Значение вида и области применения минеральных удобрений

Размещено на http://www.allbest.ru

Значение вида и области применения минеральных удобрений

Вещества, главным образом соли, которые содержат необходимые для растений элементы питания, называются минеральными удобрениями. Их вносят в почву для повышения ее плодородия с целью получения высоких и устойчивых урожаев.

Основными химическими элементами, необходимыми для жизнедеятельности растений, являются следующие (их десять): С, О, Н, N, Р, К, Са, Mg, Fe, S. Такие элементы минерального питания растений, как N, Р, К и некоторые другие, необходимы растениям в больших дозах. Поэтому их называют макроэлементами, а удобрения, их содержащие, макроудобрениями или обычными удобрениями.

Однако помимо перечисленных 10 элементов живым организмам необходимы в очень небольших количествах (микроколичествах) такие химические элементы, как В, Сu, Со, Mn, Zn, Mo, I. Они называются микроэлементами, а удобрения, их содержащие, - микроудобрениями. Сейчас уже нельзя обойтись без микроудобрений - витаминов полей, ибо их использование открывает дополнительные возможности при производстве сельскохозяйственной продукции.

Минеральные удобрения подразделяют на простые (односторонние) и комплексные (сложные и смешанные).

Простые удобрения содержат один питательный элемент. Например, натриевая селитра содержит азот, а хлорид калия - калий и т. д.

Сложные удобрения в однородных частицах содержат два и более питательных элемента. Например, калийная селитра содержит калий и азот, нитрофоска - азот, фосфор и калий и т. д.

Смешанные удобрения представляют собой механические смеси разных видов удобрений - простых, сложных или тех и других. Они часто называются тукосмесями.

Минеральные удобрения часто называют туками, а промышленность, производящую их, туковой. В России создана мощная туковая промышленность. В настоящее время она выпускает более 40 видов минеральных удобрений.

Азотные, фосфорные и калийные удобрения. Наибольшее значение имеют азотные, фосфорные и калийные удобрения.

Азотные удобрения, как уже отмечалось, содержат связанный азот. Это селитры (нитраты натрия, калия, аммония и кальция), соли аммония, жидкий аммиак, аммиачная вода, мочевина СО(NН2)2 (употребляется и как кормовое средство для скота, содержит больше всего азота - 47%) и др. Из этих удобрений в настоящее время наиболее широко применяется аммиачная селитра, т. е. нитрат аммония. Чтобы он не слеживался, его выпускают в гранулированном (зерненом) виде.

Фосфорные удобрения - это кальциевые и аммонийные соли фосфорной кислоты. Они составляют половину всех производимых минеральных удобрений. Наиболее распространенными фосфорными удобрениями являются следующие.

Фосфоритная мука, получаемая при тонком размоле фосфоритов. Так как она содержит малорастворимую соль Са3(РО4)2, то усваиваться растениями может только на кислых почвах - подзолистых и торфяных. Усвоению благоприятствует тонкость помола, а также внесение ее в почву совместно с кислыми удобрениями, например с (NH4)2SО4 или навозом.

Простой суперфосфат, получаемый обработкой апатитов и фосфоритов серной кислотой. Цель обработки - получить растворимую соль, хорошо усвояемую растениями в любой почве:

Са3(РО4)2 + 2H2SО4 = Са(H2РО4)2 + 2CaSО4

Смесь полученных солей Са(H2РО4)2 и CaSО4 обычно и называется простым суперфосфатом. Его производят в очень больших количествах как в гранулированном виде, так и в виде порошка.

Гранулированное удобрение имеет ряд преимуществ по сравнению с порошковым: его легче хранить (не слеживается), удобнее вносить в почву с помощью туковых сеялок, но главное - на большинстве почв оно дает более высокий прирост урожая.

