Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ)

 

ЖКУ - это водные растворы или суспензии, содержащие два или более основных питательных элемента. Они обладают рядом преимуществ:

- применение ЖКУ позволяет механизировать трудоемкие процессы погрузки, разгрузки и внесения в почву; при этом полностью исключается ручной труд и существенно снижаются затраты;

- ЖКУ не имеют в своем составе свободного аммиака, поэтому их транспортирование не обязательно в герметически закрытой таре;

- ЖКУ можно вносить не только на определенную глубину в почву, но и разбрызгивать по поверхности поля с последующей заделкой любым почвообрабатывающим орудием, а также вносить местно, лентами;

- при необходимости в ЖКУ можно вводить микроэлементы, некоторые пестициды и стимуляторы роста;

- ЖКУ просты в обращении, не воспламеняются, не взрывоопасны, не ядовиты.

Отмеченные преимущества ЖКУ делают их весьма перспективными для отечественного земледелия. Быстрое наращивание производства и поставок ЖКУ свидетельствует об их высокой технологической и агроэкономической эффективности.

При использовании термической ортофосфорной кислоты (ТОФК) получают прозрачные ЖКУ с соотношением питательных веществ 9:9:9, или суммарно 27% N, Р₂О₅ и К₂О. Кристаллизация раствора лимитирует повышение содержания питательных веществ в жидком удобрении. Типичный состав марки 9:9:9 выглядит следующим образом: (NH₄)₂HPО₄ - 12-15%, NH₄P₂О₄ - 2-4, (NH₂)₂CO - 12-13, КС1 - 13-14%. На долю амидного азота приходится 61-66% общего азота. Эти удобрения можно получать и на экстракционной фосфорной кислоте. Из-за низких концентраций питательных веществ в ЖКУ (не более 27%) по экономическим соображениям они рекомендуются для местного использования. С высоким экономическим эффектом ЖКУ могут использоваться для внесения с оросительной водой, в том числе и в садах, ягодниках, виноградниках и под другие культуры.

При применении полифосфорной кислоты благодаря высокой растворимости полифосфатов аммония можно получать основные (базисные) растворы и уравновешенные удобрения значительно более высокой концентрации, чем на ортофосфате. В ЖКУ на полифосфорной кислоте можно вводить значительное количество микроэлементов, в то время как большинство из них (за исключением бора) в присутствии только ортофосфатов переходят в малорастворимое состояние. Микроэлементы предпочтительнее вносить в форме окислов, так как они обеспечивают более высокую растворимость и стабильность растворов. Микроэлементы вводятся в основные растворы (8:24:0; 10:34:0; 11:37:0) при температуре 50-90°, при этом растворимость соединений цинка, меди, железа в растворах полифосфатов аммония в несколько раз выше, чем в растворе ортофосфата. Основные растворы, полученные на основе полифосфорной кислоты путем ее аммонизации, могут вноситься в почву непосредственно в качестве удобрения или использоваться для дальнейшего смешивания с азотным и калийным компонентами.

Практически единственным источником калия для ЖКУ является хлористый калий. В связи с недостаточной растворимостью он уменьшает концентрацию жидкого удобрения. Еще менее растворим нитрат калия, который образуется, если в качестве дополнительного азотного компонента для ЖКУ используются нитрат аммония или мочевина-нитрат аммония (МНА). Мочевина в этом отношении несколько улучшает общую растворимость системы. Все это сдерживает использование калия в ЖКУ.

Введение в раствор стабилизирующих добавок коллоидной глины или кремниевой кислоты, предохраняющих пересыщенный раствор от выпадения твердой фазы, - один из кардинальных способов повышения суммы питательных веществ ЖКУ. На приготовление 1 т удобрения расходуется 9-22 кг сухой глины. Рекомендуется 28%-я суспензия глины в чистом виде, в которую вводят вначале раствор 10:34:0, а затем мочевину-нитрат аммония и в последнюю очередь хлористый калий. Для приготовления суспензий пригоден красный флотационный хлористый калий с размером частиц 0,8-1 мм. Сумма питательных веществ в суспензированных СЖКУ составляет 40% и более.

Для применения суспензий необходим специальный комплекс машин, отличающийся от механизированных средств для внесения обычных ЖКУ. При определении емкости складов, потребности в машинах для транспортирования и внесения важное значение имеет плотность удобрения, поэтому оценивать ЖКУ целесообразно по концентрации питательных веществ в единице объема (табл.). Отечественной промышленностью выпускаются ЖКУ 8:24:0 и 10:34:0, освоено производство более концентрированного раствора -11:37:0. Разработана технология производства марок 9:9:9 и 18:18:0.

