1. Фосфорные удобрения. Однозамещенные фосфаты.
Однозамещённые ортофосфаты используются при производстве фосфорных удобрений, в фармацевтической промышленности. Кристаллы однозамещённыхортофосфатов — ценные сегнето- и пьезоэлектрические материалы. Монофосфат калия используется в качестве фосфорного и калийного удобрений в растворённом виде для корневых и внекорневых подкормок.
Суперфосфат простой
Суперфосфат простой, или дигидроортофосфат кальция, однозамещенный фосфат кальция, монокальцийфосфат, — Са(Н2РO4)2 — фосфорное удобрение, содержание Р2O5 16-20%. Хорошо растворим в воде и слабых кислотах.
Технология производства предложена Ю. Либихом. Первый завод по производству был построен в 1843 г. в Англии Лоозом — основателем Ротамстедской сельскохозяйственной опытной станции.
Благодаря простой и дешевой технологии производства суперфосфат является основным фосфорным удобрением, применяемым во всем мире.
Технологическая схема производства непрерывного типа. Сырьем служат природные фосфаты — апатитовый концентрат или фосфоритная мука.
Простой суперфосфат применяется на всех типах почв. Главным недостатком является низкое содержание фосфора, что снижает его экономическую эффективность, прежде всего при транспортировке.
2. Основное и припосевное внесение удобрений
Основное (допосевное) удобрение
Основное, или допосевное, удобрение предназначено для удовлетворения потребности растений в питательных элементах после всходов до конца вегетации. Для большинства культур в условиях достаточного увлажнения или орошаемого земледелия на долю основного удобрения приходится 60-90% от общей дозы, в условиях недостаточного увлажнения — 90-100%.
Основное внесение органических и фосфорно—калийных удобрений обычно проводят осенью, азотных — весной под предпосевную обработку почв в зонах достаточного увлажнения или с другими — осенью под основную обработку в зонах недостаточного увлажнения с заделкой орудиями вразброс или локально. Эффективность глубокой заделки удобрений до посева возрастает с увеличением дефицита влажности почвы и засушливости климата.
Основное (допосевное) удобрение заделывается плугом при вспашке зяби. До посева любой культуры и в процессе вегетации растения должны обеспечиваться в каждый период определенным количеством питательных веществ. Это достигается за счет мобилизации естественного плодородия почвы, или внесением удобрений.
До посева обычно вносится большая часть от общей дозы удобрений, предусмотренной под культуру.
Сроки внесения основного удобрения и способ заделки определяются климатическими условиями зоны, свойствами почвы и удобрений, биологическими особенностями культур. Так, в лесостепи европейской части России, где лучшие условия увлажнения, в основном внесении используется 60-70% от общей дозы удобрений, остальная часть вносится в рядки при посеве и в подкормку. Под пропашные культуры в этой зоне глубокая осенняя запашка удобрений имеет преимущество перед весенней заделкой при культивации зяби.
В зоне дерново-подзолистых почв при достаточном увлажнении и при орошении, система удобрения культур состоит из трех приемов: основного, припосевного и подкормок. В этой зоне до посева вносится примерно 50% от всей нормы.
В зоне достаточного увлажнения, на тяжелых заплывающихся почвах перепашку зяби обычно проводят весной. Это делают при подготовке почвы под пропашные культуры с хорошо развитой корневой системой. В этом случае удобрения вносят весной под перепашку зяби. В этих условиях отмечается высокая эффективность удобрений при весеннем внесении до посева с последующей заделкой культиватором.
Заделка культиватором удобрений, внесенных до посева, допустима также в лесостепи под озимые хлеба. Здесь при уборке поздних парозанимающих культур и при недостатке влаги во избежание иссушения ограничиваются поверхностной предпосевной обработкой почвы, например, дискованием, культивацией, глубоким лущением. В этом случае удобрения, предназначенные для основного приема, вносятся после уборки предшественников озимых.
Выбор оптимальных сроков внесения определяется свойствами почвы, прежде всего гранулометрическим составом. Так, на легких почвах и при достаточном увлажнении большая часть питательных веществ, особенно азота, будет мигрировать по профилю почвы за пределы корнеобитаемого слоя. Поэтому заделку, прежде всего азотных удобрений, проводят весной.
При определении срока внесения и способа заделки удобрений также исходят из свойств самих удобрений. Фосфорные удобрения хорошо поглощаются почвой в местах внесения, фосфор мало мигрирует по профилю почвы, быстро фиксируется за счет химического поглощения, особенно на почвах с высокой емкостью поглощения и степенью насыщенности основаниями. Опасность вымывания фосфора на таких почвах почти отсутствует. Хорошо удерживается почвой калий, за исключением легких почв с малой емкостью поглощения. Наиболее подвижны азотные удобрения.