Двойной суперфосфат - концентрированное фосфорное удобрение состава Са(H2РО4)2. По сравнению с простым суперфосфатом не содержит балласта - CaSО4. Получение двойного суперфосфата состоит из двух стадий. Сначала получают фосфорную кислоту, затем водным раствором фосфорной кислоты обрабатывают апатит или фосфорит. Количество исходных продуктов берется в соответствии с уравнением:

Са3(РО4)2 + 4H3РО4 = ЗСа(H2РО4)2

Преципитат - концентрированное фосфорное удобрение состава CaHРО4·2H2O. Мало растворим в воде, но хорошо растворим в органических кислотах. Получается при нейтрализации фосфорной кислоты раствором гидроксида кальция:

H3РО4 + Са(ОН)2 = CaHРО4·2H2O

Костная мука, получаемая при переработке костей домашних животных, содержит Са3(РО4)2.

Аммофос - удобрение, содержащее фосфор и азот. Получается при нейтрализациии фосфорной кислоты аммиаком. Обычно содержит соли NH4Н2РО4 и (NH4)2НРО4.

Таким образом, фосфорными удобрениями являются кальциевые и аммонийные соли фосфорной кислоты.

Калийные удобрения также необходимы для питания растений. Недостаток калия в почве заметно уменьшает урожай и устойчивость растений к неблагоприятным условиям. Поэтому около 90% добываемых солей калия используют в качестве калийных удобрений.

Важнейшими калийными удобрениями являются:

1) сырые соли, представляющие собой размолотые природные соли, преимущественно минералы сильвинит NaCl·KCl и каинит MgSO4·3H2O;

2) концентрированные удобрения, получаемые в результате переработки природных калийных солей, это КС1 и K2SО4;

3) древесная и торфяная зола, содержащие поташ К2CО3.

Большое внимание уделяется производству смешанных удобрений, содержащих микроэлементы.

ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ

Значение и использование всех факторов, определяющих высокое действие удобрений - важнейшее условие научно обоснованного применения удобрений. При разработке системы удобрения отдельных культур в севообороте необходимо учитывать следующие основные требования:

1)обеспечение растений питательными элементами в периоды наибольшей чувствительности к их недостатку и наибольшей потребности;

2) отношение различных растений к реакции среды, к концентрации почвенного раствора;

3)усваивающую способность корневой системы в отношении питательных веществ, с тем, чтобы подобрать соответствующие формы удобрений, способные создать наиболее благоприятные условия роста растений и формирования урожая;

4)характер развития корневой системы растений, глубину ее проникновения и способность образовывать дополнительные корни, развивающиеся в поверхностных слоях почвы, что особенно важно знать при установлении сроков внесения удобрений и глубины их заделки.

При разработке системы удобрения очень важно правильно подобрать приемы иди способы внесения удобрений. Правильным выбором способов внесения удобрений создаются для растений оптимальные условия питания в течение всей вегетации.

При выборе приемов внесения удобрений необходимо знать: потребность культур в отдельных питательных элементах по фазам роста и возможность размещения их в зоне наибольшего соприкосновения с корневой системой; гранулометрический состав почвы; агрохимические свойства; климатические, погодные условия местности; свойства удобрений, их растворимость, особенности взаимодействия с почвенным поглощающим комплексом, способность к миграции по почвенному профилю, наличие в удобрении баластных элементов и отношение к ним растений.

Прием внесения и способ заделки удобрений в значительной мере определяет их размещение в пахотном слое (табл. ).

По срокам внесения различают удобрение основное (допосевное), прилосевное и послепосевное (подкормка).

Основное удобрение обеспечивает питание растений в течение вегетации, особенно в период интенсивного роста, наибольшего потребления питательных элементов. Основное удобрение должно включать достаточное количество питательных веществ, при правильном их соотношении. При допосевном удобрении вносят большую часть общей дозы удобрений, предусмотренной под данную культуру.

Сроки и способ заделки основного удобрения определяют в зависимости от климатических условий зоны и свойств почвы.