 

Таблица 2 - Характеристика некоторых свойств ЖКУ

 

Марка удобрения	Сумма питательных веществ, %	Удельная масса, г/см^3	Количество питательных веществ, кг/м^3
9:9:9		1,24
10:34:0		1,35
11:37:0		1,40
12:12:12 (суспензия)		1,35

 

Жидкие удобрения взаимодействуют с почвой полнее по сравнению с гранулированными. Скорость взаимодействия удобрений с почвой в значительной мере определяет характер образующихся соединений, их растворимость и доступность растениям.

В зависимости от фосфорного и азотного компонентов, типа почвы и других условий ЖКУимеют свои особенности в превращении питательных элементов в почве, в их влиянии на урожай и качество продукции.

1. При использовании ЖКУ на основе ортофосфорной кислоты на кислой, активно фиксирующей фосфор почве (красноземе) при низком исходном фосфатном уровне, а также на бедных кислых почвах дерново-подзолистого типа действие ЖКУ слабее, чем гранулированных форм. Обычно это отмечается при применении полного ЖКУ, содержащего азот, фосфор и калий в соотношении, близком к 1:1:1, и дополнительном азотном компоненте (нитрат аммония). Если же применяется неуравновешенный раствор ЖКУ с соотношением N:P₂О₅ 1:4,5 или 1:3, снижения действия фосфатного компонента на кислой дерново-подзолистой почве не наблюдается.

2. На известкованной дерново-подзолистой почве и черноземах эффективность ЖКУ и гранулированных удобрений примерно одинакова.

3. На карбонатных почвах со щелочной реакцией (карбонатные черноземы, каштановые почвы, сероземы) агрохимическая ценность жидких форм, как правило, выше, чем гранулированных.

4. На кислой дерново-подзолистой почве происходит кратковременное снижение содержания легкоподвижного фосфора при внесении раствора, что связано с большей фиксацией фосфатов полуторными окислами. На черноземе этого не наблюдается. На сероземе после внесения ЖКУ количество подвижного фосфора больше, чем при использовании гранулированного удобрения.

5. Эффективность ЖКУ определяется не только входящим в его состав фосфорным, но и азотным компонентом. Так, ЖКУ с нитратом аммония на кислой дерново-подзолистой почве и, особенно, на красноземе менее эффективно, чем твердое гранулированное удобрение, а на мочевине - равноценно с твердым удобрением. На типичном черноземе со слабокислой реакцией форма азотного компонента не оказывает влияния на действие удобрения: эффективность растворов и гранулированных удобрений равноценна. На сероземе форма азотного компонента также не влияет на эффективность ЖКУ. Растворы - лучший источник фосфора для растений, чем гранулированные удобрения. Эти закономерности подтверждаются превращением в почвах ЖКУ с различным азотным компонентом. Наличие в удобрении мочевины положительно сказывается на накоплении подвижного фосфора в кислых почвах и не имеет значения на черноземе и сероземе. Это связано с временным подщелачиванием среды при превращении мочевины в почве.

Качество продукции (зерна, картофеля, сена) при использовании жидких и твердых удобрений также примерно одинаково.

Действие суспензированных удобрений полностью совпадает с действием соответствующих аналогов прозрачных ЖКУ и зависит от свойств азотного и фосфорного компонентов. Наличие суспензированного агента не влияет на эффективность жидких удобрений.

В ЖКУ на полифосфорной кислоте около половины фосфора находится в полиформе. Эффективность удобрений, содержащих полифосфаты, определяется наличием ортоформы, темпами гидролиза полифосфатов до ортоформы и свойствами соединений, которые образуются при внесении в почву полифосфатов. Выявлены закономерности действия такого ЖКУ - растворов 10:34:0 и 11:37:0 с содержанием 45-65% фосфора в полиформе.

1. На дерново-подзолистых почвах жидкие полифосфаты аммония формируют фосфатный режим в общем такой же, как и ортофосфаты. Они одинаково влияют на урожай в прямом действии и последействии. Известкование таких почв не меняет данной закономерности. На сильнокислом, бедном фосфором красноземе действие жидких полифосфатов обычно несколько слабее, чем гранулированных ортофосфатов.

