Минеральные удобрения

Минера́льные  удобре́ния — неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания.

Минеральные удобрения содержат питательные вещества в виде различных  минеральных солей. В зависимости  от того, какие питательные элементы содержатся в них, удобрения подразделяют на простые и комплексные. Простые (односторонние) удобрения содержат один какой-либо элемент питания. К ним относятся фосфорные, азотные, калийные и микроудобрения. Комплексные, или многосторонние, удобрения содержат одновременно два или более основных питательных элемента.

В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах – молибдена, на черноземах – марганца и т. п. Применение минеральных удобрений – один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель.

Для внесения минеральных  удобрений используются туковые сеялки.

Минеральные удобрения бывают азотными, фосфорными, калиевыми, сложными и микроудобрениями. Они являются продукцией химического производства и содержат в себе одно или несколько питательных веществ в высокой концентрации.

Кроме этого есть комплексные  удобрения, которые включают в себя несколько сбалансированных действующих веществ.

Комплексные удобрения.

Комплексные удобрения подразделяют по составу на двойные (например, азотно-фосфорные, азотно-калийные или фосфорно-калийные) и тройные (азотно-фосфорно-калийные). По способу производства их делят на сложные, сложносмешанные (или комбинированные) и смешанные удобрения.

Сложные удобрения содержат два или три питательных элемента в составе одного химического  соединения. Например, аммофос - NH₄H₂PO₄ калийная селитра - KNO₃, магний - аммонийфосфат MgNH₄PO₄. Соотношение между питательными элементами в этих удобрениях определяется их формулой.

К сложносмешанным или  комбинированным удобрениям относятся  комплексные удобрения, получаемые в едином технологическом процессе и содержащие в одной грануле два или три основных элемента питания растений, хотя и в виде различных химических соединений. Они производятся путем специальной как химической, так и физической обработки первичного сырья или различных одно -и двухкомпонентных удобрений. К ним относятся: нитрофос и нитрофоска, нитроаммофос и нитроаммофоска, полифосфаты аммония и калия, карбоаммофосы, фосфорно-калийные прессованные удобрения, жидкие комплексные удобрения. Соотношение между элементами питания в этих удобрениях определяется количеством исходных материалов при их получении Для сложных и комбинированных удобрений характерна высокая концентрация основных питательных элементов и отсутствие либо малое количество балластных веществ, что обеспечивает значительную экономию труда и средств на их транспортировку, хранение и применение.

Ассортимент комплексных  удобрений представлен в основном следующими формами: двойные азотно-фосфорные  удобрения - аммофос, нитроаммофосы  и нитрофосы и двойные фосфорно-калийные удобрения - фосфаты калия, тройные сложные удобрения - аммофоски, нитроаммофоски и нитрофоски, магний-аммонийфосфат.

В связи с непрерывным  увеличением производства и применения минеральных удобрений повышение  концентрации питательных веществ  в них имеет огромное народнохозяйственное значение, так как позволяет уменьшить общую физическую массу минеральных удобрений и объем их перевозок, а следовательно, значительно снизить расходы на их транспортировку, хранение и внесение в почву.

Смешанные удобрения - это  смеси простых удобрений, получаемые в заводских условиях либо на тукосмесительных установках на местах использования удобрений путем сухого смешивания.Сложные удобрения.

Аммофос - концентрированное  комплексное фосфорно-азотное удобрение  получают нейтрализацией ортофосфорной кислоты аммиаком. Основу аммофоса составляют моноаммонийфосфат NH₄H₂PO₄ и частично диаммонийфосфат (NH₄)₂HPО₄. Удобрение малогигроскопично, хорошо растворимо в воде.

В аммофосе, который выпускается  в виде двух марок - А и Б, содержится 9-11% N и 42-50% P₂O₅, т. е. отношение N : P₂O₅ в удобрении чрезмерно широкое, равно 1 : 4 (азота содержится в 4 раза меньше, чем фосфора). Это высококонцентрированное удобрение, содержащее азот и фосфор в хорошо усвояемой растениями, преимущественно водорастворимой форме. 1 ц аммофоса заменяет не менее 2,5 ц простого суперфосфата и 0,35 ц аммиачной селитры.