В лесостепи европейской части страны до посева вносят 60-70% удобрений, остальную часть - в рядки при посеве и в подкормку.

Азотные удобрения аффективны при дробном внесении.

Таблица 1

Размещение удобрений, %, в пахотном слое почвы в зависимости от способа заделки

В зоне дерново-подзолистых почв при достаточном увлажнении, а также при орошении до посева обычно вносят около 50% удобрений от всей дозы.

При подготовке почвы под пропашные культуры в зоне достаточного увлажнения, особенно на тяжелых замывающих почвах, часто перепахивают зябь весной. В таких случаях удобрения можно вносить весной под перепашку зяби.

Механический состав почвы нужно учитывать при выборе оптимальных сроков внесения удобрений. Например, на легких почвах и при достаточном увлажнении азотные удобрения необходимо вносить весной.

Свойства самих удобрений имеют большое значение при определении срока внесения и способа заделки. Фосфор и калий (для последнего за исключением легких почв с малой емкостью поглощения) хорошо удерживаются почвой и опасность их вымывания невелика. Азотные удобрения более подвижны. Поэтому фосфорные, а часто и калийные удобрения вносят осенью с последующей заделкой их плугом при вспашке зяби. Азотные удобрения, как правило вносят весной с последующей заделкой плугом при перепашке зяби или культиватором. Под озимые хлеба часть азотных удобрений внести до посева, чтобы создать оптимальные условия для их развития осенью.

Аммиачные формы азота, в отличие от нитратных, можно вносить осенью (аммиак адсорбируется почвой и не вымывается).

Хлорсодердащие калийные удобрения (сильвинит, калийные соли, хлористый кадий) следует вносить под зяблевую вспашку. В этом случае хлор вымывается из корнеобитаемого слоя и не оказывает отрицательного действия на урожай и качество культур, отрицательно относящихся к хлору. Недопустимо внесение хлорсодержащих калийных удобрений под хлорофобные культуры в процессе вегетации.

Локальный способ внесения удобрений в последние годы признан наиболее аффективным. Различают, в основном, три вида локального способа внесения удобрений.

1. Ленточное (внутрипочвенное) - внесение основных доз удобрений лентами, ориентированными определенным образом относительно рядков семян и поверхности почвы.

2. Гнездовое - внесение удобрений концетрированными очагами различной формы, ориентированными относительно семян или растений (рассады).

3. Экранное - внесение удобрений сплошным экраном на определенную глубину при бесплужной плоскорезной обработке почвы.

По обобщенным данным Географической сети опытов с удобрениями за 1973--1983 гг., дополнительная прибавка озимых зерновых культур от допосевного внесения полных доз минеральных удобрений лентами шириной 2-4 см по сравнению с разбросным составила в среднем на дерново-подзолистых суглинистых почвах - 3,2 и на супесчаных - 3,4 ц/га. Удобрения лентами вносят культиваторами-растениепитателями на заданную глубину.

Локальное (ленточное) внесение удобрений необходимо производить одновременно с посевом, так как в этом случае можно строго ориентировать ленты удобрения относительно посевных рядков, располагать их на оптимальных расстояниях от семян.

Сейчас в стране ленточное внесение удобрений применяется на площади примерно 15 млн.га, что составляет 7-8% от общей посевной площади. Вносят удобрения при помощи различных приспособлений, устанавливаемых на почвообрабатывающих посевных и посадочных машинах.

Из-за отсутствия техники для локального внесения основного удобрения настоящее время основное удобрение вносят разбросными туковыми сеялками, разбрасывателями минеральных удобрений и авиационными разбрасываталями. Из разбросных туковых сеялок наиболее распространены навесная туковая сеялка СТН-2,8, сеялка туковая СТШ-2,8, сеялка туковая РТТ-4,2. Из разбрасывателей минеральных удобрений наиболее распространены РУМ-3, РУ-4-10, НРУ-0,5, 1-РМГ-4, АРУП-8, РУП-8, разбрасыватеяь туков и извести KСA-3.