2. На типичном и выщелоченном черноземах действие жидких полифосфатов на зерновых культурах равноценно действию как жидких, так и гранулированных ортофосфатов.

3. На карбонатных черноземах ЖКУ, особенно полифосфаты, оказывали лучшее действие на урожай ряда сельскохозяйственных культур в сравнении с гранулированными фосфорными удобрениями. Это объясняется тем, что при внесении полифосфатов в почве длительное время сохраняется значительно большее количество легкоусвояемой ортоформы, формируется больший запас растворимых фосфатов, чем на фоне ортофосфорных удобрений. На карбонатных почвах полифосфаты улучшают снабжение растений цинком.

4. На сероземах жидкие полифосфаты аммония усваиваются лучше, чем ортофосфаты. Действие полифосфатов на урожай сельскохозяйственных культур равноценно ортофосфатам или превосходит их. В последействии полифосфаты оказывались лучшим источником фосфора, чем ортофосфаты.

5. Весьма эффективны полифосфаты с микроэлементами, введенными в состав раствора.

Таким образом, эффективность комплексных удобрений определяется в значительной мере характером входящих в них компонентов.

МАГНИЕВЫЕ УДОБРЕНИЯ

 

Основным источником для производства магнийсодержащих удобрений являются природные соединения этого элемента. Свыше 200 минералов представлены типично магниевыми соединениями. Многие из них используются непосредственно как источник магния или перерабатываются на магнийсодержащие удобрения: сульфаты, хлориды, карбонаты, силикаты, гидроксилы, алюмосиликаты. Разнообразие сырьевых ресурсов позволяет получать различные формы магнийсодержащих удобрений и использовать их с учетом биологических требований культур и почвенно-климатических условий.

Существует несколько путей обеспечения растений магнием:

- известкование почв магнийсодержащими известковыми удобрениями: в один прием в больших дозах вносятся известковые удобрения, обеспечивающие питание всех культур севооборота магнием и устраняющие - применение магниевых и магнийсодержащих минеральных удобрений под каждую культуру севооборота с учетом ее биологической потребности в этом элементе;

- использование органических удобрений, в химическом составе которых имеется магний в пределах 0,01-0,09%.

В нашей стране наибольший удельный вес в ассортименте магниевых удобрений приходится на известково-магниевые и калийно-магниевые удобрения. По степени их растворимости магниевые удобрения делятся на:

- нерастворимые в воде - тонко размолотые природные материалы или породы (дунит, серпентинит, вермикулит, доломит, магнезит, брусит и доломитизированные известняки), которые при взаимодействии с кислой почвой выделяют в почвенный раствор магний;

- растворимые в воде - сырые соли и продукты их переработки - эпсомит (сульфат магния), каинит, карналлит;

- растворимые в лимонной кислоте и усвояемые растениями - магниевый плавленый фосфат.

Магниевые удобрения по составу подразделяются на простые (магнезит, дунит) и сложные, содержащие два и более питательных элемента: азотно-магниевые (аммошенит, доломит-аммиачная селитра); фосфорно-магниевые (магниевый плавленый фосфат); калийно-магниевые (калийно-магниевый концентрат, калимагнезия, полигалит, каинит, карналлит); бормагниевые (борат магния); известково-магниевые (доломит, доломитизированные известняки и продукты их переработки); содержащие азот, фосфор и магний (магний-аммонийфосфат).

Применение магнийсодержащих известковых удобрений для химической мелиорации кислой почвы приводит к обогащению ее подвижными соединениями магния и является практически самым действенным и дешевым способом решения проблемы снабжения магнием песчаных и супесчаных почв.

Доломитовая мука (СаСО₃∙MgCО₃) содержит около 20% MgO и 30% СаО; содержание углекислых кальция и магния не менее 85%. Применяется для известкования кислых почв в дозе 3-4 т/га. При этом почва обогащается магнием в количестве, достаточном для питания растений в течение одной-двух ротаций севооборота. Лучше применять на легких почвах.

Доломиты нерастворимы в воде, поэтому их эффективность зависит от тонины помола. Наибольшие прибавки урожаев сельскохозяйственных культур обеспечивает доломитовая мука с размером менее 1 мм; увеличение крупности помола доломита до 1-3 мм снижает его эффективность.

Полуобожженный доломит (СаСО₃∙MgCО₃) - продукт обжига доломита. Содержит около 27% MgO, 2% СаО, 57% СаСО₃. Магний этого удобрения хорошо доступен растениям. Используют его для известкования почв.

