Минеральные удобрения разделяют на азотные, фосфорные, калийные, известковые и другие. Они бывают простыми — с содержанием одного из требуемых элементов, и сложными (комплексными) — два и более составляющих элементов.
АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Азот входит в состав растений. Восполняется внесением природных солей азотной кислоты (селитры), аммиачной воды. Отрасль химической промышленности, выпускающая азотные удобрения, называется производство туков. Используются: натриевая селитра NaNO3, кальциевая Ca(NO3)2, аммиачная NH4NO3, сульфат аммония (NH4)2SO4.
Производство азотных удобрений базируется на синтезе аммиака из молекулярного азота и водорода. Азот получают из воздуха, а водород из природного газа, нефтяных и коксовых газов. Азотные удобрения представляют собой белый или желтоватый кристаллический порошок (кроме цианамида калия и жидких удобрений), хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо поглощаются почвой. Поэтому азотные удобрения легко вымываются почвенными и дождевыми водами, что ограничивает их применение осенью в качестве основного удобрения. Большинство из них обладает высокой гигроскопичностью и требует особой упаковки и хранение. В таблице №1 приведены данные о составе и свойствах основных азотных удобрений.
По выпуску и использованию в сельском хозяйстве главнейшие из этой группы - аммиачная селитра и мочевина, составляющие около 60% всех азотных удобрений.
Азотные удобрения используют под все сельскохозяйственные культуры.
Таблица №1.
| Удобрение | Химическийсостав | Содержаниеазота, % | Форма азота | Воздействие на почву | Гигроскопичность |
| Натриевая селитра | NaNO3 | Не менее 16 | Нитратная | Подщелачивает | Слабая |
| Аммиачная селитра | NH4NO3 | 34 | Нитратная и аммонийная | Подкисляет | Очень сильная |
| Кальциевая селитра | Ca(NO3)2 | Не менее 17,5 | Нитратная | Подщелачивает | Очень сильная |
| Аммиак жидкий | NH3 | 82 | Аммонийная | Подкисляет | Очень сильная |
ФОСФОРНЫЕ УДОБРЕНИЯ
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. Все фосфорные удобрения - аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные из них - суперфосфат и фосфоритная мука. Характеристика фосфорных удобрений приведена в таблице №2.
По степени растворимости эти удобрения подразделяют на следующие группы:
1) Растворимые в воде, легкодоступные для растений - суперфосфаты простой и двойной, аммонизированный, обогащенный;
2) Труднорастворяемые (не растворимы в воде и почти не растворимые в слабых кислотах), они не могут непосредственно использоваться растениями - это фосфоритная и костная мука.
Суперфосфат получают обработкой размолотой природной фосфорной руды серной кислотой. После тщательного перемешивания влажная масса некоторое время «вызревает». При этом идёт реакция:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
образуется смесь сульфата кальция и первичного фосфата. После измельчения она используется в качестве удобрения под названием «простого» суперфосфата. Вследствие хорошей растворимости Ca(H2PO4)2, содержащийся в нём фосфор легко усваивается растениями.
Большим недостатком этого удобрения является присутствие в нём балластного CaSO4. 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
Если вместо этого нейтрализуют Н3РО4 гидратом оксида кальция, осаждается
«преципитат»(CaHPO4 . 2H2O), также являющийся хорошим удобрением.
Таблица №2
| Удобрение | Химический состав | Форма фосфорной кислоты | Воздействие на почву |
| Суперфосфат простой гранулированный | Ca(H2PO4)2+ +2CaSO4+H2O | Водорастворяемая | Подкисляет |
| Суперфосфат двойной гранулированный | Ca(H2PO4)2+ H2O | Водорастворяемая | Подкисляет |
| Преципитат | CaHPO4+2H2O | Растворяемая в лимонно-кислом аммонии | Слабо нейтрализует кислотность |
КАЛИЙНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Калий - необходимый элемент для растений. В основном он находится в молодых растущих органах, клеточном соке растений и способствует быстрому накоплению углеводов.
Многие калийные удобрения представляют собой природные калийные соли, используемые в сельском хозяйстве в размолотом виде. Большие разработки их находятся в Соликамске, на Западной Украине, в Туркмении. Открыты залежи калийных руд в Казахстане, Сибири.
Значительное количество хлора во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и сильвините) ухудшает физико-химические свойства многих почв.
На бедных калием легких почвах и торфяниках все без исключения сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийных удобрениях. Недостаток калия в почве восполняется главным образом внесением навоза. Калий легко растворяется в воде и при внесении поглощается коллоидами почвы, поэтому он малоподвижен, однако на легких почвах легко вымывается.
