Каинит употребляемый на удобрение, не всегда отвечает формуле минерала каинита MgSO4 · KCL ·3HO, а может представлять собой или соль, близкую по составу к сильвиниту, или механическую смесь KCL, MgSO4 NaCL, каинита, карналлита и других солей. В каините из прикарпатских месторождений СССР – около 10% K2O, 20% Na2O, 3-4% MgO, 40% CL.
Сырые калийные соли составляют небольшую долю в общей продукции калийных удобрений. Общие недостатки сырых калийных солей: низкий процент калия и большое количество балластных компонентов, не всегда безвредных для растений. Зерновые злаки (пшеница, рожь, овёс, ячмень), сахарная свёкла и другие корнеплоды не чувствительны к избытку хлора в сырых калийных солях и хорошо их используют. Особенно эффективно внесение сильвинита под свёклу, которая положительно реагирует на примесь натрия. Для многих культур (табак, виноград, чай, цитрусовые, плодово–ягодные культуры, картофель, лён, гречиха) избыток хлора вреден: он снижает урожай и ухудшает его качество. Поэтому под указанные культуры сырые калийные соли не применяют.
Хлористый калий KCL – основной вид калийных удобрений в России. Получается из сильвинита, который для этого растворяют в горячей воде до состояния насыщения и затем охлаждают раствор; при этом осаждается главным образом KCL, а NaCL остаётся в растворе. Химически чистый хлористый калий содержит 63,2% K2O, а сорта, идущие на удобрение, - от 50 до 60% K2O. Это белый мелкокристаллический продукт, слабо гигроскопичный, при хранении слёживается. Вносится почти под все культуры, в том числе и под некоторые с/х растения, чувствительные к хлору (в хлористом калии на единицу действующего вещества приходится в пять раз меньше хлора, чем в сильвините или в каините).
Сернокислый калий, сульфат калия K2SO4 получают обменным разложением KCL и MgSO4, а также разложением KCL серной кислотой. Чистая соль содержит 54,1% K2O. В технических сортах соли, идущих на удобрение, 48 – 52% K2O. Это мелкокристаллический порошок сероватого цвета, негигроскопичен и не слёживается. Сернокислый калий – хорошее калийное удобрение для всех культур и лучшее для растений, чувствительных к хлору. Внесение сульфата калия под табак, виноград, чай, цитрусовые, плодово–ягодные даёт большой прирост урожая и улучшает его качество.
Смешанные 30%-ые и 40%-ые калийные соли по своей удобрительной ценности занимают промежуточное положение между хлористым калием и сильвинитом. Особенно эффективны при внесении под сахарную и кормовую свёклу. Все применяемые на удобрения калийные соли растворимы в воде. В почве калий, взаимодействуя с почвенным поглощающим комплексом, переходит в поглощенную, обменную форму. Доступность калия для растений при этом не теряется, но способность к передвижению в почве (а следовательно, к вымыванию из неё) крайне ограничена. Поэтому калийные удобрения целесообразно заделывать на глубину пахотного слоя. Содержащие хлор сырые калийные соли вносят с осени под зяблевую вспашку. При этом значительная часть хлора вымывается из верхних слоёв почвы, а калий остаётся в пахотном слое. В России потребность в калийных удобрениях проявляется на большей части почв, но в них особенно нуждаются с\х культуры при возделывании на деградированных и выщелоченных чернозёмах и на дерново–подзолистых почвах, на лёгких песчаных и супесчаных почвах, на трофянисто–болотных и луговых. Для большинства культур калийные удобрения вносят из расчёта около 45 – 60 кг. K2O на 1га. Для культур повышенной потребностью в калии (свёкла, картофель, табак и др.) дозы калийных удобрений увеличивают до 90 – 100кг. K2O на 1га. Отличным калийным удобрением является зола, особенно на кислых почвах, где она, кроме того, нейтрализует вредную почвенную кислотность. Навоз также служит источником калия для растений т. к. содержит в среднем около 0,6% K2O.
Сульфат калия можно получить взаимодействием хлорида калия и сульфата магния:
2KCL + 2MgSO4 = K2SO4 • MgSO4 + MgCL2
K2SO4 • MgSO4 + 2KCL = 2K2SO4 + MgCL2
Как было сказано в начале доклада, некоторые почвы бедны отдельными микроэлементами. В этих случаях вносят микроудобрения. Бор вносят в почву в виде боромагниевого удобрения, содержащего около 6% борной кислоты. Нашей промышленностью выпускается двойной борный суперфосфат, содержащий 36% фосфорной кислоты и около 7% борной кислоты.
Медь вносят в виде пиритных огарков (отходов, получаемых при производстве серной кислоты), которые содержат только около 0,5% меди. Хорошим источником меди служит медный купорос.