В химизации земледелия применяется сельскохозяйственная авиация. Самолеты Ан-2 имеют полезную грузоподъемность до 1500 кг, ширину захвата 50-60 м и рабочую скорость 160 км/ч. Можно использовать для внесения удобрений вертолеты типа В-2 грузоподъемностью 1000 кг, а также К-26, который может брать до 700 кг удобрений. Размер взлетно-посадочной площадки для самолетов 100-550м с концевыми полосами по 75 м, а для вертолетов - 15-30 м.

Припосевное удобрение улучшает корневое питание растений в первый период их жизни. Удобрения высеваются вместе с семенами специальными комбинированными сеялками. От удобрений семена отделяются прослойкой почвы. Дозы припосевного рядкового или гнездового удобрения небольшие. В рядки вносят 5-20 кг/га действующего вещества. При посеве зерновых культур в рядки вносят гранулированный суперфосфат (простой и двойной, 10 кг/га д.в.) или аммофос. При посеве сахарной свеклы в рядки вносят полное минеральное удобрение: N и К2О - по 8-10 кг/га, Р2О5 - 10-20 кг/га; при посадке картофеля - по 20-30 кг/га N, К2О и Р2О5. Для сахарной свеклы и картофеля лучше использовать нитрофоску (1,5 ц/га).

В сельскохозяйственном производстве используется большой набор комбинированных сеялок. Например, для посева сахарной свеклы с одновременным внесением минеральных удобрений наша промышленностъ выпускает комбинированные машины: CTHС - сеялки-культиваторы-растениепитатели свекловичного типа. Они бывают одинарные, четырехрядные СТСН-4A и шестирядные СTCH-6A. Последние могут быть сдвоенные 2CTСH-6A и строенные 3CTСH-6A. Все они приспособлены для точного посева свеклы по одному зерну одноростковых откалиброванных семян и одновременного внесения минеральных удобрений; между семенами и удобрениями образуется прослойка почвы. Эти же машины могут быть использованы и по уходу за посевами - к ним придаются комплекты узлов и деталей культиватора-растениепитателя.

Подкормка применяется для усиления питания растений в определенные периоды их развития. Удобрения при подкормке вносят во время вегетации растений поверхностно (чаще всего для культур сплошного посева, и. прежде всего, для зерновых) или с заделкой в почву (для пропашных культур). Широко применяют подкормку сахарной свеклы, кукурузы, картофеля и др.: удобрения сухие или в виде раствора вносят растениепитателями или специальными приспособлениями к орудиям междурядной обработки.

Подкормка дополняет основное удобрение. Сочетание этих приемов обеспечивает оптимальное питание растений в процессе всей вегетации и высокий урожай хорошего качества.

При планировании сроков, доз, состава подкормки нужно исходить из конкретных условий выращивания культуры, учитывая ее биологические особенности, гранулометрический состав почвы, вид и форму применяемых удобрений.

Подкормка озимых культур ранней весной - широко распространенный в производстве прием. Подкормка необходима в связи с недостатком азота в почве в этот период. Наиболее эффективно вносить азот под озимые весной, когда растения тронутся в рост. Вторую подкормку азотом можно производить во время налива зерна для улучшения его качества. Некорневые подкормки азотом озимых в фазу молочной спелости увеличивают содержание белка в зерне на 0,5-1%. Мочевина - лучшее удобрение для некорневой подкормки пшеницы. Даже при концентрации 20-З0% раствор мочевины не дает ожогов листьев. При подкормке пшеницы дозой 30 кг/га при 20% концентрации мочевину (330 л раствора) лучше вносить с помощью авиации.

На посевах кукурузы азотную подкормку дают во время первой междурядной обработки, сахарной свеклы - после прорывки, картофеля - через 10-15 дней после всходов, льна - в фазу елочки.

