Мінеральні добрива

Динаміка виробництва мінеральних добрив в Росії в 1992-2008 роках, в млн тонн

Мінеральні добрива - неорганічні сполуки, що містять необхідні для рослин елементи живлення.

Мінеральні добрива містять поживні речовини у вигляді різних мінеральних солей. В залежності від того, які поживні елементи містяться в них, добрива підрозділяють на прості і комплексні. Прості (односторонні) добрива містять один який-небудь елемент живлення. До них відносяться фосфорні, азотні, калійні і мікродобрива. Комплексні, або багатосторонні, добрива містять одночасно два або більше основних поживних елементів.

В грунтах зазвичай є всі необхідні рослині поживні елементи. Але часто окремих елементів буває недостатньо для задовільного росту рослин. На піщаних грунтах рослини нерідко відчувають нестачу магнію, на торф'яних грунтах - молібдену, на чорноземах - марганцю і т. п. Застосування мінеральних добрив - один з основних прийомів інтенсивного землеробства. За допомогою добрив можна різко підвищити врожаї будь-яких культур на вже освоєних площах без додаткових витрат на обробку нових земель.

Для внесення мінеральних добрив використовуються тукові сівалки.

Мінеральні добрива бувають азотними, фосфорними, калієвими, складними і мікродобривами. Вони є продукцією хімічного виробництва і містять в собі одне або декілька живильних речовин у високій концентрації.

Крім цього є комплексні добрива, які містять у собі декілька збалансованих діючих речовин.

Комплексні добрива.

Комплексні добрива підрозділяють по складу на подвійні (наприклад, азотно-фосфорні, азотно-калійні або фосфорно-калійні) і потрійні (азотно-фосфорно-калійні). За способом виробництва їх поділяють на складні, сложносмешанние (або комбіновані) і змішані добрива.

Складні добрива містять два або три поживних елементи в складі однієї хімічної сполуки. Наприклад, амофос - NH 4 H 2 PO 4 калійна селітра - KNO 3, магній - аммонійфосфат MgNH 4 PO 4. Співвідношення між живильними елементами в цих добривах визначається їх формулою.

До сложносмешанним або комбінованим добрив відносяться комплексні добрива, одержувані в єдиному технологічному процесі і містять в одній гранулі два або три основні елементи живлення рослин, хоча й у вигляді різних хімічних сполук. Вони виробляються шляхом спеціальної як хімічної, так і фізичної обробки первинної сировини або різних одне-і двокомпонентних добрив. До них відносяться: нітрофос і нітрофоска, нітроамофос і нітроамофоска, поліфосфати амонія і калія, карбоаммофоси, фосфорно-калійні пресовані добрива, рідкі комплексні добрива. Співвідношення між елементами живлення в цих добривах визначається кількістю початкових матеріалів при їх отриманні Для складних і комбінованих добрив характерна висока концентрація основних живильних елементів і відсутність або мала кількість баластних речовин, що забезпечує значну економію праці і коштів на їх транспортування, зберігання і застосування.

Асортимент комплексних добрив представлений в основному наступними формами: подвійні азотно-фосфорні добрива - аммофос, нітроаммофоса і Нітрофос і подвійні фосфорно-калійні добрива - фосфати калію, потрійні складні добрива - аммофоскі, нітроамофоски і нітрофоски, магній-аммонійфосфат.

У зв'язку з безперервним збільшенням виробництва і застосування мінеральних добрив підвищення концентрації живильних речовин в них має величезне народногосподарське значення, тому що дозволяє зменшити загальну фізичну масу мінеральних добрив та обсяг їх перевезень, а отже, значно знизити витрати на їх транспортування, зберігання і внесення до грунту .

Змішані добрива - це суміші простих добрив, одержувані в заводських умовах або на тукозмішувальної установки на місцях використання добрив шляхом сухого смешіванія.Сложние добрива.

Амофос - концентроване комплексне фосфорно-азотне добриво отримують нейтралізацією ортофосфорної кислоти аміаком. Основу амофосу складають моноамонійфосфат NH 4 H 2 PO 4 і частково діамонійфосфат (NH 4) 2 HPО 4. Добриво малогигроскопична, добре розчиняється у воді.

У амофос, який випускається у вигляді двох марок - А і Б, міститься 9-11% N і 42-50% P 2 O 5, тобто відношення N: P 2 O 5 у добриві надмірно широке, рівне 1: 4 (азоту міститься в 4 рази менше, ніж фосфору). Це висококонцентроване добриво, що містить азот і фосфор у добре засвоєній рослинами, переважно водорозчинній формі. 1 ц амофосу заміняє не менше 2,5 ц простого суперфосфату і 0,35 ц аміачної селітри.

