Навигация
1.2 Минеральные удобрения
Под удобрениями понимают вещества, предназначенные для улучшения питания растений и повышения плодородия почв в целях увеличения урожая сельскохозяйственных растений и улучшения качества получаемой продукции. Минеральные удобрения подразделяют на 2 группы, в зависимости от того, какие элементы питания в них находятся и в каком количестве. К простым или односторонним, удобрениям относятся азотные, фосфорные, калийные и отдельные микроудобрения (борные, молибденовые и др.) Комплексные, или многосторонние, удобрения содержат два или несколько основных элементов питания. К промышленным относятся почти все минеральные удобрения, получаемые на химических заводах, к местным - получаемые непосредственно в хозяйствах или вблизи них.
1.2.1 Азотные удобрения
Азот – обязательный компонент белков. Все ферменты, катализирующие многочисленные биохимические процессы в растениях, - белковые вещества. Азот входит также в состав ДНК, РНК, хлорофилла, алкалоидов, ряда витаминов и других органических соединений. Растения используют аммиачный и нитратный азот, а бобовые и другие растения в симбиозе с микроорганизмами - и молекулярный азот.
Растения синтезируют все аминокислоты, входящие в белок. Аммиак ядовит для растений и не накапливается в них, а нитраты могут накапливаться в значительных количествах. В растениях нитраты восстанавливаются до аммиака через цепь промежуточных превращений. Аммиак, вступая в реакции с кетокислотами, образует аминокислоты. Наиболее интенсивный азотный обмен у растений наблюдается в период их максимального роста. В молодых органах преобладает синтез веществ, а в старых – распад белков и отток образовавшихся продуктов в другие части растения.
При нейтральной реакции среды лучше усваиваются ионы аммония, при кислой – нитратные ионы. Кальций, магний и калий улучшают усвоение аммония, а фосфор и молибден – нитратов. Ухудшение фотосинтеза и связанное с этим увеличение содержания углеводов оказывает положительное действие на поступление аммония. Избыток аммиачного азота во время прорастания семян, бедных углеводами, или при слабом фотосинтезе оказывает отрицательное действие на растения. В подобных случаях рекомендуется вносить в подкормку нитратные азотные удобрения. Аммиак более экономичный источник азота: через 5 – 10 мин после внесения в почву он уже используется растением для синтеза аминокислот и поступает в листья. Регулируя азотное питание, можно в значительной степени корректировать уровень урожая сельскохозяйственных культур.
Общие запасы азота в земной коре составляют десятки миллиардов тонн. В основном он присутствует в виде органических соединений.
Большое значение имеет скорость минерализации азота. Разложение органических азотистых веществ происходит следующим образом: белки, гуминовые вещества, аминокислоты, амиды, аммиак, нитриты, нитраты. В результате процесса нитрификации образуются органические кислоты, спирты, угольная кислота и аммиак. Органические кислоты и спирты разлагаются до CO2, H2, H2O, метана. Аммиак с кислотами образует соли, аммоний поглощается почвенными коллоидами и глинистыми минералами. Процесс аммонификации идет в аэробных и анаэробных условиях при сильно кислой и сильнощелочных реакциях он замедляется. В аэробных условиях соли аммония окисляются до нитратов, образуется азотная кислота, которая нейтрализуется бикарбонатом кальция и поглощенными основаниями почвы. Содержание нитратов зависит от использования почвы. Под паром и какой – либо культурой содержание нитратов различно.
В дерново – подзолистой почве при кислой реакции, избыточной влажности, плохой аэрации и низкой температуре процесс минерализации останавливается на стадии образования аммиака.
Нитрификация подавляется осенью и ранней весной, а летом этот процесс протекает интенсивно. Улучшение аэрации в результате обработки почвы, а также известкование усиливают нитрификацию. Внесение минеральных и органических удобрений обогащает почву элементами питания, усиливая минерализацию.
Большие потери азота происходят в результате денитрификации, особенно в анаэробных условиях, щелочной среде и при большом количестве органического вещества. Внутри агрегатов почвы также могут создаваться анаэробные условия. Бактерии – денитрификаторы наиболее быстро окисляют органическое вещество при температуре +28 – 30 ˚С и pH 7,0 – 7,5. часть азота почвы и внесенных удобрений теряется в виде аммиака. Происходит это при внесении аммонийных солей в карбонатные почвы или мочевины поверхностно. При внесении аммиака обязательна глубокая заделка удобрений. Известкование усиливает потери из мочевины и солей аммония.
