Хлористый калий - самое концентрированное калийное удобрение. В нем минимальное содержание хлора на единицу калия в сравнении со смешанной калийной солью и сильвинитом. Вследствие этого при отсутствии сульфатов его применяют под чувствительные к хлоридам культуры, но вносят его заблаговременно, чтобы по возможностям Cl - удалился за пределы пахотного слоя почвы.
Калий не только повышают урожай, но и обычно улучшает качество товарной продукции, если форма и дозы выбраны правильно. В урожае возрастает содержание углеводов и белковых веществ, прочнее становиться волокно. Большие заслуги в изучении действия калийных удобрений принадлежат Петербургскому А. В [7].
Многие калийные удобрения представляют собой природные калийные соли, ис - пользуемые в сельском хозяйстве в размолотом виде. Большие разработки их находятся в Соликамске, на Западной Украине, в Туркмении. Открыты залежи калийных руд в Казахстане, Сибири [5].
Удобрение получают из сильвинита (KCl*NaCl).
Наиболее распространены 2 метода для осуществления этого технологического процесса. Самый старый из них основан на различном изменении растворимости хлористых калия и натрия при повышении температуры с 20 до 1000С. Второй метод основан на различии удельных весов хлористых калия и натрия (1,987 и 2,17 г/см3 соответственно) [10]. До сих пор крупнейшей отраслью химического комплекса России является производство минеральных удобрений. Его доля составляет более 21% товарной продукции химической и нефтехимической промышленности, 35% экспорта химических товаров. От уровня и направлений развития этого крупного блока химической индустрии зависит решение очень многих важных проблем в экономике России и, в первую очередь, насыщение рынка продуктами питания и товарами первой необходимости, создание необходимых условий для обеспечения независимости внутреннего рынка России от импорта сельскохозяйственной продукции [13].
Двойной суперфосфат Ca (H2PO4) 2 - содержит 45% P2O5 и 3-5% свободной фосфорной кислоты. Это - аморфное вещество светло-серого цвета, растворимое в воде и подкисляющее почву. Выпускается в гранулированном виде [5].
Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, так как входит в состав белков. Если азот в почве может пополняться путем фиксации его из воздуха, то фосфаты - только внесением в почву в виде удобрений. Главные источники фосфора - фосфориты, апатиты, вивианит и отходы металлургической промышленности - томасшлак, фосфатшлак.
Д.Н. Прянишников поставил фосфор в один ряд с азотом и калием - элементами, которые больше всего выносятся растениями из почвы и потерю которых надо компенсировать, внося в землю минеральные удобрения [2].
Значит, растению, прежде всего, необходимы фосфорные, азотные и калийные удобрения.
Двойной суперфосфат применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных черноземах и красноземах. По применению не отличается от простого суперфосфата, но более транспортабелен и требует меньших затрат на упаковку, перевозку, хранение. Используется для локального внесения под наиболее ценные технические и зерновые культуры [7].
Для получения двойного суперфосфата из природного фосфата выделяют сначала фосфорную кислоту:
Ca3 (PO4) 2 + 3H2SO4 = 2H3PO4 + 3CaSO4¯
Отделив осадок, полученной кислотой, затем обрабатывают новую порцию фосфорита:
Ca3 (PO4) 2 + 4H3PO4 = 3Ca (H2PO4) 2.
Производство минеральных удобрений является одной из важных отраслей химической промышленности. Ко всем минеральным удобрениям предъявляется требование, чтобы питательные элементы были в водорастворимой форме.
Это соли азотной, фосфорной и других кислот. Желательно, чтобы других компонентов удобрений, примесей, было как можно меньше, так как это "балласт". Удобрения при транспортировке и хранении должны быть стойкими к влаге, не слёживаться, сохранять сыпучесть. Для этого их выпускают гранулированными. Удобрения не должны содержать вредных попутных для растений, людей и животных веществ: фтора, радиоактивных веществ, тяжелых металлов [2].
Суперфосфат - Сa (H2PO4) 2*H2O содержит 19,5% фосфора из апатитового концентрата и 14% из фосфоритов, а также некоторое количество свободной фосфорной кислоты (до 5,5%), что значительно ухудшает его качества. Для устранения этого недостатка применяют нейтрализацию твердыми добавками: известь, мел, доломит, аммиак. Простой суперфосфат - рассыпчатый продукт темно-серого цвета с характерным запахом фосфорной кислоты.
В удобрении первого сорта содержится не менее 19,5% Р2О5, 2-го сорта-19%, 3-го сорта - 14%, содержание воды 15-16%, гипса-до 40%.
Для лучшего рассеивания его часто вносят в смеси с перегноем, торфом, фосфоритной мукой для улучшения физических свойств удобрение увлажняют и окатывают в гранулы.
Гранулированный суперфосфат обладает лучшей сыпучестью и рассеиваемостью. (Диаметр гранул 1-4 мм) [5].
Английский ученый Лооз в 1843 г. полевыми опытами на Ротамстедской опытной станции доказал, что наряду с зольными элементами в состав удобрений должен входить фосфор.
