Тема 8. Комплексні добрива. Мікродобрива.

Комплексні добрива.

Комплексними називаються добрива, які містять у різному співвідношенні два, три або більше елементів живлення: азоту, фосфору, калію і мікроелементів. Їх підрозділяють на подвійні (фосфорно-калійні, азотно-фосфорні, азотно-калійні) і потрійні (азотно-фосфорно-калійні).

У залежності від способів одержання комплексні добрива підрозділяються на: складні, комбіновані (складно-змішані), змішані; рідкі.

Складні добрива. Амофос NH4H2PO4. Складові цієї солі - іони (амоній і фосфат) легко засвоюються рослинами на всіх ґрунтах. Амофос містить 11-12% N, 46-60% Р2О5. У ньому немає баласту. Головний недолік амофосу – нестандартне співвідношення між азотом і фосфором 1:4, 1:5, що обмежує широке застосування цього добрива в виробництві.

Складні добрива. Діамофос (NH4)2HPO4. Виробництво аммофоса засноване на насиченні аміаку вільною фосфорною кислотою. Якщо продовжити цей процес, то виходить діамофос, у якому співвідношення між азотом і фосфором дорівнює 1:2,5 (2,8). У діамофосі міститься 18% і більш азоту і близько 50% Р2О5. Це найбільш концентроване з усіх складних добрив.

Складні добрива. Калійна селітра KNO3. Ця сіль містить близько

13% N і до 45% К2О, не містить баластових речовин і відрізняється практичними фізичними властивостями. Як джерело калію особливо важлива для культур, які чутливі до надлишковому хлору. Співвідношення між азотом і калієм складає 1:3,5, що є головним недоліком цього добрива.

Комбіновані, або складно-змішані добрива. Нітрофоски. При взаємодії азотної кислоти з фосфорною сировиною одержують кальцієву селітру та однозаміщений фосфат кальцію з домішкою преципітату (діфосфату кальцію). Для одержання потрійного добрива на цій стадії процесу додають у необхідній пропорції хлористий калій. Далі масу висушують і гранулюють. У кожній гранулі знаходяться сполуки CaHPO4∙2H2O, Ca(H2PO4)2∙H2O, NH4NO3, NH4Cl, KCl, KNO3, CaSO4 і домішки, які утримуються у вихідній фосфатній сировині. Це добриво називається сульфатною нітрофоскою. Використовується для всіх ґрунтів.

Комбіновані, або складно-змішані добрива. Нітроамофос. Комбіноване добриво, одержуване на основі моноамонійфосфату при введенні в нього калію називається нітроамофоскою. На основі діамонійфосфату роблять відповідно діамонітрофос (N i P) і діамонітрофоску (N, P i K).

Комбіновані, або складно-змішані добрива. Карбоамофоска. Містить азот в амідній і аміачної формах, а фосфор і калій – у водорозчинній формі. Карбоамофоску одержують із сечовини, фосфорної кислоти, аміаку і солей калію. Вона містить до 60% поживних речовин (по 20% N, P2O5, K2O). Без додавання калію одержують карбоамофос, який містить до 60% поживних речовин (по 30% N і Р2О5).

Змішані добрива. Механічні суміші одержують без істотних хімічних перетворень компонентів, вони підрозділяються на порошкоподібні і гранульовані. Перевага гранульованих сухих сумішей полягає в тому, що виробництво їх можливе з будь-яким співвідношенням поживних речовин. Сухе змішування добрив - найбільш доступний, простий і економічний метод одержання комплексних добрив. Одне з головних вимог до гранульованих сумішей це одержання добре сипучих добрив, які не злежуються та придатні до механізованого розсіву. Для приготування сумішей звичайно використовуються наступні добрива: сечовина, аміачна селітра, подвійний і простий суперфосфат, амофос, хлористий калій. Фізичні властивості змішаних добрив поліпшують уведенням нейтралізуючих добавок: крейди, вапняку, фосфоритного борошна. Особливості фізико-хімічних властивостей добрив часто обмежують можливість їхнього змішування.

Рідкі комплексні добрива (РКД – часто застосовується російська абревіатура ЖКУ – жидкие комплексние удобрения). До цих добрив відносяться розчини поживних солей, що мають у своєму складі два або три основних поживних елементи (N, Р, К), вторинні елементи живлення (Са, Mg, S) і мікроелементи (Fe, Mn, B, Cu, Zn, Mo, Co). РКД не мають у своєму складі вільного аміаку, тому їх транспортування не обов'язково повинно бути в герметично закритій тарі. РКД можна вносити не тільки на визначену глибину в ґрунт, але і розприскувати по поверхні, а також вносити в рядки; при необхідності в РКД можна вводити мікроелементи, деякі пестициди і стимулятори росту. РКД прості в зберіганні, вибухо- та пожежо- безпечні, не отрутні. Відзначені переваги РКД роблять їх досить перспективними для вітчизняного землеробства. Співвідношення азоту, фосфору і калію в РКД може бути різним, вміст N − 5-10%, P2O5 − 5-10% і K2O − 6-10%. У нашій країні випускається в основному РКД зі співвідношенням поживних речовин 9:9:9, а також з іншими співвідношеннями (7:14:7; 6:18:6; 8:24:0 тощо).

