конспект лекций 2011

Агрохімія. Конспект лекцій.

12.5Вміст фосфору, розраховуючи на Р2О5 у ґрунтах коливається від 0,03 до 0,2%, а загальний запас його більший в ґрунтах з високим змістом органічної речовини – від 1500 до 6000 кг на 1 га в орному шарі ґрунту. Основна маса фосфору перебуває у формі мінеральних й органічних сполук, недоступних для рослин.

12.6У результаті діяльності рослин і мікроорганізмів у ґрунтах накопичуються також органічні сполуки фосфору. Вони представлені нуклеопротеїдами, фітином, фосфатидами, цукрофосфатами та іншими органічними сполуками, що входять до складу рослин і мікроорганізмів, а також в склад гумусу. Органічні фосфати в ґрунті мінералізуються різними мікроорганізмами.

12.7З безлічі мінералів, які мають у своїй будові фосфор, тільки апатити та фосфорити є сировиною для виробництва фосфорних добрив. Крім фосфатних мінералів, фосфорити (Са3(РО4)2) містять багато домішок, серед яких є полуторні окисли, пісок, глина тощо. Емпірична формула апатиту Ca5(PO4)3F або [Ca3(PO4)2]3·CaF2. Фторид кальцію може бути заміщиний хлоридом, карбонатом, гідроксилом. Відповідно розрізняють фтор-апатит, хлор-апатит, карбонат-апатит, гідро- ксил-апатит.

12.8Всі види фосфорних добрив, що є кальцієвими солями фосфорної кислоти, діляться на 3 групи: розчинні у воді (однозаміщені, наприклад , Са(Н2РО4)2), напіврозчинні двухзаміщені (не розчинні у воді, але розчиняються в слабких кислотах й, тому доступні рослинам, наприклад СаНРО4), трьохзаміщені (нерозчинні у воді й погано розчинні в слабких кислотах, фосфати яких не засвоювані для переважної більшості культур, наприклад, Са(РО4)2).

12.9Однозаміщені фосфати. Головним представником цієї групи є простий суперфосфат. На 1т сировини витрачається близько 1 т кислоти й одержують до 2

тготової продукції. Тому для його виготовлення необхідно брати високопроцентні фосфати (32–40% Р2О5), щоб одержати суперфосфат з 16–20% Р2О5. Простий суперфосфат (Ca(Н2РО4)2+2СаSO4) є найбільш поширеним фосфорним доб-

ривом. Головним недоліком його є те, що значну частину його маси складає ба-

Агрохімія. Конспект лекцій.

ласт − сульфат кальцію, який сильно здорожує транспортування цього добрива. Випускається порошкоподібний та гранульований суперфосфат. Простий суперфосфат – гарне добриво для всіх типів ґрунтів, особливо де рослини добре озиваються ще й на сірку, що задовольняється присутністю в ньому гіпсу. Тому в нашій країні й за кордоном простий суперфосфат найбільш популярне фосфорне добриво. Однак низький зміст фосфору здорожчує його транспортабельність, а отже, і економічну ефективність. Порошкоподібний суперфосфат - речовина темно-сірого (з фосфориту) або ясно-сірого (з апатиту) кольорів. Гранульований суперфосфат (20-22% Р2О5) має непогані фізичні властивості, при зберіганні не злежується, а при внесенні добре розсіюється. Однією з головних його переваг перед порошкоподібним суперфосфатом є те, що він менше контактує із частками ґрунту, чим послабляється закріплення Р2О5 ґрунтом. Концентрований суперфосфат (подвійний і збагачений). Технологія його виробництва включає дві фази. Спочатку обробляють фосфорит кислотою для отримання вільної фосфорної кислоти. Потім, відокремивши фільтруванням фосфорну кислоту від гіпсу, обробляють нею нову порцію високопроцентної фосфатної сировини. Виходить концентрований суперфосфат, тобто монофосфат кальцію з невеликою кількістю домішок. Подвійний су-

перфосфат (Ca(H2PO4)2∙H2O+H3PO4) містить 40.0-50.0% P2O5.

Суперфос. Одержують суперфос при неповному розкладанні фосфоритів фосфорною кислотою. Таким же способом одержують і подвійний суперфосфат. Але для одержання суперфоса фосфорної кислоти береться менше, тому розкладання виходить частковим. По своїй дії на врожай це добриво – краще серед фосфорних добрив. Загальний вміст Р2О5 доходе до38%, а засвоюваної частки – до 19%.