Калийные удобрения подразделяются на три группы:
1) Концентрированные, являющиеся продуктами заводской переработки калийных руд - хлористый калий, сернокислый калий, калийно-магниевый концентрат, сульфат калия-магния (калимагнезия);
2) Сырые калийные соли, представляющие собой размолотые природные калийные руды - каинит, сильвинит;
3) Калийные соли, получаемые путем смешения сырых калийных солей с концентрированными, обычно с хлористым калием - 30 и 40%-ные калийные соли.
Как калийные удобрения используют также печную золу и цементную пыль.
Наиболее распространенные калийные удобрения и их свойства приведены в таблице №3.
Таблица №3
| Удобрение | Химический состав | Гигроскопичность | Воздействие на почву |
| Калий хлористый | KCl с NaCl | Малогигроскопичность | Подкисляет |
| Калий сернокислый (сульфат калия) | К2SO4 | Негигроскопичен | Подкисляет |
КОМПЛЕКСНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Их подразделяют по составу: двойные (азотно-фосфорные, азотно-калийные, фосфорно-калийные) и тройные (азотно-фосфорно-калийные); по способу производства: сложные, сложно-смешанные (комбинированные) и смешанные удобрения.
Амофос – это смесь NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4 Она получается прямым взаимодействием аммиака и фосфорной кислоты. 1 тонна амофоса заменяет 3 тонны простого суперфосфата и 1 тонну сульфата аммония.
Нитрофоска – это смесь амофоса с калийной селитрой, нитратом калия, KNO3).Она особенно удобна для пользования, так как одновременно содержит всё наиболее необходимые растениям элементы – азот, фосфор, калий.
К сложным удобрениям промышленного производства относят (калиевая селитра, аммофос, диаммофос). Их получают при химическом взаимодействии исходных компонентов, сложно-смешанные (нитрофос, нитрофоска, нитроаммофос, нитроаммофоска, фосфорно-калийные, жидкие комплексные и др.) - в едином технологическом процессе из простых или сложных удобрений.
Смешанные удобрения получают путем смешивания простых.
Сложные и сложно-смешанные удобрения характеризуются высокой концентрацией питательных веществ, поэтому применение таких удобрений обеспечивает значительное сокращение расходов хозяйства на их транспортировку, смешивание, хранение и внесение.
К числу недостатков комплексных удобрений относится то, что при внесении, например, необходимого количества азота, других питательных элементов вносится меньше или больше, чем требуется.
В небольшом количестве применяют и многофункциональные удобрения, содержащие, кроме основных питательных элементов, микроэлементы и биостимуляторы, оказывающие специфическое влияние на почву и растения.
МИКРОУДОБРЕНИЯ
Элементы: бор, медь, марганец, цинк необходимы растениям в малых дозах, поэтому удобрения, содержащие элементы, называются микроудобрениями. В качестве микроудобрений применяются пиритный огарок, шлак медной плавки, борный концентрат и др.
БИОГРАФИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Либих Юстус (12.05.1803 — 18.04.1873)
Немецкий химик, член Баварской АН (с 1854), ее президент с 1859. Родился в Дармштадте. Учился в Боннском (1820) и Эрлангенском (с 1821) университетах. Учился также в Сорбонне у Ж. Л. Гей-Люссака. С 1824 преподавал в Гисенском, с 1852 — в Мюнхенском университетах. В 1825 организовал в Гисене лабораторию для научных исследований, в которой работали многие выдающиеся химики. Исследования посвящены главным образом органической химии. При изучении фульминатов (солей гремучей к-ты) обнаружил (1823, наряду с Ф. Вёлером) изомерию, указав на аналогию фульминатов и солей циановой к-ты, обладающих одинаковым составом. Впервые получил (1831, независимо от французского химика Э. Субейрана) хлороформ. Совместно с Вёлером установил (1832), что при превращениях в ряду бензойная к-та — бензальдегид — бензоилхлорид — бензоилсульфид одна и та же группа (С6Н5СО—) переходит без изменения из одного соединения в другое. Эта группа была названа ими бензоилом. В статье «О конституции эфира и его соединений» (1834) указал на существование радикала этила, переходящего без изменений в ряду спирт — эфир — этилхлорид — эфир азотной к-ты — эфир бензойной к-ты. Эти работы способствовали утверждению теории радикалов. Совместно с Вёлером установил (1832) правильную формулу бензойной к-ты, исправив предложенную в 1814 И. Я. Берцелиусом. Открыл (1832) хлораль. Усовершенствовал (1831—1833) методику количественного определения углерода и водорода в органических соединениях. Установил (1832) состав и индивидуальность молочной к-ты.