Аммофос можно вносить  в качестве основного удобрения  в рядки при посеве под все  культуры и в подкормку - под пропашные, технические культуры и овощи. Недостаток этого удобрения в том, что азота в нем содержится значительно меньше, чем фосфора, тогда как в практике чаще всего их вносят в одинаковых дозах. Поэтому для получения нормального соотношения N и P₂O₅ к аммофосу необходимо добавлять определенное количество одностороннего азотного удобрения - NH₄NO₃или CO(NH₂)₂. При внесении этих удобрений до посева под хлопчатник и под озимые культуры их можно использовать и без дополнения азотными удобрениями, так как в этом случае недостаток азота компенсируется внесением азотных удобрений в подкормку.

Аммофос можно непосредственно  применять и в качестве принесенного (рядкового) удобрения под хлопчатник, картофель и зерновые культуры.Результаты многих полевых опытов с различными культурами и в разных зонах страны показали, что эффективность аммофоса (как одного, так и дополненного азотным удобрением) обычно выше, чем смеси простых удобрений (суперфосфата и аммиачной селитры), при равных нормах азота и фосфора.

Магний-аммонийфосфат MgNH₄PO₄-Н₂О - тройное сложное удобрение, содержащее 10-11% азота, 39-40% доступного фосфора и 15-16% магния. Удобрение слабо растворимо в воде, медленнодействующее. Однако N, Р и Mg удобрения доступны для растений. Удобрение можно вносить как основное под все культуры в больших дозах без вреда для растений. Удобрение эффективно при выращивании овощей в условиях защищенного грунта.Сложносмешанные, или комбинированные удобрения. Нитрофосы и нитрофоски - соответственно двойные и тройные удобрения - получают разложением апатита или фосфорита азотной кислотой. При этом получается кальциевая селитра и дикальцийфосфат (с примесью монокальцийфосфата): Са₃(PO₄)₂ + 2НNO₃ = Ca(NO₃)₂ + 2CaHPO₄.

Из-за сильной  гигроскопичности Ca(NO₃)₂ такая смесь быстро отсыревает. Для улучшения физических свойств удобрения избыток кальция выделяют из раствора, для чего нитрат кальция переводят в другие соединения. Это достигается различными способами. К смеси горячей пульпы добавляют аммиак и серную кислоту или сульфат аммония (серно-кислотная и сульфатная схемы). При этом вместо Ca(NO₃)₂ образуются менее гигроскопичный нитрат аммония и гипс. По другому способу для выделения избытка кальция из раствора в пульпу добавляют аммиак и более дешевую угольную кислоту. Получается карбонатная нитрофоска. Применяют также вымораживание нитрата кальция с последующей обработкой смеси аммиаком и серной кислотой - получается вымороженный нитрофос. При добавлении к нитрофосам КСl получают тройные удобрения, называемые нитрофосками. Перспективным способом является получение фосфорной нитрофоски. В этом случае к смеси Ca(N0₃)₂, CaHPO₄ и Са(H₂PO₄)₂, получаемой после разложения апатита или фосфорита азотной кислотой, добавляют аммиак, фосфорную кислоту и хлористый калий. Фосфорная нитрофоска - безбалластное и высококонцентрированное удобрение, содержащее 50% питательных веществ. До 50% содержащегося в ней фосфора находится в водорастворимой форме. Её можно применять для допосевного и припосевного внесения.

В нитрофосках  азот и калий находятся в форме  легкорастворимых соединений (NH₄NO₃, NH₄Cl, KNO₃, KCl), а фосфор - частично в виде дикальцийфосфата, нерастворимого в воде, но доступного для растений, и частично в форме водорастворимого фосфата аммония и монокальцийфосфата. В зависимости от технологической схемы процесса содержание в нитрофосках водорастворимого и цитратно-растворимого фосфора может изменяться, В карбонатной нитрофоске водорастворимого фосфора не содержится, поэтому она применяется только как основное удобрение на кислых почвах.

Нитрофоску  вносят в качестве основного удобрения  до посева, а также в рядки или  лунки при посеве и в подкормку. Эффективность ее практически такая  же, как и эквивалентных количеств смеси простых удобрений. Нитрофоска имеет определенное соотношение азота, фосфора и калия, а так как разные почвы различаются по содержанию отдельных питательных веществ и потребность в них растений также неодинакова, то при внесении нитрофоски (как и других сложных и комбинированных удобрений) часто возникает необходимость в некоторой корректировке, т. е. дополнительном внесении того или иного недостающего элемента в виде простых удобрений.