Метафосфат кальцію. Це просте добриво, оскільки він містить лише одну дефіцитну для рослин у ґрунті поживну речовину – фосфор. У воді не розчинний, але розчиняється в нейтральному лимоннокислому амонії, а це значить, що добриво є джерелом доступного рослинам фосфору. Метафосфат кальцію містить близько 64% Р2О5 й є концентрованим фосфорним добривом.

12.10 Двозаміщені фосфати. Преципітат. По зовнішньому вигляду – білий

Агрохімія. Конспект лекцій.

або ясно-сірий порошок. На кислих ґрунтах навіть перевершує суперфосфат за дією на врожайність сільськогосподарських культур. Одержують преципітат нейтралізацією фосфорної кислоти вапняним молоком (суспензія гідрату окису кальцію). Вміст Р2О5 у преципітаті, залежно від якості вихідної сировини, від 25-27 до 30-35%. Це добриво розчиняється в лимоннокислому амонії та доступно рослинам. Вносять у ґрунт у тих же нормах, що й супефосфат.

Обесфторенный фосфат.- Ca4P2O9·CaSi3. Сутність процесу його одержання зводиться до прожарювання при 1400-1450ºС апатиту (з додаванням 2-3% кремнезему) або фосфориту (з додаванням вапна) у присутності водного пару. У цих умовах руйнується кристалічна решітка апатиту та на 90% видаляється фтор. При обробці апатиту це добриво містить 30-32% Р2О5, а при прожарюванні фосфориту – 20-22%.

Томасшлак – Ca5(PO4)2∙CaО. Це побічний продукт переробки залізних руд, багатих фосфором, за способом Томаса. Вміст доступного рослинам Р2О5 коливається від 7 до 20%. Використовується тільки як основне добриво. Краще діє на кислих ґрунтах, тому що має лужну реакцію.

Мартенівський фосфатшлак. При одержанні сталі із чавуну в мартенівському виробництві додають вапно для зв'язування фосфору. Відходом є шлаки, ще більш бідні на фосфор, ніж томасшлак. Вони містить подвійну сіль тетрафосфата кальцію та силікату кальцію, залізо, марганець, магній й інші речовини. Вміст Р2О5 від 8 до 12%. Майже вся вона розчинна в лимонній кислоті. Реакція добрив сильно лужна. Вносять тільки як основне добриво на кислі та слабко кислі ґрунти.

12.11 Трьохзаміщені фосфати. Фосфорне борошно. Одержують фосфорне бо-

рошно розмелюванням фосфориту до стану тонкого борошна. Фосфор міститься у вигляді гідроксилу-апатиту, карбонат-апатиту, фтору-апатиту й перебуває у формі Са(РО4)2. Ці сполуки не розчинні у воді, слабких кислотах і слабко доступні для більшості культур. Вміст Р2О5 у вищому сорті фосфоритного борошна 25%, у першому

– 22, у другому – 19.

Агрохімія. Конспект лекцій.

ЛЕКЦІЯ 13. КАЛІЙНІ ДОБРИВА

13.1Калій у рослині перебуває в іонній формі й не входить до складу органічних сполук кліток. Він знаходиться головним чином у цитоплазмі й вакуолях, а в ядрі відсутній. Близько 20% калію втримується в клітках рослин в обміннопоглиненому стані колоїдами цитоплазми, до 1% його необмінно поглинається мітохондріями, основна частина (до 80%) перебуває в клітинному соку й легко витягається водою.

13.2Під впливом калію підсилюється нагромадження крохмалю в бульбах картоплі, сахарози в цукровому буряку й моноцукрів у низці плодових та овочевих культур. Калій підвищує холодостійкість і зимостійкість рослин (у результаті збільшення осмотичного тиску клітинного соку), стійкість рослин до грибкових і бактеріальних хвороб. Калій підсилює синтез високомолекулярних вуглеводів (целюлози, геміцелюлози, пектинових речовин тощо), у результаті чого клітинні стінки соломини злакових культур стають більш потужними та підвищується стійкість хлібів до полягання, у льону поліпшується якість волокна.

13.3Зовнішні ознаки калійного голодування рослин проявляються в наступному: старі листи передчасно жовтіють починаючи із країв; надалі їхні краї й верхівка здобувають буре фарбування (іноді із червоними й іржавими цяточками), а потім краї листів відмирають і руйнуються й стають як би обпаленими, рваними на вид.