Амофос можна вносити як основне добриво в рядки при посіві під всі культури і в підгодівлю - під просапні, технічні культури та овочі. Недолік цього добрива в тому, що азоту в ньому міститься значно менше, ніж фосфору, тоді як у практиці найчастіше їх вносять в однакових дозах. Тому для отримання нормального співвідношення N і P 2 O 5 до амофосу необхідно додавати певну кількість одностороннього азотного добрива - NH 4 NO 3 або CO (NH 2) 2. При внесенні цих добрив до посіву під бавовник і під озимі культури їх можна використовувати і без доповнення азотними добривами, так як в цьому випадку недолік азоту компенсується внесенням азотних добрив у підживлення.

Амофос можна безпосередньо застосовувати і в якості принесеного (рядкового) добрива під бавовник, картопля та зернові культури.Результати багатьох польових дослідів з різними культурами і в різних зонах країни показали, що ефективність амофосу (як одного, так і доповненого азотним добривом) зазвичай вище, ніж суміші простих добрив (суперфосфату та аміачної селітри), при рівних нормах азоту і фосфору.

Магній-аммонійфосфат MgNH 4 PO 4-Н 2 О - потрійне складне добриво, що містить 10-11% азоту, 39-40% доступного фосфору і 15-16% магнію. Добриво слабо розчиняється у воді, медленнодействующімі. Однак N, Р і Mg добрива доступні для рослин. Добриво можна вносити як основне під усі культури у великих дозах без шкоди для рослин. Добриво ефективно при вирощуванні овочів в умовах захищеного грунта.Сложносмешанние, або комбіновані добрива. Нітрофос і нітрофоски - відповідно подвійні і потрійні добрива - отримують розкладанням апатиту або фосфориту азотною кислотою. При цьому виходить кальцієва селітра і дикальцийфосфат (з домішкою Монокальційфосфат): Са 3 (PO 4) 2 + 2НNO 3 = Ca (NO 3) 2 + 2CaHPO 4.

Через сильну гігроскопічності Ca (NO 3) 2 така суміш швидко відволожується. Для поліпшення фізичних властивостей добрива надлишок кальцію виділяють з розчину, для чого нітрат кальцію переводять в інші сполуки. Це досягається різними способами. До суміші гарячої пульпи додають аміак і сірчану кислоту або сульфат амонію (сірчано-кислотна і сульфатна схеми). При цьому замість Ca (NO 3) 2 утворюються менш гігроскопічний нітрат амонію та гіпс. За іншим способом для виділення надлишку кальцію з розчину в пульпу додають аміак і дешевшу вугільну кислоту. Виходить карбонатна нітрофоска. Застосовують також виморожування нітрату кальцію з наступною обробкою суміші аміаком і сірчаною кислотою - виходить виморожена нітрофос. При додаванні до Нітрофос КСl отримують потрійні добрива, звані нітрофоски. Перспективним способом є отримання фосфорної нітрофоски. У цьому випадку до суміші Ca (N0 3) 2, CaHPO 4 і Са (H 2 PO 4) 2, одержуваної після розкладання апатиту або фосфориту азотною кислотою, додають аміак, фосфорну кислоту і хлористий калій. Фосфорна нітрофоска - безбаластною і висококонцентроване добриво, що містить 50% поживних речовин. До 50% міститься в ній фосфору знаходиться у водорозчинній формі. Її можна застосовувати для допосівного і припосівного внесення.

У нітрофоски азот і калій знаходяться у формі легкорозчинних з'єднань (NH 4 NO 3, NH 4 Cl, KNO 3, KCl), а фосфор - частково у вигляді дикальцийфосфат, нерозчинного у воді, але доступного для рослин, і частково у формі водорозчинного фосфату амонію і Монокальційфосфат. В залежності від технологічної схеми процесу вміст в нітрофоски водорозчинного і цитратно-розчинного фосфору може змінюватися, В карбонатної нітрофоски водорозчинного фосфору не міститься, тому вона застосовується тільки як основне добриво на кислих грунтах.