Почти во всех земледельческих районах России отмечается эффект от внесения фосфорных, часто калийных удобрений с осени с последующей заделкой плугом при вспашке зяби. Азотные удобрения в районах достаточного увлажнения, прежде всего на легких почвах, вносят весной с последующей заделкой плугом при перепашке зяби или культиватором. Под озимые зерновые часть азотных удобрений вносят до посева для создания оптимальных условий развития в осенний период.
При внесении азотных удобрений учитывают особенности культур. Так, под пропашные с хорошо развитой корневой системой лучший эффект достигается от глубокой заделки удобрений. Учитывают также форму. Так, аммиачные формы азотных удобрений вносят и с осени, так как аммоний хорошо удерживается почвой. Нитратный азот не адсорбируется почвой, поэтому передвигается вместе с почвенным раствором. Поэтому внесение нитратных форм азотных удобрений осенью при достаточном увлажнении, прежде всего легких почвах приводит к значительным потерям азота.
Калийные удобрения часто содержат большое количество балластных элементов, поэтому внесение хлорсодержащих удобрений под культуру, отрицательно реагирующую на хлор, приводит к снижению урожая и ухудшению качества продукции. При необходимости внесения хлорсодержащих калийных удобрений, их вносят осенью под зяблевую вспашку. При этом хлор плохо адсорбирующийся почвой вымываться в нижележащие слои и не оказывает отрицательного действия на урожай. Особенно недопустимо внесение хлорсодержащих калийных удобрений под хлорофобные культуры в процессе вегетации.
Эффективным является локальное внесение основного удобрения — лентами, шнуром на дно борозды. При таких способах удобрения не перемешиваются с почвой, находятся ближе к питающей части корневой системы и используются растениями более эффективно. Повышение эффективности от ленточного внесения удобрений связано с локализацией фосфорных удобрений. При этом способе у фосфорных удобрений контакт с почвой меньше, в результате чего водорастворимые фосфаты кальция меньше переходят в труднорастворимые формы и полнее усваиваются растениями.
Локальное внесение основного минерального удобрения оказывает положительное действие на рост и физиологическое состояние листьев, обусловливает повышенную водоудерживающую способность, повышает продуктивность фотосинтеза.
Преимуществом локального способа внесения удобрений является более высокий по сравнению с внесением вразброс коэффициент использования удобрений. Дозу удобрений при локальном внесении можно сократить на 30-50% по сравнению с разбросным способом.
Более перспективным является двухслойное локальное внесение удобрений до посева сельскохозяйственных культур.
Двухслойное локальное внесение обеспечивает интенсивное поступление питательных веществ в процессе всей вегетации, что повышает эффективность этого приема как перед разбросным, так и локальным внесением удобрений в один слой.
Разбросное внесение менее эффективно, но применяется в нашей стране десятки лет. Основное удобрение вносят разбросными туковыми сеялками, разбрасывателями минеральных удобрений и авиационными разбрасывателями.
В зависимости от природно-экономических условий основное (допосевное) удобрение вносят ежегодно под каждую культуру, иногда, например, под яровые зерновые с подсевом многолетних трав — сразу под покровную культуру вносят общую дозу фосфора, иногда совместно с калием, для нее и возделываемых трав одного или двух лет. Такой прием называют периодическим, или запасным, внесением. К этому приему относятся фосфоритование почв, внесение органических удобрений или специальное внесение под одну однолетнюю культуру дозы, рассчитанной на три культуры сразу.
Многочисленные опыты сравнения эквивалентных доз в различных почвенно-климатических зонах свидетельствуют о том, что периодическое (1 раз в 3 года) внесения фосфорных удобрений под однолетние культуры, как правило, эффективнее, чем ежегодное. Под многолетними кормовыми и плодово-ягодными культурами этот прием еще более эффективен.
При внесении основного удобрения в расчетных нормах под зерновые культуры эффективность рядкового способа внесения снижается. Так, на выщелоченном черноземе опытного поля Алтайского аграрного университета рядковое внесение гранулированного суперфосфата в дозе
10 кг/га на фоне основного удобрения N60P60K60 не обеспечило значимой прибавки.
Припосевное (рядковое) или припосадочное удобрение
Припосевное (рядковое) или припосадочное удобрение предназначено для удовлетворения потребностей растений в элементах питания в период от прорастания до появления полных всходов. Как правило, оно не превышает 2-10% от общей дозы. Чаще используются водорастворимые фосфорные, реже фосфорно-азотные или фосфорно-азотно-калийные удобрения.