13.4Вміст калію в рослинах, ґрунті та добривах прийнято виражати в перерахуванні на його оксид - К2О. Різні рослини виносять різні кількості К2О в перерахуванні на 1 т основній продукції: зернові –25-27 кг/га, зернові бобові – 16-20 кг/га, картопля – 7- 9 кг/га, буряк – 6-8 кг/га, овочеві – 4-5 кг/га, конюшина на сіно – 20-24 кг/га. Вміст калію (K2О) у різних ґрунтах коливається від 0,5 до 3% і залежить від їхнього гранулометричного складу. Більше всього утримується калію в глинистій фракції ґрунту. Тому важкі глинисті і суглинкові ґрунти більше містять калію, ніж піщані і супіщані. Дуже бідні калієм торф'янисті ґрунти (0,03-0,05%). У більшості суглинкових ґрунтів калію утримується 2-2,5%, тобто значно більше, ніж азоту і фосфору. Загальний запас K2О в орному

Агрохімія. Конспект лекцій.

шарі ґрунту 50-75 т на І га, але основна частина калію (98-99%) знаходиться в ґрунті у виді з'єднань, нерозчинних і малодоступних для рослин.

13.5У ґрунті калій перебуває головним чином у мінеральній частині: у складі кристалічних ґрат первинних і вторинних мінералів; в обмінно- і необміннопоглиненого стані в колоїдних частках; у складі пожнивно-кореневих залишків і мікроорганізмів; у вигляді мінеральних солей ґрунтового розчину (карбонатів, нітратів, хлоридів). Найкращим джерелом живлення рослин є розчинні солі калію. Найближчим резервом живлення є гідрослюди, вермикуліти, вторинні хлорити, монтморилоніт, необмінні катіони. Потенційним резервом - польові шпати, слюди, піроксени й первинні хлорити.

13.6Калійні руди Всі родовища калійних солей підрозділяються на хлоридні, що становлять 92% всіх запасів, і сульфатні. У свою чергу, вироблені калійні добрива підрозділяються на хлоридні (хлористий калій, змішані солі) і сульфатні (сульфат калію, калімагнезія, калійно-магнезіальний концентрат). Основною сировиною для виробництва хлоридних калійних добрив є сильвініт, що представляє собою суміш сильвіну (КCl)

ігаліту (NaCl), що містить 12-15% К2О. Сульфатні калійні добрива одержують із мінералів каїнітових, лангбейнітових та змішаних лангбейніто-каїнітових порід, а також алунітів. Хімічний склад деяких калій містких мінералів наступний: карналліт - KCl∙MgCl∙6H2O; каїніт KCl∙MgSO4∙3H2O; шеніт K2SO4∙MgSO4∙6H2O; лангбейніт

K2SO4∙2MgSO4; нефеліновий концентрат (K, Na)2O∙Al2O3∙2Si2.

13.7Калійні добрива підрозділяються на концентровані добрива (хлористий калій, сірчанокислий калій, хлористий калій-електроліт, калійна сіль, калімагнезия, калій- но-магнієвий концентрат) та сирі солі (сильвініт, каїніт).

13.8Хлористий калій (хлорид калію, KCl). Основне калійне добриво, що становить 80-90% загального виробництва калійних добрив. Містить 53-60% К2О, вологи не більше 1%. Це кристалічна розсипчаста речовина рожевого або білого кольору із сірим відтінком. Хлористий калій виробляється двома способами: флотаційним та галуричним.

Агрохімія. Конспект лекцій.

13.9Сірчанокислий калій (сульфат калію, K2SO4). Це дрібний кристалічний порошок білих кольорів (може бути ще і жовтуватий відтінок), вологість 1,2%. Містить 46-50% К2О, схильність до злежування слабка, транспортується із заводу в мішках або без тари. Виробляють шляхом виділення K2SO4 із природних сульфатних калійних солей.

13.10Хлоркалий-електроліт. Добриво являє собою хлорид калію з домішками (по 5% Mg та Na2O і до 50% хлору). По дії на рослини не відрізняється від KCl. Сильно порошиться. Дрібнокристалічний порошок з жовтим відтінком, який містить 31-45% К2О, не злежується (містить вологи не більше 4%), упаковується в паперові мішки, або перевозиться навалом. Побічний продукт одержання металевого магнію з карналліта. Ефективний на ґрунтах, бідних калієм і магнієм, особливо легких за гранулометричним складом, при внесенні як основне добриво під різні с.-х. культури.