Марганцевыми удобрениями служат марганцевые шлаки, содержащие до 15% марганца, а также сернокислый марганец. Но наибольшее распространение получил марганизированный суперфосфат, содержащий около 2-3% марганца.
Микроудобрения применяют также в виде некорневых подкормок, опрыскивая растения соответствующим раствором или замачивая в нем семена перед посевом.
Применение минеральных удобрений – один из основных приемов интенсивного земледелия. При высоком уровне агротехники и применении удобрений можно управлять урожайностью, повысить ее в несколько раз – такую задачу решают наши химики и сельскохозяйственные работники работники в настоящее время, с тем, чтобы в достатке обеспечить потребности страны в продуктах питания и промышленности в сырье.
До революции производства минеральных удобрений в России практически не было; вся продукция нескольких мелких заводов составляла в 1913 г. только 89 тыс. т. Строительство новых заводов началось лишь в 1925–1926 гг. и приобрело в дальнейшем большой размах.
Особенно выросло производство минеральных удобрений после окончания второй мировой войны. Если в 1940 г. было произведено всех минеральных удобрений только 3,2 млн. т., то в 1954 г. выработка удобрений составила почти 8 млн. т., а через 10 лет – уже 25,6 млн. т.
Как же осуществляется питание растений содержащимися в почве элементами? Обратимся к теории электролитической диссоциации. Растения избирательно извлекают необходимые элементы из водного почвенного раствора в виде ионов (катионов NH4 , К, Mg, Ca, H, анионов NO3, H2PO4, SO4 и другие). По мере извлечения питательных веществ растениями почвенный раствор должен пополняться ими. Как это происходит? Азот почвы почти целиком входит в недоступные растениям органические соединения. Основная масса фосфора входит в состав нерастворимых в воде неорганических соединений (фосфаты алюминия, железа и другие) и органических соединений. В почвах содержится много соединений серы, калия, магния, микроэлементов. Но лишь малая часть их находится в доступных усвоению растениями формах.
Под влиянием разнообразных химических реакций и при участии микроорганизмов происходит постепенный переход питательных элементов из неусвоемого состояния в ионное. Но эти ионы были бы вымыты водой, если бы они не удерживались почвенными ионитами. Удерживаемые ионитами ионы составляют основную массу содержащихся в почве питательных материалов в доступной для растений форме. Между ионитами и растворенными веществами протекают обменные реакции, в результатеорганических веществ, и прежде всего углеводов. Значит, растению прежде всего необходимы фосфорные удобрения. Содержание питательных веществ в удобрении выражают в процентах P2O5, N и K2O.
Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур огромное значение имеет внесение в почву элементов, необходимых для роста и развития растений. Эти элементы вносятся в почву в виде органических (навоз, торф и др.) и минеральных (продукты химической переработки минерального сырья) удобрений. Производство последних является одной из важнейших отраслей химической промышленности, тесно связанной с производством серной кислоты и связанного азота.
Вырабатываемые химической промышленностью минеральные удобрения подразделяются на:
а) фосфорные (главным образом простой и двойной суперфосфаты и преципитат);
б) азотные (сульфат аммония, аммиачная селитра, кальциевая и натриевая селитры);
в) калийные (хлористый калий и смешанные калийные соли);
г) борные, магниевые и марганцевые (соединения и соли, содержащие эти элементы).
Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнеших задач химической промышленности. Ассортимент минеральных солей, используемых в сельском хозяйстве, самой химической промышленности, металлургии, фармацевтическом производстве, строительстве, быту, составляет сотни наименований и непрерывно растет. Масштабы добычи и выработки солей исключительно велики и для некоторых из них составляют десятки миллионов тонн в год. В наибольших количествах производятся и потребляются соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, серы, меди, хлора, фтора и др. Самым крупнотоннажным является производство минеральных удобрений.
Самым крупным потребителем солей и минеральных удобрений является сельское хозяйство. Связано это с тем, что современное интенсивное сельскохозяйственное производство невозможно без внесения в почву научно обоснованного количества различных минеральных удобрений, содержащих элементы, которых недостаточно в почве для нормального роста растений, в частности зерна.
Минеральными удобрениями называют соли, содержащие в своем составе элементы, необходимые для питания, развития и роста растений
1. Штефан В.К. Жизнь растений и удобрений – М., 1981г.
2. Артюшин А.М., Державин Л.М. Краткий словарь по удобрениям - 2-е изд. – М., 1984г.
3. Основы земледелия и растеневодства - 3-е изд. / Под ред. Никляева В.С. – М., 1990г.
4. Вронский В.А. Прикладная экология. – Ростов-на-Дону, 1996г.
5. Основы химической технологии / Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 463 с.: ил.
6. Журнал Химия и жизнь – XXI век, № 4, 1998г.
7. Журнал Химия и бизнес, № 46, 2001 г.
Агрохимия / Под редакцией проф. А.С. Ягодина, Москва, “Колос”. – М., 1982 г