Карбонат магния (магнезит) содержит 45% MgO. Это самое концентрированное магниевое удобрение, представляющее собой природный минерал и обожженный магнезит (до 89% MgO), получаемый в производстве огнеупоров. Это щелочные, сильно действующие формы с высокой нейтрализующей способностью, превосходящей действие извести. Однако высокие дозы магнезита обостряют кальциевое и борное голодание растений, что может привести к снижению урожая. Поэтому применение этого удобрения необходимо сочетать с внесением бора под требовательные к нему культуры (подсолнечник, свеклу, клевер), а при нейтрализации почвенной кислотности сочетать с карбонатами кальция. Жженую магнезию упаковывают в бумажные многослойные мешки, которые помещают в мешки из прорезиненной ткани или другого водонепроницаемого материала, хранят в сухом помещении.

Дунитовая мука и магниевый змеевик (серпентинит) - отходы горнорудной и асбестовой промышленности. По химическому составу они представлены силикатами магния в труднорастворимой форме, поэтому их рекомендуют применять заблаговременно в высоких дозах. Эти магнийсодержащие удобрения можно использовать как сырье для получения сложных магнийсодержащих удобрений и как местное удобрение для непосредственного внесения. В воде не растворяются, но медленно разлагаются под воздействием почвенных кислот. Тонкоразмолотый дунит содержит 41-47% MgO. Серпентинит состоит в основном из метасиликата магния с содержанием 32-43%MgO.

Вермикулит (гидрослюда) содержит 14-30% MgO и до 5% К₂0. Небольшая часть магния (1,3-1,7% от массы минерала) находится в обменном виде и доступна для растений, остальная часть разлагается под воздействием почвенной кислоты.

Аммошенит ((NH₄)₂SО₄∙MgSО₄∙6H₂О) - двойная соль сульфата аммония и сульфата магния. Представляет собой кристаллический минерал от светло-коричневого до серого цвета. Применяется как азотно-магниевое удобрение; содержит не менее 7% N и 10% MgO. Магниевые удобрения хорошо усваиваются растениями. Перевозят аммошенит в многослойных мешках, пропитанных битумом.

Для наиболее полного и своевременного обеспечения культур магнием наряду с широким использованием доломитов для известкования кислых, бедных магнием супесчаных почв необходимо применение магнийсодержащих удобрений, производимых туковой промышленностью. В качестве источника магния для растений используют как односторонние, так и сложные магнийсодержащие удобрения, в том числе калийно-, фосфорно-, азотно-магниевые и другие многокомпонентные комплексные удобрения.

Из односторонних магниевых удобрений наиболее распространены сульфат магния (эпсолит)- содержит не менее 84% MgS0₄∙7H₂0 и не более 6% NaCl (17,7% MgO) - и кизерит (25-30% MgO). Это водорастворимые быстродействующие сернокислые соли магния. Рекомендуется их применять в интенсивном земледелии в условиях дефицита магния на слабокислых и нейтральных почвах, на интенсивных лугах, в тепличных хозяйствах, в овощеводстве открытого грунта. Удобрение имеет большое значение в устранении острого (определяемого визуально по признакам магниевого голодания) недостатка этого элемента путем проведения некорневой подкормки растений. При внесении этих удобрений в почву большая часть магния переходит в обменное состояние.

Калимагнезия (K₂SO₄∙MgS0₄∙6Н₂0) - полупродукт, получаемый при переработке сульфата калия из каинита. Удобрение содержит в основном минерал шенит, поэтому его называют иногда также шенитом. В гранулированном виде удобрение выпускается двух сортов, в которых содержание веществ в пересчете на сухой продукт следующее (%):

1-й сорт 2-й сорт

окись калия >30 >28

окись магния >10 >8

хлор <5 не нормируется

влажность <2 <2

Калийно-магниевый концентрат получают из каинито-лангбейнитовой руды методом флотации. В состав удобрения входит в основном минерал лангбейнит K₂S0₄∙2MgSО₄, а также в небольшом количестве полигалит, галит, гипс и др. В среднем он содержит 30-38% K₂SО₄, 39-40 - MgSО₄, 4-5 - КС1 и 8-10% NaCl.

Калийно-магниевый концентрат выпускают двух сортов: в первом содержится не менее 19% К₂О и 9% MgO, во втором - не менее 17,5% К₂О и 8% MgO, с влажностью не более 5%. Количество хлора не нормируется, но в удобрении первого сорта - не более 8%.