13.11Калімагнезія (K2SO4·MgSO4). Випускається у вигляді порошку, із сіруватим і рожевим відтінком або сірувато-рожевих гранул неправильної форми. Містить 29% К2О и 9% MgО, вологість не більше 5%, не злежується, перевозиться навалом або в паперових мішках. Як і сульфат калію, застосовується під культури, які чутливі до хлору.

13.12Калійно-магнезіальний концентрат. Виробляється у вигляді гранул сірих кольорів, вологість 1,5-7%. Містить 18,5% К2О и 9% MgО. Не злежується, транспортується без тари. Застосовується в першу чергу під культури, які чутливі до хлору.

13.13Калійна сіль змішана 40% (KCl+NaCl). Це сірий кристалічний порошок із включенням рожевих кристалів. Являє собою суміш хлористого калію з розмеленим сильвінітом (до 35% NaCl), вологість не більше 2%. Містить 40% К2О, злежується, перевозиться без тари. Найбільш придатне це добриво для культур, чутливих на натрій (цукровий буряк, кормові і їстівні коренеплоди). Переважніше на супіщаних й піщаних ґрунтах.

13.14Каїніт природний (KCl·MgSO4·3H2O з домішкою NaCl). Це великі

Агрохімія. Конспект лекцій.

кристали рожево-бурих кольорів, вологість не більше 5%. Вміст К2О – 10%, не злежується, перевозиться навалом.

13.15Цементний пил.. Це шлам цементної промисловості, безхлорне калійне добриво. Вміст К2О 10-15%. Випускається в гранульованому вигляді, упаковується у паперові мішки. Калій утримується у вигляді солей карбонатів, бікарбонатів, сульфатів та у незначній кількості силікатів. У цементному пилу є також гіпс, окис кальцію, полуторні окисли й домішки мікроелементів. Застосовується як основне добриво, особливо на кислих ґрунтах.

13.16Поташ (вуглекислий калій, К2О3). Це лужне калійне добриво, коштовне для кислих ґрунтів. У кальцинованому поташі повинно втримуватися 63-67% К2О. Кальцинування роблять для зменшення гігроскопічності. Поташ і бікарбонат калію (КНСО3) міститься також у золі, що виходить при спалюванні дров і соломи. У золі є також небагато фосфатів. Бікарбонат калію містить 47% К2О.

13.17Сильвініт (KCl·NaCl). Це роздрібнена сильвінітова порода, розмір кристалів 1-4 мм і не більше 20% крупніше 4 мм. Кольори рожево-бурий із включенням синіх кристалів, містить 12-15% К2О и до 75-80% NaCl, використовується у незначних кількостях, перевозиться без тари, злежується, вноситься під натрієлюбиві культури (цукровий буряк, кормові і їдальні коренеплоди).

13.18Карналліт (KCl·MgCl2·6H2O з домішкою NaCl). Це подрібнена руда, містить 12-13% К2О, дуже гігроскопічна, сильно злежується. Крім використання як добриво, його застосовують для виробництва магнію. Відхід його - електроліт (KCl) - коштовне добриво.

13.19Калійні добрива добре розчиняються у воді. Однак при внесенні їх у ґрунт іон калію швидко вступає у взаємодію з колоїдними частками ґрунту по типу фізикохімічного поглинання та необмінного поглинання. Обмінне поглинання іонів калію ґрунтом становить значну частину (не менш 25%) від загальної ємності поглинання.

13.20Катіони калію, які обмінно поглинаються ґрунтом, одночасно витискують з ГВК еквівалентну кількість інших катіонів (водень, алюміній, каль-

Агрохімія. Конспект лекцій.

цій, магній, марганець тощо), що позначається на реакції ґрунтового розчину, а отже на умовах росту рослин. За своїм характером всі калійні добрива фізіологічно кислі. При взаємодії із ґрунтовим поглинаючим комплексом також проявляється підкислюючий вплив калійних добрив на ґрунтовий розчин, особливо у кислих ґрунтах. У результаті обмінних реакцій у ґрунтовому розчині утворюється соляна та сірчана кислоти в залежності від виду застосовуваних калійних добрив (хлоридних або сульфатних). А тому на кислих ґрунтах ефективність калійних добрив знижується.

Агрохімія. Конспект лекцій.

ЛЕКЦІЯ 14. МІКРОДОБРИВА

14.1.Мікродобрива - це добрива, які мають у своєму складі мікроелементи, які є елементами живлення, що знаходяться в рослинах у тисячнихстотисячних частках відсотків та виконують певні функції в процесі життєдіяльності. Нестача мікроелементів викликає низку хвороб рослин і приводить до їх загибелі.