Без применения удобрений запасы гумуса и азота в почве снижаются. Например в дерново-подзолистой почве они за 30 – 50 лет убывают на25 – 50 %. В круговороте веществ в земледелии велика роль биологического азота и азота минеральных удобрений.
Коэффициент использования минеральных удобрений обычно составляет 60 – 70 % и в значительной степени зависит от особенностей растений, поглотительной деятельности корневой системы, форм удобрений, погодных условий, кислотности, окультуренности почвы и т.д. Внесение удобрений улучшает использование азота почвы. Под влиянием удобрений происходит дополнительная мобилизация почвенного азота зависит от температуры и влажности почвы. При увеличении температуры на 10˚С темп мобилизации увеличивается вдвое. При повышенной влажности мобилизация снижается. Образующиеся при нитрификации кислотные продукты усиливают разложение органического вещества почвы.
При внесении высоких доз азотных удобрений нитраты вымываются значительно больше. При неправильном применении мочевины азот дополнительно теряется в виде аммиака, однако при ее своевременной заделке в почву – это одно из наиболее эффективных удобрений.
На кислых почвах физиологическая активность аммиачных удобрений снижается. Известкование почв не только повышает коэффициент использования азота удобрений, но и улучшает использование азота почвы. Недостаток и избыток влаги резко снижают использование азота удобрений. Весьма важно правильно сочетать дозы удобрений и поливов. При недостатке поливной воды нормы удобрений следует снижать. Удобрения хорошо вносить с поливной водой. Коэффициент использования азота удобрений зависит от доз и сроков внесения. Культуры с более длительным вегетационным периодом используют азота больше, но внесение азота следует приурочить к периоду его максимального потребления.
Для снижения потерь азота применяют ингибиторы нитрификации (препараты, замедляющие процесс нитрификации, а вслед за ним и денитрификации), что дает возможность растениям полностью использовать азотные удобрения. Весьма эффективно применение медленнодействующих удобрений: мочевино-формальде-гидных, магнийаммонийфосфата и др. Для сведения к минимуму потерь азота необходим высокий уровень агротехники, применение высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур, оптимальное соотношение элементов питания в почве, устранение избыточной кислотности. Для прогнозирования возможного урожая сумму аммиачного и нитратного азота в слое толщиной 0 — 60 см определяют ранней весной.
Повысить эффективность азотных удобрений можно следующими способами:
· расширением посевов бобовых культур;
· увеличением производства и применением медленнодействующих, гранулированных удобрений и удобрений с защитной оболочкой;
· дробным внесением удобрений;
· ингибированием нежелательных микробиологических процессов;
· использованием сбалансированного питания растений всеми
· элементами;
· повышением агротехники и общей культуры земледелия.
Важнейшим источником азотного питания растения является гумус. Он удерживает от миграции многие катионы, поглощает токсические вещества и металлы. На легких почвах высокий урожай культур можно получить при содержании гумуса 1,8 —2,1, на суглинистых — 2,0 — 2,5 %) Ежегодно содержание гумуса уменьшается на 0,5— 1 т/га. Органические удобрения компенсируют неизбежные потери гумуса при минерализации. Если вносить на 1 га пашни 8 — 20 т органических удобрений в год, баланс по гумусу будет положительным. Применение только минеральных удобрений в большинстве случаев приводит к снижению содержания гумуса в почве и в лучшем случае стабилизирует его уровень, следует сочетать минеральные и органические удобрения.
Виды азотных удобрений. Выпускаемые промышленностью азотные удобрения подразделяют на следующие группы:
· аммиачные (безводный и водный аммиак);
· аммонийные (сульфат аммония, хлористый аммоний);
· нитратные (натриевая и кальциевая селитры);
· аммонийно-нитратные (аммиачная селитра);
· амидные (мочевина, цианамид кальция, мочевино-формальдегидные удобрения).