Суспензії. Можливе введення в розчин стабілізуючих добавок колоїдної глини або кремнієвої кислоти, які стабілізують перенасичений розчин (суспензію) від випадання твердої фази – один з кардинальних способів підвищення суми поживних речовин РКД. На виготовлення 1 т добрива витрачається 9-22 кг сухої глини.

Мікродобрива

Мікродобрива - це добрива, що мають у своєму складі мікроелементи, які є елементами живлення та містяться в рослинах у тисячних і стотисячних частках відсотків, виконують певні функції в процесі життєдіяльності. Нестача мікроелементів викликає низку хвороб рослин і приводить до їх загибелі.

Одним із критеріїв ступеню забезпеченості рослин мікроелементами є їх вміст у ґрунті, особливо рухомих форм. Вміст рухомих форм найчастіше складає для Cu, Mo, Co, і Zn 10-15% їхнього валового вмісту в ґрунті, для В − 2-4%. Відзначено істотний вплив на рухливість мікроелементів у ґрунті кислотності ґрунтів, та окислювально-відновних процесів.

Бор. Цей елемент широко розповсюджений у природі у вигляді оксидних сполук мінералів борної кислоти (Н3ВО3) і бури (Nа2В4О7∙10Н2О). Середній вміст бору в рослинах становить 0,0001%, або 1 мг на 1 кг рослинної маси. Бор підсилює проростання пилка, збільшує кількість квіток і плодів. Без бору порушується процес дозрівання насіння. Бор необхідний рослинам на протязі усього життя. Особливо чуттєві до нестачі бору є соняшник, люцерна, кормові коренеплоди, льон, рис, кормова капуста, овочеві культури, цукровий буряк. Надлишок бору викликає своєрідний опік нижніх листків, з'являється крайовий некроз, листки жовтіють, відмирають і обпадають.

Борні добрива використовуються в основному у вигляді боросуперфосфату і бормагнієвих добрив: борна кислота технічна (17,3% бору), бормагнієве добриво (2,3%), боросуперфосфат гранульований (0,2%). Боросуперфосфат застосовують під цукровий буряк, зернові бобові, кормові коренеплоди, гречку, огірки, плодово-ягідні в дозі при основному внесенні 200-300 кг/га, а в рядки при посіві – 100-150 кг/га. Боромагнієві добрива застосовують під цукровий буряк, кормові коренеплоди, зернові бобові, гречку в суміші з іншими добривами в нормі 20 кг/га. Борна кислота використовується для позакореневих підживлень у дозі 500-600 г/га під насінники багаторічних трав і овочевих культур, для плодово-ягідних - 700-800 г/га. Для передпосівної обробки насіння різних сільськогосподарських рослин - у дозі 100 г борної кислоти на 100 кг насіння.

Мідь. Середній вміст міді в рослинах 0,0002%, або 2 мг на 1 кг маси, і залежить від видових особливостей та ґрунтових умов. З врожаєм різних культур виноситься з 1 га 7-327 г міді. У рослинній клітині близько 2/3 міді може знаходиться в нерозчинному, зв'язаному стані. Відносно багате міддю насіння. Мідь входить до складу мідьвмісних білків і ферментів. Недостатня забезпеченість рослин міддю різко негативно відбивається на активності мідьвмісних ферментів: відбувається затримка росту рослини, хлороз, втрата тургору. У злакових рослин при гострому дефіциті міді відбувається побіління кінчиків листків і не розвивається колосся, у плодових з'являється суховершиність.

Валовий вміст міді в різних ґрунтах коливається від 0,1 до 150 мг на 1 кг ґрунту. Найбільш бідні міддю верхові торфовища, дерново-карбонатні ґрунти, болотні і заболочені, піщані і супіщані.

У сільському господарстві використовують наступний асортимент мідних добрив: мідний купорос (сульфат міді) CuSO4·H2O - порошок, що містить мідь CuSO4, піритні (колчеданні) недогарки Cu (К2О). Піритні недогарки (0,2-0,3% Cu) вносять один раз у 4-5 років у нормі 500-600 кг/га восени під зяблеву оранку або навесні під передпосівну культивацію. Для обпудрення насіння використовують сірчанокислу мідь (25,4% Cu) у нормі 50-100 мг на 100 кг насіння. Для позакореневих підживлень доза сірчанокислої міді на 1 га посівів складає 200-300 г.

Марганець. З врожаєм з 1 га виноситься 1000-4500 г марганцю. У рослинах його 0,001% або 10 мг на 1 кг маси. Основна кількість його локалізована в листях і хлоропластах. Марганець безпосередньо бере участь у фотосинтезі, збільшує вміст цукрів, хлорофілу, підсилює інтенсивність дихання. Марганець входить до складу ферменту, що синтезує аскорбінову кислоту. При виключенні марганцю з поживного середовища у тканинах рослин підвищується концентрація основних елементів мінерального живлення, порушується співвідношення елементів у поживному балансі. Нестачу цього елемента інколи пов'язують з появою хлорозу в рослин, сірої плямистості у злаків і плямистої жовтяниці у цукрового буряка.