Это локальный наиболее эффективный способ внесения одновременно с посевом семян в виде строчки (ленты) под ними или сбоку на расстоянии 2-3 см. Его также называют первым обязательным приемом внесения удобрений под всеми культурами во всех почвенно-климатических зонах. Дозы удобрений при любом способе внесения, прежде всего при рядковом, должны быть оптимальными, так как повышенная концентрация почвенного раствора и осмотическое давление может привести к изреживанию, а при избытке к гибели посевов и снижению общей продуктивности.
Основная задача припосевного внесения удобрений — улучшение корневого питания в первый период жизни растений.
Обеспечение растений элементами питания в первый период жизни имеет значение для последующего развития. В молодом возрасте растения особенно чувствительны к недостатку питательных элементов. Рядковое или гнездовое внесение небольших доз удобрений при посеве создает благоприятные условия питания молодых растений, благодаря чему они быстрее развиваются и легче переносят неблагоприятные условия.
Благоприятные условия питания в начале роста позволяют молодым растениям за более короткий срок развить мощную корневую систему, что дает в дальнейшем возможность лучше использовать питательные элементы почвы и основного удобрения.
Отмечается повышенная потребность растений в фосфорных удобрения в начальный период вегетации, что связано с участием фосфора в процессах синтеза и гидролиза углеводов. Расщепление запасных полисахаридов на моносахариды происходит за счет фосфоролиза. Фосфорные удобрения, внесенные в рядки вместе с семенами, способствуют экономному расходованию пластических веществ семени вследствие более медленного гидролиза крахмала и пониженной активности окислительных ферментов. При появлении у растений ассимиляционного аппарата фосфор приводит к усиленному гидролизу крахмала семени, который более эффективно расходуется на процессы роста.
Под влиянием азота усиливается гидролиз крахмала, интенсивность дыхания и активность окислительных ферментов, что приводит к преждевременному расходу пластических веществ семени. Для устранения отрицательное влияние азота на процессы превращения веществ в семени до образования фотосинтезирующего аппарата, необходима некоторая изоляция азота удобрений от семени. Рассчитывать на устойчивое положительное действие рядкового внесения азотных удобрений близко к семенам можно только в отношении некислых почв, насыщенных кальцием, достаточно обеспеченных доступным для растения фосфором и нуждающихся в азоте, а также в отношении растений, имеющих семена с большими запасами углеводов (пшеница, овес, ячмень).
От внесения азота в питательный раствор значительно возрастает содержание фосфора в азотистых фракциях фосфорорганических соединений, прежде всего во фракции нуклеопротеидов — веществ, играющих роль в процессе дифференциации меристематических тканей, то есть, пути эффективного воздействия удобрений на формообразовательные процессы в растениях.
Нарушение оптимального соотношения азота и фосфора в начале роста приводит к нарушению синтеза аминокислот, нуклеопротеидов, которые определяют первоначальный рост растений. Поэтому предлагается на почвах, бедных азотом, совместно с фосфорным удобрением вносить при посеве небольшие дозы азота. На малоплодородных почвах при недостаточном содержании азота рекомендуется вносить в рядки при посеве помимо фосфорно-калийных удобрений и азотные в дозе 5-10 кг/га азота.
В качестве припосевного удобрения рекомендуется аммофос, нитрофоска. Высокая эффективность припосевного удобрения подтверждается многочисленными данными, полученными в различных районах России и за рубежом. Отмечается также высокая окупаемость удобрений, внесенных в рядки при посеве.
Состав удобрений рядкового внесения и их эффективность определяются биологическими особенностями культур, агрохимическими свойствами и плодородием почвы, свойствами и формами удобрений, предварительной удобренностью полей. Отмечается высокое действие гранулированного суперфосфата, внесенного в ряды при посеве. Это объясняется повышенной потребностью культур в фосфоре в начале вегетации и, благодаря грануляции и местному внесению, процессы ретроградации фосфорной кислоты суперфосфата протекают медленнее вследствие меньшего контакта с почвенным поглощающим комплексом. Благодаря водорастворимой форме Р2О5 в суперфосфате и близкому расположению к корневой системе она активно используется растениями. Коэффициент использования Р2О5 суперфосфата при локальном внесении в 2-3 раза выше, чем при разбросном внесении. Фосфор улучшает развитие корневой системы, тем самым повышает устойчивость растений к засухе и другим неблагоприятным условиям.
Припосевное (рядковое) удобрение при посеве зерновых, в лунки (гнезда) при посадке овощных культур вносится локальным способом, что повышает коэффициент использования питательных веществ. Дозы рядкового удобрения — по 5-10 кг азота, фосфора, калия на 1 га.
При рядковом удобрении наиболее эффективны фосфорные удобрения — гранулированный суперфосфат, аммофос.