Фосфорно-калийные некорневые подкормки на посевах сахарной свеклы и картофеля, проведенные за месяц до уборки урожая, усиливают отток питательных веществ из листьев в корни и клубни. Повышается сахаристость сахарной свеклы на 1-2%, содержание крахмала в клубнях картофеля - на 1,5-2,5%.

Концентрация Р2О5 в растворе составляет около 5%. Раствор суперфосфата готовят в соотношении 1:4, т.е. на 100 кг суперфосфата берут 400 л воды. Концентрация К2О в растворе составляет около 3% - 25-30 кг хлористого калия на 800 л воды.

ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Учет агрометеорологических условий при разработке системы удобрений позволяет существенно повысить коэффициент использования и окупаемости каждого питательного элемента, снижает потери удобрений и положительно оказывается на экологическую ситуацию в целом.

Каждый питательный элемент имеет свои агроэкологические особенности и требует индивидуального анализа и оценки. Важно знать основные причины определения оптимальных доз, сроков и способов того или иного удобрения в зависимости от погодных условий, уровень продуктивности севооборота или культуры, который при этом обеспечивается. Все эти вопросы взаимосвязаны и должны учитываться при оптимизации системы удобрений, являющейся основой высокой продуктивного земледелия.

Наибольший агроэкологический интерес представляет азот. Этот элемент очень мобилен, поведение и накопление его в почве весьма трудно прогнозировать. Поэтому не во всех земледельческих регионах страны имеются надежные комплексные методы оптимизации доз азота, что существенно снижает эффективность азотных удобрений, усиливает колебания урожаев и их зависимость от погодных условий.

При разработке рекомендаций по применению удобрений обычно используют средние многолетние данные об их эффективности с дифференциацией по отдельным культурам и почвам. Но реализация этих рекомендаций очень часто не обеспечивает получения от удобрений наибольшего эффекта в каждом году. В зависимости от особенностей почвы использование того или иного вида удобрений в тех или иных дозах может оказаться нерациональным, а иногда может даже привести к снижению урожая или ухудшению его качества.

Во влагообеспеченные годы эффективность азотных удобрений сначала резко возрастает от малых доз до средних (40-60 кг/га действующего вещества), затем замедляется. В годы с недостаточным увлажнением наиболее эффективны небольшие дозы азота (в среднем до 40 кг/га). Дальнейшее увеличение доз в этих условиях (без полива) не приносит пользы или даже отрицательно сказывается на урожайности. Повышенные дозы азотных удобрений в год с избыточным увлажнением обычно усиливают полегание посевов и бывают неэффективны.

Эффективность фосфорных удобрений и калийных в меньшей степени зависит от условий увлажнения. В среднем эффективность фосфорных удобрений (на фоне (NK) во влагообеспеченные годы на 0,2-0,5 ц/га выше, чем в сухие, и на 1,0-1,25 ц/га больше по сравнению с избыточно влажными годами. Характерно, что при избытке осадков повышение доз фосфорных удобрений сопровождается увеличением прибавок урожая. В районах с сухим жарким климатом фосфорные удобрения как правило, оказывают стабилизирующее действие на урожай.

Эффект увлажнения в условиях Нечерноземной зоны проявляется три внесении 40-60 кг/га калийных удобрений (по фону NР). В черноземной зоне разница в эффективности калийных удобрений в нормально увлажненные и сухие годы составляет в среднем всего 0,5-0,8 ц/га. Эти данные свидетельствуют о существовании возможности с помощью сбалансированного минерального питания повышать устойчивость растений и получать высокие урожаи в экстремальных агрометеорологических условиях.