Полигалитовые соли (K₂SО₄∙MgSО₄∙CaSО₄∙6H₂О) - низкопроцентные удобрения (10-11% К₂О, 8-12% MgO), в воде растворяются медленно, но калий и магний их доступны растениям. Применение полигалитовых солей давало положительные результаты на разных культурах, и особенно на лугах и пастбищах.

Каинит (КС1∙MgSО₄∙3H₂О) - минерал с большой примесью NaCl (составляет 45-17% от общей массы). В нем содержится 10-12% К₂О, 22-25 - Na₂О; 6-7 - MgO, 15-17 - S₂О₃ и 32-35% - С1. Удобрение низкопроцентное, поэтому в настоящее время применяется в основном на лугах и пастбищах, где оно часто имеет преимущества перед хлористым калием благодаря наличию в нем магния.

Отечественная промышленность выпускает калимагнезию (8-10% MgO) и каинит (6-7% MgO). В общем ассортименте калийно-магниевые удобрения имеют незначительный удельный вес. Калимагнезия как легкорастворимое и достаточно уравновешенное по калию и магнию удобрение высокоэффективно на песчаных дерново-подзолистых почвах. В интенсивных кормовых севооборотах на супесчаных почвах внесение калимагнезии в отличие от концентрированных калийных удобрений позволяет поддерживать в растениях оптимальный состав одно- и двухвалентных катионов, соотношение которых является важным показателем качества приемов.

Применение калийно-магниевых удобрений может быть расширено за счет отходов калийных комбинатов и магниевых заводов - обезвоженного карналлита (23-24% К₂О, 18-20 - MgO, 0,9 - Na₂О, 50-51% С1) и хлор-калий-электролита (39-42% К₂О, 4 - MgO, 50% С1). Отрицательное влияние на растения избытка хлора, содержащегося в них, устраняется заблаговременным внесением удобрений, поскольку хлор легко вымывается из почвы. Эффективен обезвоженный карналлит под различные культуры на супесчаных почвах.

Из фосфорно-магниевых удобрений в практике сельского хозяйства находят применение магнийсодержащие фосфорные удобрения типа термофосфатов и томасшлак - побочный продукт металлургии. Питательные вещества в этих удобрениях представлены лимонно-растворимыми формами и хорошо усваиваются растениями. Представителем этой группы удобрений является плавленый магниевый фосфат (ПМФ), содержащий усвояемые растениями фосфор и магний (Са₃(РО₄)₂ + MgSО₄ SiО₃). Получают сплавлением природных фосфатов с магниевым сырьем (дунитом, кизеритом, серпентинитом, оливинитом) при температуре 1350-1400°С с последующим быстрым охлаждением плава водой. Он состоит из стекловидных прозрачных гранул разной формы и величины. Цвет гранул изменяется от ярко-зеленого до почти черного в зависимости от исходного сырья. Плавленый магниевый фосфат содержит 19-21% усвояемой лимонно-растворимой Р₂О₅ и 8-14% MgO. Фосфор в плавленом магниевом фосфате находится в виде модификации трикальцийфосфата, хорошо растворимой в 2%-й лимонной кислоте. Производство его не требует применения дефицитной серной кислоты, не связано с большим расходом энергии и воды, позволяет использовать низкопроцентные природные фосфаты без предварительного их обогащения. Удобрение обладает хорошими физическими свойства­ми, не слеживается, не содержит свободной кислотности.

Тонко размолотый ПМФ - высокоэффективное удобрение при основном внесении на всех типах почв. На кислых песчаных и супесчаных почвах, нуждающихся в магниевых удобрениях, ПМФ не только фосфорное, но и магниевое удобрение, в некоторой степени нейтрализующее почвенную кислотность. В условиях влажного тропического климата удобрение выгодно отличается от водорастворимых форм тем, что не слеживается и меньше теряет питательных веществ от вымывания атмосферными осадками.

Проблема запыленности слаборастворимыми термическими фосфатами при их внесении решается путем гранулирования их с хлористым калием и внесения смеси в зернистом виде.