14.2.Одним із критеріїв ступеню забезпеченості рослин мікроелементами

єїх вміст у ґрунті, особливо рухомих форм. Вміст рухомих форм найчастіше складає для Cu, Mo, Co, і Zn 10-15% їхнього валового вмісту в ґрунті і для В − 2-4%. Відзначено істотний вплив на рухливість мікроелементів у ґрунті кислотності ґрунтів, та окислювально-відновних процесів.

14.3.Бор. Цей елемент широко розповсюджений у природі у вигляді кисневих сполук мінералів борної кислоти (Н3ВО3) і бури (Nа2В4О7∙10Н2О). Середній вміст бора в рослинах 0,0001%, або 1 мг на 1 кг рослинної маси. Бор підсилює проростання пилка, збільшує кількість квіток і плодів. Без бору порушується процес дозрівання насіння. Бор необхідний рослинам на протязі усього життя. Особливо чуттєві до нестачі бору є соняшник, люцерна, кормові коренеплоди, льон, рис, кормова капуста, овочеві культури, цукровий буряк. Надлишок бору викликає своєрідний опік нижніх листків, з'являється крайовий некроз, листки жовтіють, відмирають і обпадають.

Як борні добрива використовуються в основному боросуперфосфат і бормагнієві добрива: борна кислота технічна (17,3% бора), бормагнієве добриво (2,3%), боросуперфосфат гранульований (0,2%). Боросуперфосфат застосовують під цукровий буряк, зернові бобові, кормові коренеплоди, гречку, огірки, плодово-ягідні в дозі при основному внесенні 200-300 кг/га, а в рядки при посіві – 100-150 кг/га. Боромагнієві добрива застосовують під цукровий буряк, кормові коренеплоди, зернові бобові, гречку в суміші з іншими добривами в нормі 20 кг/га. Борна кислота використовується для позакореневих підживлень у дозі

Агрохімія. Конспект лекцій.

500-600 г/га під насінники багаторічних трав і овочевих культур, для плодовоягідних - 700-800 г/га. Для передпосівної обробки насіння різних сільськогосподарських рослин - у дозі 100 г борної кислоти на 100 кг насіння.

14.4.Мідь. Середній вміст міді в рослинах 0,0002%, або 2 мг на 1 кг маси,

ізалежить від їхніх видових особливостей та ґрунтових умов. З врожаєм різних культур виноситься з 1 га 7-327 г міді. У рослинній клітці близько 2/3 міді може знаходиться в нерозчинному, зв'язаному стані. Відносно багате міддю насіння. Мідь входить до складу мідьвмісних білків і ферментів. Недостатня забезпеченість рослин міддю різко негативно відбивається на активності мідьвмісних ферментів: відбувається затримка росту рослини, хлороз, втрата тургору. У злакових рослин при гострому дефіциті міді відбувається побіління кінчиків листків і не розвивається колосся, у плодових з'являється суховершиність.

Валовий вміст міді в різних ґрунтах коливається від 0,1 до 150 мг на 1 кг ґрунти. Найбільш бідні міддю верхові торфовища, дерново-карбонатні ґрунти, болотні і заболочені, піщані і супіщані.

У сільському господарстві використовують наступний асортимент мідних добрив: мідний купорос (сульфат міді) CuSO4·H2O, - порошок, що містить мідь CuSO4, піритні (колчеданні) недогарки Cu (К2О). Піритні недогарки (0,2-0,3% Cu) вносять один раз у 4-5 років у нормі 500-600 кг/га восени під зяблеву оранку або навесні під передпосівну культивацію. Для обпудрення насіння використовують сірчанокислу мідь (25,4% Cu) у нормі 50-100 м на 100 кг насіння. Для позакореневих підживлень доза сірчанокислої міді на 1 га посівів складає 200300 г.

14.5. Марганець. З врожаєм з 1 га виноситься 1000-4500 г марганцю. У рослинах його 0,001% або 10 мг на 1 кг маси. Основна кількість його локалізована в листях і хлоропластах. Марганець безпосередньо бере участь у фотосинтезі, збільшує вміст цукрів, хлорофілу, підсилює інтенсивність дихання. Марганець входить до складу ферменту, що синтезує аскорбінову кислоту. При виключенні марганцю з поживного середовища у тканинах рослин підвищується