Нітрофоску вносять як основне добриво до посіву, а також в рядки або лунки при посіві і в підживлення. Ефективність її практично така ж, як і еквівалентних кількостей суміші простих добрив. Нітрофоска має певне співвідношення азоту, фосфору і калію, а так як різні грунти розрізняються за змістом окремих живильних речовин і потреба в них рослин також неоднакова, то при внесенні нітрофоски (як і інших складних і комбінованих добрив) часто виникає необхідність в деякому коректуванні, т . тобто додатковому внесенні того або іншого бракуючого елементу у вигляді простих добрив.

Нітроаммофоса і нітроамофоски отримують при нейтралізації аміаком сумішей азотної і фосфорної кислот.

Добриво, що отримується на основі моноамонійфосфат, називається нітроаммофоса, при введенні калію - нітроамофоски. Ці комплексні добрива відрізняються більш високим, ніж нітрофоски, вмістом поживних речовин, причому при їх одержанні є широка можливість для зміни відносин між N, P і К в їх складі. Нітроаммофоса можуть випускатися з вмістом N 30-10% і P 2 O 5 27-14%. У нітроамофоски загальний вміст поживних речовин (N, P і К) становить 51% (в марках <А> - 17-17-17 та <Б> - 13-19-19). Живильні елементи, не тільки азот і калій, але і фосфор, містяться у водорозчинній формі і легкодоступні рослинам. Ефективність нітроаммофосок така ж, як суміші простих водорозчинних добрив.

Рідкі комплексні добрива (ЖКУ) отримують нейтралізацією орто-і поліфосфорні кислоти аміаком з додаванням азотовмісних розчинів (сечовини, аміачної селітри) і хлористого або сірчанокислого калію, а в окремих випадках і солей мікроелементів. При насиченні орто-фосфорної кислоти аміаком утворюються аммофос і диаммофос.

Загальний вміст поживних речовин у рідких комплексних добривах на основі ортофосфорної (екстракційної або термічної) кислоти порівняно невисоке (24-30%), так як в більш концентрованих розчинах при низьких температурах відбуваються кристалізація солей і випадання їх в осад. Співвідношення азоту, фосфору і калію в ЖКП може бути різним, зміст N-5-10%, P2O5-5-Н і K2O - 6 - 10%. У нашій країні випускається в основному ЖКУ із співвідношенням поживних речовин 9:9:9, а також з іншим співвідношенням (7: 14: 7; 6: 18: 6; 8: 24: 0 і ін).

На основі поліфосфорних кислот отримують ЖКУ з більш високим загальним вмістом поживних речовин (більш 40%), зокрема добрива складу 10: 34: 0 і 11: 37: 0, які отримують насиченням суперфосфорної кислоти аміаком. Ці базисні добрива використовують для отримання потрійних ЖКП різного складу, додаючи до них сечовину або аміачну селітру і хлористий калій.

Для підвищення концентрації поживних речовин в рідких комплексних добривах додають до них стабілізуючі добавки - 2-3% колоїдно-бентонітової глини або торфу. Ці добрива називають суспендованих Базисне суспендованих добриво має склад 12: 40: 0, на його основі можна готувати потрійні ЖКП різного складу (15: 15: 15; 10: 30: 10; 9: 27: 13 і ін) Колоїдна глина або торф утримують солі від випадання в осад. Рідкі комплексні добрива по ефективності не поступаються суміші твердих односторонніх туків і комплексним добривам типу нітроамофоски Особливо ефективно їх застосування на карбонатних чорноземах і сіроземах При застосуванні рідких комплексних добрив необхідний комплекс спеціального обладнання для їх перевезення, зберігання і внесення. Застосовувати їх можна тими ж способами, що і тверді: суцільним розподілом по поверхні грунту перед оранкою, культивацією і боронуванням, при посіві, а також в підгодівлі - при міжрядної обробці просапних або поверхнево на культурах суцільного посіву. Сложносмешанние гранульовані добрива готують змішуванням простих і складних порошкоподібних добрив (амофосу, простого або подвійного суперфосфату, аміачної селітри або сечовини, хлористого калію) в барабанному грануляторі з додаванням аміаку для нейтралізації вільної кислотності суперфосфату і фосфорної кислоти (або амофосу) для збагачення суміші фосфором. Випускаються в промисловому масштабі в нашій країні складно-змішані гранульовані добрива мають наступний склад: 10: 10: 10; 12: 8: 12; 10: 10: 15; 9: 17: 17. Загальний вміст поживних речовин у них від 30 до 45%. До складу складних твердих і рідких добрив у процесі їх виробництва можуть бути введені і мікроелементи, а також гербіциди і отрутохімікати.