В том же году на этой станции впервые было изготовлено заводским путем минеральное удобрение _ суперфосфат [6].
Гранулированный суперфосфат рекомендуется для предпосевного внесения под различные сельскохозяйственные культуры в дозе 7,5 - 20 кг/га P2O5: кукурузу, подсолнечник, хлопчатник, свекла.
Его можно применять на любых почвах, любым способом, под все культуры. По многочисленным опытам, проведенным в нашей стране, 0,5ц гранулированного суперфосфата на 1 га дает прибавление 2,5-3 ц зерна [7].
Получение суперфосфата производят следующим образом:
[Ca3 (PO4) 2] 3*CaF2 + 7H2SO4 + 3H2O - > 3Ca (H2PO4) 2*H2O + 7CaSO4 + 2HF
А также изготовляется из высокопроцентного (39-40% Р2О5) апатитового концентрата или из природных фосфатов - апатитов и фосфоритов разложением их с 61-67% серной кислотой.
Ca3 (PO4) 2 + 2H2SO4= Ca (H2PO4) 2 + 2CaSO4
Жидкая смесь при выходе затвердевает вследствие кристаллизации монокальцийфосфата [14].
| Производство и поставка фосфорсодержащих удобрений и кормовых добавок в РФ, млн. т. P2O5. | |||||||||
| Годы | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 |
| Производство | 4,2 | 3,7 | 2,7 | 2,3 | 1,6 | 1,74 | 1,49 | 1,80 | 1,8 |
| Поставки сельскому хозяйству | 3,6 | 3,6 | 1,4 | 0,7 | 0,3 | 0,38 | 0,36 | 0,4 | 0,4 |
| Экспорт | 0,7 | 0,7 | 1,3 | 1,6 | 1,3 | 1,36 | 1,13 | 1,4 | 1,4 |
Фосфоритная мука - самое дешевое из фосфорных удобрений. По объему производства и применения она занимает второе место в мире. В настоящее время выпускается фосфоритная мука со следующим содержанием P2O5-высший сорт-25%,1 сорт-22%,2 сорт-19%, диаметр крупинок муки - 0,17 мм. Это тонкий порошок серого или бурого цвета [5].
Большой след в агрохимии оставил профессор Петербургского земледельческого института А.Н. Энгельгардт (1832-1893) Ему принадлежит приоритет в применении фосфоритной муки в качестве удобрения. Он впервые доказал хорошее действие и последействие этого удобрения на малоплодородных пустошах. Следует отметить, что никакая другая страна не использует фосфоритную муку в таком количестве и с таким успехом как наша. В этом немалая заслуга А.Н. Энгельгардта [4].
Фосфорные удобрения необходимы растению с начального периода их жизни. Сильный эффект действия такого удобрения обуславливается способностью отдельных растений усваивать фосфорную кислоту труднорастворимых соединений. Она не только увеличивает урожаи, но и улучшает его качество, повышает зимостойкость озимых культур, ускоряет созревание [3].
Эффективность применения фосфоритной муки зависит от контакта с почвой, она усиливается при наибольшем контакте, что зависит от тонины помола. Также эффект зависит от геологического возраста и минералогического состава фосфорита. Более древние хуже усваиваются растениями, чем молодые.
Приготовление муки весьма просто. Фосфорит освобождается от примесей (гипса, песка), дробится и размалывается до состояния тонкой муки (80% -с диаметром 0,17 мм). количество выпуска фосфорных удобрений падает с каждым годом. За пять лет (1990-1994гг.) в три раза сократилось производство апатитового концентрата с 19,3 млн. т.д.о 6,48 млн. т [9].
Аммофос - это смесь NH4H2PO4 и (NH4) 2HPO4. Представляет собой двойное комплексное удобрение для различных почв под различные сельскохозяйственные культуры. Содержит 45-52% P2O5 и 10-12% азота. Растворимо в воде. Обладает хорошими физико-химическими и свойствами, не нуждается в гранулировки и применении конденсирующих добавок. В его составе не имеется балластных компонентов, не гигроскопичен, легко рассеивается. Физиологически кислое удобрение, при внесении несколько подкисляет почву [5].
В 1761 шведский ученый Валериус высказал гипотезу о том, что растения питаются гумусом. Этот ошибочный взгляда под названием "гумусовая теория" был достаточно распространен. Эта гипотеза была высказана на основе наблюдений, что растения лучше росли на почвах, богатых гумусом; Но ошибочность этой теории уже тогда была очевидной. Со времен М.В. Ломоносова известно, что гумус появляется в почве только в результат гниения растений, т.е. является образованием вторичным. И только с1859г., когда ученые Кноп и Сакс впервые доказали возможность выращивания растений на растворах минеральных солей, теория минерального питания растений стала безраздельно господствующей. Именно она дала толчок к развитию производства минеральных удобрений. Подтвердилась мысль о том, что нет ничего лучше для практики, чем хорошая теория [7].