Магний-аммонийфосфат (МАФ) (MgNH₄PО₄∙nН₂O) - концентрированное удобрение, содержащее три питательных элемента: фосфор, азот и магний. Производят его из фосфорной кислоты, аммиака и гидрата окиси магния или солей магния - хлористой, сернокислой или углекислой. Он может быть в виде кристаллогидрата, содержащего одну (MgNH₄PО₄∙Н₂О) или шесть (MgNH₄PО₄∙6Н₂О) молекул воды; MgNH₄PО₄∙6Н₂О очень неустойчив при хранении, при 30-50°С выделяет аммиак. Разработана технология получения одноводного магний-аммонийфосфата, который резко отличается от шестиводного, - он негигроскопичен, устойчив до 230°С, не выделяет аммиака при хранении. Благодаря меньшему количеству кристаллизационной воды одноводная соль содержит на 35% больше питательных элементов, чем шестиводная. МАФ содержит азот в водонерастворимой форме, что уменьшает его вымывание на легких почвах и не повышает осмотическое давление почвенного раствора. В одноводном МАФ содержится 45,7% Р₂О₅, 10,9 - N и 25,9% MgO.

В МАФ фосфор содержится в лимонно-растворимой форме, поэтому это удобрение следует вносить в виде порошка. При использовании его в дозе 45-60 кг Р₂0₅/га с ним вносится такое количество магния, которое может обеспечить потребность в этом элементе всех культур на песчаных и супесчаных оподзоленных почвах, нуждающихся в магниевых удобрениях. МАФ на таких почвах целесообразно применять как основное допосевное удобрение. Магний-аммонийфосфат можно использовать и как концентрированное азотно-фосфорное удобрение. В этом случае его применяют в условиях орошаемого земледелия, где до посева рекомендуется вносить фосфор и азот малыми дозами, а затем в виде подкормок. Наличие в МАФ нерастворимого в воде азота предотвращает его от вымывания.

Магний-аммонийфосфат благодаря его хорошим физическим свойствам можно использовать в качестве компонента для приготовления концентрированных тукосмесей или сложных удобрений. При этом его обогащают азотом и калием до обычных соотношений между азотом и фосфором.

От применения магниевых удобрений увеличивается урожайность культур и качество получаемой продукции (содержание крахмала, сахара, белка, витамина С). Отмечается при этом улучшение семенного качества урожая - повышение всхожести и энергии прорастания получаемых семян и усиление устойчивости выращиваемых растений к неблагоприятным условиям внешней среды, различным грибным заболеваниям.

Для оптимизации магниевого питания сельскохозяйственных культур в севообороте и применения рациональных доз удобрений важно знать следующее:

- потребность сельскохозяйственных культур в магнии на планируемый урожай;

- обеспеченность почвы доступными для растений формами магния;

- наиболее надежные методы диагностики необходимости применения магниевых удобрений (хорошо коррелирующие с урожайностью культур);

- состояние баланса магния в системе почва-растение конкретного севооборота.

Важным источником пополнения содержания обменных форм почвенного магния, следовательно, улучшения питания растений этим элементом являются органические удобрения. Систематическое их внесение заметно увеличивает накопление поглощенного магния в почве, что приводит к росту урожаев сельскохозяйственных культур севооборота, особенно на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах. Применение навоза снижает эффективность минеральных форм магниевых удобрений, что подтверждает важную роль его как источника магниевого питания растений. На супесчаных почвах в условиях дефицита магния максимальные урожаи могут быть получены при совместном применении органических удобрений и минеральных форм магния.

 

 

СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ УДОБРЕНИЯ

 

 

При разработке системы удобрения отдельных сельскохозяйственных культур и в севообороте сере как питательному элементу для растений до недавнего времени не уделялось особого внимания. Это объясняется тем, что в ассортименте минеральных удобрений, выпускаемых отечественной химической промышленностью, содержится большое количество серы как сопутствующего элемента, что обеспечивает питание им растений. Кроме этого, значительное количество серы выпадет на почву в результате техногенного загрязнения, особенно в индустриальных районах, а также при вулканических извержениях и т.д. Из атмосферы сера попадает в почву с осадками: от 100 кг и более в крупных промышленных районах до 2-3 кг/га в сельской местности. В европейской части России с атмосферными осадками серы выпадает 5-10 кг/га, а в отдельных районах - до 15-17, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке - 2-3 кг/га, а вблизи крупных промышленных центров до 25-45 кг/га. В Предуралье с осадками поступало 16 кг/га, в Донбассе - 54, в Подмосковье - 17-136 кг/га в год. При выпадении с осадками более 10 кг/га серы в год растения обычно обеспечены этим элементом, поэтому, по расчетам, общий баланс серы в земледелии положительный.