Нитроаммофосы и нитроаммофоски получают при нейтрализации  аммиаком смесей азотной и фосфорной кислот.

Удобрение, получаемое на основе моноаммонийфосфата, называется нитроаммофосом, при введении калия - нитроаммофоской. Эти комплексные  удобрения отличаются более высоким, чем нитрофоски, содержанием питательных  веществ, причем при их получении имеется широкая возможность для изменения отношений между N, P и К в их составе. Нитроаммофосы могут выпускаться с содержанием N 30-10% и P₂O₅ 27-14%. В нитроаммофосках общее содержание питательных веществ (N, P и К) составляет 51% (в марках <А> - 17-17-17 и <Б> - 13-19-19). Питательные элементы, не только азот и калий, но и фосфор, содержатся в водорастворимой форме и легкодоступны растениям. Эффективность нитроаммофосок такая же, как смеси простых водорастворимых удобрений.

Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) получают нейтрализацией орто- и полифосфорной кислот аммиаком с добавлением азотосодержащих растворов (мочевины, аммиачной селитры) и хлористого или сернокислого калия, а в отдельных случаях и солей микроэлементов. При насыщении орто-фосфорной кислоты аммиаком образуются аммофос и диаммофос.

Общее содержание питательных веществ в жидких комплексных удобрениях на основе ортофосфорной (экстракционной или термической) кислоты  сравнительно невысокое (24-30%), так как  в более концентрированных растворах при низких температурах происходят кристаллизация солей и выпадение их в осадок. Соотношение азота, фосфора и калия в ЖКУ может быть различным, содержание N-5- 10%, P2O5-5-Н и K2O - 6 - 10%. В нашей стране выпускается в основном ЖКУ с соотношением питательных веществ 9:9:9, а также с другим соотношением (7 : 14: 7; 6 : 18 : 6; 8 : 24 : 0 и др.).

На основе полифосфорных  кислот получают ЖКУ с более высоким  общим содержанием питательных  веществ (более 40%), в частности удобрения  состава 10 : 34 : 0 и 11 : 37 : 0, которые получают насыщением суперфосфорной кислоты аммиаком. Эти базисные удобрения используют для получения тройных ЖКУ различного состава, добавляя к ним мочевину или аммиачную селитру и хлористый калий.

Для повышения  концентрации питательных веществ в жидких комплексных удобрениях добавляют к ним стабилизирующие добавки - 2-3% коллоидно-бентонитовой глины или торфа. Эти удобрения называют суспензированными Базисное суспензированное удобрение имеет состав 12 : 40 : 0, на его основе можно готовить тройные ЖКУ различного состава (15 : 15 : 15; 10 : 30 : 10; 9 : 27 : 13 и др.) Коллоидная глина или торф удерживают соли от выпадения в осадок. Жидкие комплексные удобрения по эффективности не уступают смеси твердых односторонних туков и комплексным удобрениям типа нитроаммофоски Особенно эффективно их применение на карбонатных черноземах и сероземах При применении жидких комплексных удобрений необходим комплекс специального оборудования для их перевозки, хранения и внесения. Применять их можно теми же способами, что и твердые: сплошным распределением по поверхности почвы перед вспашкой, культивацией и боронованием, при посеве, а также в подкормки - при междурядной обработке пропашных или поверхностно на культурах сплошного посева. Сложносмешанные гранулированные удобрения готовят смешиванием простых и сложных порошковидных удобрений (аммофоса, простого или двойного суперфосфата, аммиачной селитры или мочевины, хлористого калия) в барабанном грануляторе с добавлением аммиака для нейтрализации свободной кислотности суперфосфата и фосфорной кислоты (или аммофоса) для обогащения смеси фосфором. Выпускаемые в промышленном масштабе в нашей стране сложно-смешанные гранулированные удобрения имеют следующий состав: 10 : 10 : 10; 12 : 8 : 12; 10 : 10 : 15; 9 : 17 : 17. Общее содержание питательных веществ в них от 30 до 45%. В состав сложных твердых и жидких удобрений в процессе их производства могут быть введены и микроэлементы, а также гербициды и ядохимикаты.