Безводный аммиак NH3 — содержит 82,3 % азота. Это самое концентрированное безбалластное удобрение. Представляет собой белую подвижную жидкость с температурой кипения +34 ˚С. Хранится в толстостенных стальных цистернах. В почве аммиак превращается в газ, адсорбируется почвенным поглощающим комплексом, с водой образуется NH4ОН, который дает разнообразные соли. В значительной степени подвергается нитрификации. При обращении с аммиаком следует соблюдать меры предосторожности, так как пары аммиака вызывают удушье и слезотечение.
Аммиакаты — содержат 30 — 50 % азота. Это растворы азотных удобрений в водном аммиаке, представляющие собой жидкости светло-желтого цвета. Можно перевозить в емкостях, рассчитанных на небольшое давление, вызывают коррозию черных металлов. По действию на урожай сельскохозяйственных культур равноценны твердым азотным удобрениям.
Аммиачная вода — содержит 16,4 — 20,5% азота. Свободного аммиака в ней значительно больше, чем гидроксида аммония, поэтому возможны потери NН3 во время транспортирования, хранения и внесения удобрения вследствие улетучивания. Использование аммиачной воды технически проще и безопаснее, чем жидкого аммиака. Существенный недостаток - низкое содержание азота. Применять аммиачную воду целесообразно в хозяйствах, расположенных недалеко от предприятий, производящих это удобрение.
Жидкие азотные удобрения вносят специальными машинами, обеспечивающими немедленную заделку их на глубину не менее 10—12 см на тяжелых почвах и 14—18 см на легких. Поверхностное внесение таких удобрений недопустимо, так как аммиак быстро улетучивается. Вносят их как весной перед посевом, так и осенью, а также для подкормки пропашных культур.
Сульфат аммония (NH4)2 S04 — содержит до 21 % азота и до 24 % серы. Хорошо растворяется в воде и поглощается почвенным поглощающим комплексом (ППК). Удобрение мало слеживается, не расплывается на воздухе, сохраняет рассыпчатость и хорошо рассеивается туковой сеялкой. Содержит небольшое количество серной кислоты, которая придает удобрению слабокислую реакцию.После нитрификации образуются азотная и серная кислоты. Кислоты нейтрализуются кальцием, входящим в состав ППК. В результате кальций в ППК замещается водородом и кислотность почвы повышается. В связи с этим данное удобрение лучше применять на карбонатных почвах как основное. На этих почвах действие сульфата аммония иногда бывает лучше, чем нитратных удобрений. Сульфат аммония широко применяют в орошаемом земледелии (рис). На дерново-подзолистых почвах для устранения кислотности на 1 ц сульфата аммония берут 1,3 ц карбоната кальция. Это удобрение хорошо сочетать с фосфоритной мукой для улучшения ее растворимости.
Сульфат аммония—натрия (NН4)2S04· Na2S04— кристаллическая соль желтоватого цвета, содержит до 16 % азота. Это очень хорошее удобрение для сахарной свеклы и растений семейства капустных, отзывчивых на применение серы и натрия. Используют также для подкормки сенокосов и пастбищ.
Хлористый аммоний NН4С1 — мелкокристаллический белый или желтоватый малогигроскопичный порошок, содержит 24 —25 % азота. При хранении не слеживается. Поглощается ППК, подвергается нитрификации. Имеет высокую физиологическуюкислотность. Для нейтрализации лучше вносить одновременно суглекислым кальцием. Наличие хлора в удобрении снижает урожай картофеля, винограда, лука, капусты, льна, поэтому его лучше вносить с осени для вымывания хлора атмосферными осадками.
Карбонат аммония — белое кристаллическое вещество, легко переходит в бикарбонат
NН4НС03 с выделением аммиака. Обычно эта смесь содержит до 21 — 24 % азота. При использовании следует немедленно заделывать в почву.
Нитратные удобрения КN03, NaN03, Са(N03)2— растворимы в воде. Их рекомендуется применять в подкормки. Нитрат натрия содержит 15 — 16% азота и служит хорошей подкормкой для свеклы. Кальциевая селитра содержит 15,5 % азота. Она очень гигроскопична, поэтому применяют ее до посева при обработке культиватором, для подкормки озимых и пропашных культур. Натриевую селитру можно вносить при посеве. Селитры из-за их высокой подвижности на легкодренируемых почвах в условиях влажного
климата могут вымываться. Это физиологически щелочные удобрения. Систематическое внесение селитр на легких малобуферных почвах снижает их кислотность, поэтому использование селитр очень эффективно на дерново-подзолистых почвах.
