиологически щелочным удобрением.

Натриевую и кальциевую селитры предпочтительнее применять весной и в подкормки растений во время их вегетации. Натриевая и кальциевая селитры – физиологически щелочные удобрения, так как растения в большом количестве используют азот, нежели натрий и кальций. Часть натрия и кальция будет оставаться в почве и подщелачивать её. Вследствие этого длительное применение нитрата натрия и кальция на кислых дерново-подзолистых почвах оказывает нейтрализующее действие. Натриевую селитру не рекомендуется вносить на засоленных почвах и солонцах.

Фосфорные удобрения

Суперфосфат простой (смесь Ca(H ₂ PO ₄ ) ₂  · H ₂ O и CaSO ₄). Наиболее распространённое минеральное фосфорное удобрение. Суперфосфат применяют на всех почвах в качестве основного предпосевного, припосевного (лучше гранулированный суперфосфат) удобрения и в подкормки. Особенно эффективен на щелочных и нейтральных почвах. В кислой почве фосфорная кислота удобрения превращается в труднодоступные растениям фосфаты алюминия и железа.

Очень низкое содержание фосфора снижает его транспортабельность, а следовательно и экономическую эффективность. Поэтому простой суперфосфат не рекомендуется возить на большие расстояния. Это удобрение хорошо действует на солонцовых, песчаных почвах.

Двойной суперфосфат Ca(H ₂ PO ₄ ) ₂. Двойной суперфосфат – высококонцентрированное фосфорное удобрение. Простой и двойной суперфосфаты, взятые в эквивалентной дозе по фосфору, действуют на растение примерно одинаково. Преимущество двойного суперфосфата заключается в уменьшении затрат на упаковку, перевозку, хранение и внесение в почву.

Фосфоритная мука Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ – минеральное фосфорное удобрение. Фосфоритную муку получают при тонком размоле фосфоритов – осадочных горных пород, образованных в основном минералами группы апатита. Применяется в виде непосредственного удобрения на кислых подзолистых и торфянистых почвах, на оподзоленных и выщелоченных чернозёмах, а также на краснозёмах. В зоне типичных, обыкновенных и южных чернозёмов действие фосфоритной муки слабее и ненадёжнее.

На почвах известкованных или сильно унавоженных применение фосфоритной муки нецелесообразно.

Калийные удобрения

Хлористый калий КСl. Основное калийное удобрение. Калий поглощается почвой непосредственно в местах его внесения. На почвах, характеризующихся малой ёмкостью поглощения, главным образом песчаных, подвижность иона К⁺ возрастает. При взаимодействии с почвенным поглощающим комплексом проявляется подкисляющее влияние удобрения на почвенный раствор, особенно в кислых (неизвесткованных) почвах: образуется соляная кислота и из поглощающего комплекса выделяется обменный водород и подвижный алюминий.

Содержащийся в хлориде калия ион хлора Cl^– не связывается почвой и может вымываться нисходящей влагой. В засушливых районах хлористый калий иногда засоляет почву. При отсутствии бесхлорных калийных удобрений вносить хлористый калий под чувствительные породы к иону Cl^– нужно заблаговременно, чтобы ион Cl^– вымылся в более глубокие слои.

Сульфат калия (сернокислый калий) K ₂ SO ₄. По своему характеру сульфат калия физиологически кислый: из водного раствора растения значительно интенсивней потребляют катион калия, чем сопутствующие ему анион SO ₄^{2 –} . При взаимодействии с почвенным поглощающим комплексом также проявляется подкисляющее влияние удобрения на почвенный раствор, особенно в кислых (неизвесткованных) почвах. В результате обменных реакций в почвенном растворе образуется серная кислота. Кроме того, дополнительное подкисление почвенного раствора происходит за счёт выделения из поглощающего комплекса ненасыщенных основаниями почв обменного водорода (Н⁺) и подвижного алюминия (Al³⁺), что приводит к подкислению почв.

Калийная соль – (КСl + NaCl). Удобрение получают, смешивая хлорид калия с сырыми калийными солями (сильвинитом, каинитом). По своему характеру калийная соль – физиологически кислое удобрение. В результате обменных реакций в почвенном растворе образуется соляная кислота. Кроме того, дополнительное подкисление почвенного раствора происходит также за счёт выделения из поглощающего комплекса ненасыщенных основаниями почв обменного водорода (Н⁺) и подвижного алюминия (Al³⁺), что приводит к подкислению почв.

 

Таблица А.10 – Характеристика основных простых минеральных удобрений