Интенсификация земледелия приводит к необходимости оптиммизировать питание сельскохозяйственных культур не только макро-, но и микроэлементов. Вопрос о влиянии агрометеорологических условий нa эффективность микроудобрений практически не изучен, но можно считать установленным факт ее существенных изменений. Бор, молибден и цинк особенно эффективны во влажные годы, а в сухие могут снизить урожаи. Медь повышает устойчивость растений к засухе, но дает в 2 раза меньше прибавки во влажные годы.

Можно заключить, что максимальная эффективность удобрений возможна только при их дифференцированном применении с учетом агрометеорологических условий каждого конкретного года.

Известно, что удобрения являются одним из самых действенных средств увеличения продуктивности растений, на их долю приходится более половины прибавки урожая, остальное обусловлено сортовыми особенностями и агротехникой. Это имеет большое экологическое значение, ибо происходит более эффективное использование ресурсов климата, меньше тратиться энергии на физические процессы, растет использование ФАР растениями, рациональнее расходуется влага и т.д. При этом возрастает уровень обмена веществ и энергии в самих растениях, что повышает их требования и чувствительность к уровню протекания процессов во внешней среде. Высокая потенциальная продуктивность в условиях усиления минерального питания может наиболее полно проявиться только в благоприятной экологической обстановке, когда, по выражению Н.И.Вавилова, "генотип доминирует над внешней средой", и наоборот, урожаи и прибавки существенно снижаются в экстремальных условиях.

При недифференцированном применении удобрений не используются их большие возможности как средства оптимизации минерального питания, увеличения устойчивости растений к неблагоприятным погодным условиям. Замечено, что при этом увеличивается теснота связи между отклонениями величины урожая и агрометеорологических параметров от средних многолетних.

Максимальная эффективность средств химизации возможна только при одновременном повышении величины урожая и его качества. Реализация рекомендаций по использованию удобрений, построенных на средних многолетних данных, без учета конкретных агрометеорологических условий года в ряде случаев не способствует улучшению, а иногда приводит к снижению качества продукции, и, следовательно, уменьшению отдачи от средств химизации.

В условиях Нечерноземной зоны интенсивное использование азотных удобрений обеспечивает рост урожаев зерновых культур. Обильное увлажнение в июле (около 100 мм осадков) и низкие средние суточные температуры воздуха (17°С) приводят к формированию мелкого и щуплого зерна. Внесение возрастающих доз азотных удобрений от 60 до 225 кг/га способствует увеличению содержания сырого белка в зерне озимой ржи в зависимости от года на 4,5-5,2% , но при этом с ростом доз усиливается активность -амилазы и ухудшались технологические свойства зерна (снижается высота амилограммы, объем и качество хлеба). При выпадении более 80мм осадков в июле у ячменя и овса уменьшается выполненность зерна на фоне даже сравнительно низких (40-90 кг/га) доз азотных удобрений. В меньшей мере это наблюдается у озимой пшеницы и ржи. В этих условиях возрастает роль усиленного питания калием.

Накопление нитратов в листовых овощах ПДК возможно даже при невысоком содержании азота в почве, если в период интенсивного роста или, что очень важно, перед уборкой, ослабляется фотосинтез вследствие пасмурной, холодной погоды.

Приведенные примеры показывают необходимость внесения существенных корректив в рекомендации по систематическому применению удобрений для одновременного повышения урожая и его качества в зависимости от агрометеорологической обстановки. В экстремальных условиях рациональная система удобрений может способствовать существенному улучшению качества растительной продукции.

ЛИТЕРАТУРА

Агрохимия / под ред. Ягодина Б.А., - М.: Колос, 1989.

Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - Л.: Химия,1985.

Лебедева Л.А. Система применения удобрений в Нечерноземной зоне РСФСР. - М.: Из-во МГУ, 1989.

Минеев В.Г. Агрохимия. - М.: Из-во МГУ, 1990.

Хомяков Д.М. Агрометеорологические условия и эффективность удобрений. - М.: Из-во МГУ, 1990.

Размещено на Allbest.ru

минеральное удобрение фосфорный калийный