Аммиачная селитра NН4N03 — содержит 34,6 % азота. Соль гигроскопична, поэтому удобрение производят в гранулированном виде (диаметр гранул 1 — 3 мм) и хранят в сухом помещении в пятислойных бумажных мешках. Это физиологически кислое удобрение, при внесении необходимо проводить опережающее известкование. Катион аммония поглощается ППК, нитраты частично вымываются, подвергаются денитрификации, теряются в газообразной форме. Тяжелые почвы обладают большой емкостью необменной фиксации аммония. Аммиачную селитру вносят в качестве основного удобрения, рядкового при посеве, для подкормок. Очень эффективно вносить ее весной на озимых.
Мочевина (карбамид) СО(NН2)2 — самое концентрированное из твердых азотных удобрений, содержит 46 % азота. Выпускается в гранулированном виде с диаметром гранул 0,2 — 2,5 мм. Гранулы покрывают жировой оболочкой. В процессе грануляции образуется биурет. Содержание биурета более 3 % угнетает рост растений, поэтому мочевину лучше вносить за 10—15 дней до посева, чтобы биурет разложился. В почве мочевина растворяется и под действием фермента уреазы превращается в (NН4)2С03. На богатых гумусом почвах это превращение происходит за 2 — 3 дня, на песчаных и болотистых несколько медленнее. Углекислый аммоний на воздухе разлагается, образуя бикарбонат аммония и аммиак. Для того чтобы избежать потери аммиака, удобрение следует сразу заделывать в почву. В почве углекислый аммоний подвергается гидролизу с образованием бикарбоната аммония и гидроксида аммония, который подщелачивает почвенный раствор. Затем в результате процесса нитрификации происходит подкисление. При внесении под рис и чай мочевина действует так же, как сульфат аммония, на легких почвах ее действие эффективнее действия аммиачной селитры. Целесообразно применять мочевину в качестве основного удобрения, а также для ранневесенней подкормки озимых и пропашных культур при немедленной заделке в почву. При использовании мочевины в качестве некорневой подкормки раствор концентрацией до 5 % не вызывает ожога листьев.Мочевино-формальдегидные удобрения — содержат 37 —40 % азота, водорастворимого — 4 —10 %. Удобрение не слеживается, хорошо рассеивается. Перспективно использовать их поливных почвах и в районах с избыточным увлажнением. Применяют под чай, цитрусовые.
Похожие работы
... данным, внесение 20 – 40 т/га навоза в различных почвенно – климатических зонах обеспечивает прибавку урожаев клубней 2,5 – 6,0 т/га. Часто хозяйства Нечерноземной зоны для получения высоких урожаев картофеля хорошего качества применяют навоз или компост в норме 50 – 80 т/га. На песчаных, супесчаных и легкосуглинистых почвах в зонах достаточного и избыточного увлажнения наибольший эффект ...
... биологических средств, агротехнических приемов и других нехимических средств, методов борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур (22). ВЫВОДЫ 1. В центральной зоне Краснодарского края применение органической системы удобрений под сою позволяет улучшить структуру староорошаемого выщелоченного чернозема. Агрономически ценных почвенных агрегатов на этом варианте увеличилось в ...
... высокой [15, 19]. Абсолютное большинство исследователей в нашей стране и за рубежом отмечают повышение биомассы и продуктивности растений при внесении различных доз осадков сточных вод в качестве удобрения, несмотря на проблему поступления и накопления ТМ. Анализ литературных источников выявил относительно слабую изученность вопроса, связанного с использованием ОСВ в сельском хозяйстве при ...
... материале на всю площадь поля, т. 200 114 109 107 100 107 100 Фактически в данном хозяйстве требуется внесение извести, для устранения окисления почв при применении минеральных удобрений. При расчете использованы формула: СаСО3=Нr х 1,5 По которой мы вычисляем норму известкового удобрения по величине Нr, либо рНСl, умноженную на 1,5. Получившая сумма является нормой чистого и ...
0 комментариев