У ґрунті марганець знаходиться переважно у вигляді важко розчинних оксидів. Як добрива використовуються відходи підприємств марганцево-рудної промисловості з вмістом Mn до 10-18%. Сірчанокислий марганець використовується в тепличному овочівництві. Враховуючи, що марганець ефективний на тлі фосфорних добрив, доцільно робити марганизований суперфосфат. Використовується також марганизований гранульований суперфосфат і відходи переробки марганцевих руд. Доза внесення марганцю в розрахунку на елемент 2,5 кг/га. Способи застосування марганцю - обпудрювання насіння та позакореневе підживлення.

Молібден. Вміст у рослинах 0,1-300 мг Mo на 1 кг сухої маси. Локалізується в молодих зростаючих органах. Більше його у листі, ніж у стеблах і коренях. З врожаєм з 1 га виноситься Mo: пшениці - до 6 г, конюшини - до 10 г. У рослинах молібден входить до складу ферменту нітратредуктази, бере участь у відновленні нітратів до нітритів. За участю молібдену протікають такі біохімічні процеси як біосинтез амінокислот, фіксація молекулярного азоту бульбочковими бактеріями, біосинтез нуклеїнових кислот і білків. При різкому дефіциті молібдену гальмується ріст рослин, не розвиваються бульбочки на коренях бобових рослин, рослини мають блідо-зелене фарбування, листові пластинки деформуються і листи передчасно відмирають. Високі дози молібдену дуже токсичні для рослин. У випадках, коли вміст молібдену в рослинах досягає 20 мг на 1 кг сухої маси, у тварин спостерігається молібденовий токсикоз, у людини - ендемічна подагра.

У ґрунті молібден міститься в окисленій формі у вигляді молібдатів кальцію й інших металів. Кількість його коливається від 0,20 до 2,40 мг валових форм і 0,10-0,27 мг на 1 кг ґрунту - рухливих форм.

Асортимент молібденових добрив: молібдат амонію, молібдат амонію-натрію, відходи електролампової промисловості, суперфосфат простий гранульований з молібденом, суперфосфат подвійний гранульований з молібденом. Способи застосування: передпосівна обробка насіння та позакореневе підживлення. Молібденовий суперфосфат вносять у рядки в дозі 50 кг/га.

Цинк. Винос з врожаєм складає від 75 до 250 г з 1 га. Цинк підвищує жаро- і морозовитривалість рослин, впливає на процес поглинання фосфору рослинами. При його нестачі виявляється висока концентрація неорганічного фосфору в рослинах, сповільнюється перетворення неорганічних фосфатів в органічні форми. Відомо більш ніж 30 ферментів, які містять цинк. При цинковому голодуванні виникає плямистість листя, у кукурудзи - побіління або хлороз верхніх листів, у томатів - скручування листових пластинок і черешків. Усі рослини затримуються в рості.

Найбільш високий валовий вміст Zn у тундрових ґрунтах (53-76 мг на 1 кг) і чорноземах (24-90 мг на 1 кг), а найбільш низький - у дерново-підзолистих (20-67 мг на 1 кг ґрунту).

Як цинкові добрива застосовують деякі відходи промисловості: технічний сірчанокислий цинк (22% Zn); полімікродобриво (ПМУ-7) - відходи від виробництва цинкових білил. Ці препарати вносяться при посіві в рядки або опудрюють насіння.

Кобальт. У рослинах вміст його не більш 0,00002% сухої маси, причому, біля половини в іонній формі, 1/4 частина − у формі кобальто-мідних сполук і в складі вітаміну В12, близько 1/3 складають неідентифіковані дуже стабільні органічні сполуки.

У ґрунті кобальт знаходиться в двовалентній формі і здатний давати комплексні сполуки з органічними речовинами. Значна його частина знаходиться в ґрунті в розсіяному вигляді в ґратках алюмосилікатів; інша частина зв'язана із силікатами в результаті обмінної сорбції. Середній вміст кобальту в ґрунтах - близько 3·10^-7%.

Як добриво вноситься в ґрунт по 200-400 г/га (у розрахунку на елемент) для некореневих підживлень.

Нікель. Нікель є активатором окислювально-відновних процесів у рослинних клітках. Внесення 3-9 мг Nі/кг ґрунту під люцерну підвищує активність аскорбіноксидази, пероксидази, каталази, що веде до підвищення врожайності на 10-15%. Нікель також входить у групу мікроелементів, зв'язаних у клітинах рослин із протеїнами.

Нікель є постійною складовою глинистих мінералів у вигляді ізоморфних домішок. У ґрунті знаходиться в розсіяному вигляді в ґратках алюмосилікатів, а частина його більш пов'язана в результаті обмінної сорбції із силікатами. Середній вміст у ґрунтах складає близько 4·10^-3%.

Використовуються в сільському господарстві сульфіди і сульфати нікелю, а також гідроаерозолі хлориду нікелю (усе це відходи промисловості).