Растения могут поглощать также газообразную серу из атмосферы через листья. Поглощение серы некорневым путем может быть значительным - до 30% и более от общего ее поглощения растениями.

В перспективном земледелии сера может оказаться элементом, сдерживающим рост урожаев и качество продукции. Этому способствует широкое применение прогрессивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур с применением высоких доз минеральных удобрений, направленных на реализацию потенциальной продуктивности растений, что сопровождается значительным увеличением выноса из почвы питательных элементов, в том числе серы. Значительное количество серы может вымываться с дренажными водами, мигрировать по профилю почвы до грунтовых вод, так как анион S0₄^- слабо поглощается почвой, особенно легкой по гранулометрическому составу.

Преобладающее количество серы попадает на поля с простым суперфосфатом. Такие удобрения, как сульфат аммония (20-21% N, 24% S), сульфат калия (50% К₂О, 17,6% S), калимагнезия (26% К₂О, 18,3% S), шенит (23,3% К₂О, 15,9% S), в обеспечении дерново-подзолистых почв серой играют незначительную роль, так как применяются в сельском хозяйстве в ограниченных количествах. В сульфате магния (MgSО₄) содержится 28-30% S. Сера входит и в состав нитрофоски сульфатной.

Фосфогипс (22% S) - отход химических заводов, выпускающих двойной суперфосфат, по составу подобен гипсу, но содержит примеси фосфора и других элементов. Может служить серосодержащим удобрением местного значения. Недостаток удобрения - высокая влажность (30-35%), значительная примесь фтора, стронция. Поэтому при применении фосфогипса необходимо постоянно контролировать накопление этих элементов в почве, растениях и продукции, не допуская превышения предельно допустимой концентрации (ПДК).

Гипс (18,6%о S) - быстродействующая, хорошо доступная растениям нейтральная сернокислая соль кальция. Используется в основном для мелиорации солонцовых почв.

Элементарная сера как удобрение в стране применяется мало. Она становится доступной растениям после перевода ее микроорганизмами в сульфатную форму. Скорость этого процесса зависит от тонины помола удобрения, температуры и влажности почвы, активности микрофлоры, типа почвы, содержания других ионов. Элементарная сера слабее выщелачивается из пахотного слоя почвы и отличается более длительным последействием по сравнению с гипсом и другими удобрениями, содержащими сульфаты.

Помимо минеральных удобрений сера содержится в навозе (1 кг SО₃ в 1 т). Однако удельный вес площадей, удобренных навозом, невелик.

Действие серных удобрений на урожай сельскохозяйственных культур и качество продукции зависит от содержания серы в почве, плодородия почв, уровня удобренности, биологических особенностей культуры, условий погоды и других факторов, а именно:

1. Сepa в почве находится в органической форме (85-90%) в составе гумуса и других органических соединений и 10-15% в форме SО₄^2-, которую могут усваивать корни растений. Сера органических соединений почвы в результате микробиологической деятельности превращается в минеральную, доступную растениям. Этот процесс называется сульфофикацией. Оба этих процесса имеют сезонный характер с минимумом весной, максимумом летом, а к осени затухают. Высвобождение азота и серы идет в том же соотношении, в котором они находятся в гумусе и органических остатках. В настоящее время нет дифференцированных индексов степени обеспеченности почв доступной для растений серой.

Бобовые и крестоцветные не испытывают недостатка в сере при содержании в почве сульфатов более 11-14 мг/кг, злаковые - более 7 мг/кг.

2. При использовании серосодержащих удобрений следует учитывать критические уровни содержания серы в растениях и отношение N:S, по которому можно судить о недостатке серы. Критическое содержание серы в зерне пшеницы 0,17%, клубнях картофеля - 0,11, в люцерне - 0,2, в хлопчатнике в фазу бутонизации - 0,5%. Критическое отношение N:S в зерне пшеницы 14,8, ячменя- 13,1-16,4, в клевере- 15-18,5.

3. На эффективность удобрений оказывают влияние погодные условия, особенно в ранневесенний период. Прибавки от серы были выше в годы с низкими температурами весной и обильно выпадающими осадками, когда процессы сульфофикации замедлялись, а минеральные запасы серы промывались в нижние слои почвы и становились недоступными растениям. Поэтому ранней весной на всех дерново-подзолистых почвах минеральная (сульфатная) сера, как и минеральный азот, находится в дефиците. Независимо от содержания в почве общей серы все яровые культуры отзываются на серные удобрения, внесенные перед посевом. А зимующие растения, особенно клевер, люцерна, хорошо отзываются на весенние подкормки серными удобрениями.

4. Наиболее эффективны на дерново-подзолистых почвах нейтральные формы серосодержащих удобрений - гипс, фосфогипс и простой суперфосфат. Действие гипса и фосфогипса равноценно. Сульфатные формы азотных, калийных удобрений и элементарная сера уступают им по эффективности из-за подкисляющего действия на почвенный раствор.

Фосфогипс существенно повышает урожаи таких интенсивных культур, как кукуруза, кормовая брюква, кормовая капуста, выносящих из почвы большое количество питательных веществ, в том числе и серы, а также бобовых трав, люпина. Прибавки урожая от фосфогипса и других серных удобрений возрастают в годы с высокими урожаями культур и в годы с холодными веснами, когда сульфофикация замедляется и растениям недостает минеральной серы.

5. Важное значение имеют сроки и способы применения серных удобрений, которые зависят от биологических особенностей культуры: под озимые зерновые - допосевное внесение, под яровые зерновые - под предпосевную культивацию, под клевер - ранней весной по отрастающим растениям, пропашные культуры (турнепс, кормовая капуста, картофель) примерно одинаково реагируют на допосевное и послепосевное внесение серных удобрений.

6. Большинство сельскохозяйственных культур хорошо отзывается на серу на достаточно удобренном другими макроэлементами фоне при систематическом внесении в севообороте азотных, фосфорных и калийных удобрений. От применения серосодержащих удобрений повышается качество растительной продукции - увеличивается содержание белка, сухого вещества, крахмала в клубнях картофеля, доля товарной продукции.

7. Применение серосодержащих удобрений способствует большему усвоению других питательных веществ.

Оптимальной дозой серы для большинства культур является 50-60 кг/га на песчаных почвах, а под крестоцветные на суглинистых почвах - 100-120 кг/га серы. Вносят серосодержащие удобрения осенью - под зяблевую вспашку, ранней весной - под предпосевную культивацию, весной - в период отрастания трав. При дефиците серы эти удобрения можно вносить в рядки при посеве и провести некорневую подкормку 0,5-2%-м раствором сульфатов.

МИКРОУДОБРЕНИЯ

 

 

В ряде почвенно-климатических зон страны сельскохозяйственные культуры отзывчивы на различные микроудобрения [4]. Чаще всего это проявляется при длительном применении высоких доз минеральных удобрений - азотных, фосфорных и калийных, особенно на осушенных торфянистых почвах, орошаемых землях и на почвах легкого механического состава. Наибольшее применение в земледелии нашей страны получили борные, марганцевые, молибденовые, медные и цинковые микроудобрения.

 

 

Борные удобрения

 

 

Борные удобрения содержат бор в форме хорошо растворимой в воде борной кислоты. Наиболее широко применяются следующие удобрения.

Гранулированный боросуперфосфат - светло-серые гранулы, содержащие 18,5-19,3% Р₂О₅ и 1% борной кислоты (Н₃ВО₃).

Двойной боросуперфосфат содержит 40-42% Р₂О₅ и 1,5% борной кислоты.

Борная кислота - мелкокристаллический порошок белого цвета. Содержит 17% бора. Легко растворяется в воде.

Бормагниевое удобрение - тонкий порошок серого цвета, отход производства борной кислоты. Содержит до 13% борной кислоты и 15-20% окиси магния.

Борнодатолитовое удобрение получают из датолитовой породы (2СаО∙В₂О₃∙2SiО₂∙2Н₂О) путем разложения ее серной кислотой. В результате бор переходит в водорастворимую форму (Н₃ВО₃). В этом удобрении содержится около 2%бора или 12-13% борной кислоты. Борнодатолитовое удобрение представляет собой порошок светло-серого цвета, обладающий хорошими физическими свойствами. В большинстве случаев применяется для внесения в почву, но может использоваться и для обработки семян.

Борацитовая мука (СаО∙MgO∙3В₂О₃∙6Н₂О) содержит около 10% В - размолотые борные руды без предварительной переработки. При мелком размоле бор в этом удобрении переходит в доступное для растений состояние.

Чаще всего нуждаются в борных удобрениях дерново-подзолистые, дерново-глеевые, красноземные, перегнойно-карб