Содержание элементов питания в смешанных удобрениях

08.09.2012

Содержание элементов питания в смешанных удобрениях резко изменилось в течение периода с 1880 по 1940 г., в 1880 г. средний состав удобрений был 2,3-8,9-2,2; в 1939-1940 г. - 3,6-9,5-6,2 и в 1943 военном году - 3,20-9,90-7,20. Содержание фосфорной кислоты в смешанных удобрениях колебалось в среднем от 9,1 до 9,9%; среднее содержание азота возрастало, и в настоящее время оно примерно на 30% выше, чем в 1880 г.; содержание К2О за этот период также увеличилось с 2,2 до 7,2% . По-видимому, повышение содержания азота и калия в смешанных удобрениях произошло благодаря росту производства и снижению стоимости этих удобрений. Содержание азота в смешанных удобрениях или использование азота в односторонних удобрениях, по всей вероятности, будет продолжать повышаться. Содержание калия будет также увеличиваться, особенно в тех районах, где большие площади заняты кормовыми культурами.

Общее содержание элементов питания в смешанных удобрениях увеличилось с 13,4% в 1880 г. до 20,3% в 1943 г.
Качественный состав смешанных удобрений постоянно меняется. В табл. 186 представлены данные, характеризующие источники азота, фосфора и калия, входящие в состав смешанных удобрений в различные периоды времени. Содержание Р2О5 в суперфосфате, входившем в состав смешанных удобрений, было: в 1880 г. - 12,5%, в 1910 г. - 16% и в 1937 г. - 19%. По-видимому, одновременно с повышением содержания фосфорной кислоты в суперфосфате уменьшалось количество сернокислого кальция.

В 1880 г. азот, входивший в смешанное удобрение, на 90% состоял из рыбьего тука и на 10% из натриевой селитры. В 1910 г. равные количества азота были взяты из сульфата аммония, натриевой селитры и хлопкового жмыха. В 1937 г. 12,5% азота составляла натриевая селитра, 15% - кровяная мука и 72,5% - аммиак, сульфат аммония и мочевина. Во время второй мировой войны натриевую селитру совершенно не использовали для приготовления смешанных удобрений. Для устранения физиологической кислотности некоторых азотных удобрений в состав смешанных удобрений стали вводить доломит, целесообразность которого сомнительна.
В начале развития производства смешанных удобрений азот включали главным образом в форме органических материалов, но в настоящее время они дают только незначительную часть азота. На большинстве почв замена минеральных форм азота органическими имеет явное преимущество. Относительное уменьшение количества натриевой селитры в смешанных удобрениях, происшедшее после 1910 г., понизило их ценность для многих культур.
В 1880 г. в состав смешанных удобрений калий входил главным образом в форме каинита (12,4% К2О), в 1940 г. - в форме сырых калийных солей (20% К2О) и в 1937 г. - в форме хлористого калия (62% К2О). В каините и сырых калийных солях примесь представлена в основном хлористым натрием. Последний имеет удобрительную ценность для многочисленных культур на многих почвах. Поэтому уменьшение количества хлористого натрия в смешанных удобрениях понизило их удобрительную ценность для тех почв, где растения хорошо отзываются на него.
Сухие смешанные удобрения изготовляют путем смешивания суперфосфата и сульфата аммония с калием (или без него) и с другими видами удобрений. Монокальцийфосфат суперфосфата вступает в реакцию с сульфатом аммония, в результате чего образуются сернокислый кальций и фосфат аммония. Сернокислый кальций поглощает воду, и удобрение становится твердым. Поглощение свободной воды из смеси при этих реакциях делает смесь сухой. Теоретически эта реакция идет до конца в том случае, когда 100 кг сульфата аммония смешивают с 1 т суперфосфата. Происходящие при этом изменения называют созреванием.
После созревания и размола к смешанным удобрениям добавляют другие вещества, чтобы получить требующийся состав удобрения. Если бы все удобрения были смешаны, упакованы и отправлены до созревания, то смешанное удобрение поступило бы на ферму в виде твердых комьев.
Влажную смесь физиологически щелочных удобрений изготовляют путем смешивания низкопроцентных азотсодержащих органических веществ, например городских кухонных отбросов, с фосфоритной мукой до обработки последней серной кислотой для получения суперфосфата. Серная кислота переводит часть азота в более усвояемую форму.
Аммонизацию суперфосфата стали применять после того, как начали производить синтетический аммиак. Аммиак реагирует с суперфосфатом, образуя фосфат аммония, сульфат аммония, дикальцийфосфат и менее доступные трикальцийфосфат и новообразовавшийся фосфорит. Несмотря на то, что суперфосфат может поглотить 6,5-7,5% азота в форме аммиака, по-видимому, следует ограничиваться лишь тем количеством аммиака, какое требуется для нейтрализации свободной фосфорной кислоты.
Для ускорения процесса изготовления суперфосфата часто добавляют избыток серной кислоты. Последний реагирует с монокальцийфосфатом, образуя сернокислый кальций и свободную фосфорную кислоту. Свободная фосфорная кислота ухудшает физические свойства суперфосфата и разъедает тару. При добавлении аммиака к суперфосфату прежде всего происходит превращение свободной фосфорной кислоты в фосфат аммония. Это изменение придает суперфосфату хорошие физические свойства. Если суперфосфат продают в чистом виде, то для нейтрализации свободной фосфорной кислоты можно использовать доломит.
Аммиак транспортируют в вагонах-цистернах в виде аммиакатов натриевой селитры, мочевины или аммиачной селитры. Аммиак можно транспортировать и в чистом виде - в водном растворе - или в виде сжатого газа. Но аммиакаты указанных выше удобрений развивают меньшее давление, чем водный раствор чистого аммиака или сжатый газ. Благодаря высокой концентрации азота в азотных растворах перевозка его в таком виде обходится очень дешево.
В настоящее время суперфосфат содержит 19% Р2О5; калийные удобрения- 62% К2О; азотные удобрения - до 82% азота, что позволяет изготовлять высококонцентрированные удобрения. Низкопроцентное смешанное удобрение (табл. 187) содержит 685 кг азотных, фосфорных и калийных удобрений. Совершенно ясно, что в 1 т смешанного удобрения можно ввести на 50% больше питательных веществ за счет исключения наполнителя и доломита. Высокопроцентное смешанное удобрение должно быть дешевле и, вероятно, так же эффективно, как и низкопроцентное удобрение; имеющаяся в низкопроцентных удобрениях примесь гипса к суперфосфату в высокопроцентных удобрениях отсутствует.

Первые смешанные удобрения были щелочными; в настоящее время выпускают физиологические кислые удобрения, если только в них не вводится доломит для нейтрализации кислотности. Первые смешанные удобрения были щелочными, так как в них вводился азот в виде натриевой селитры или рыбьего тука. К 1907 г. увеличилось производство сульфата аммония - самый кислый из широко распространенных источников азота - и смешанные удобрения стали нейтральными; а в 1932 г. для нейтрализации кислотности смешанного удобрения уже понадобилось добавление углекислого кальция в количестве 75 кг на 1 т.
К смешанным удобрениям лучше добавлять доломит, чем негашеную известь, так как он менее растворим, вызывает меньшие потери аммиака и меньшую ретроградацию фосфора. Преимущество доломита перед негашеной известью в нейтрализации кислых удобрений может быть также объяснено содержащимся в нем магнием. Применение удобрений с высоким содержанием серы приводит к недостатку магния вследствие высокой растворимости сернокислого магния. Концентрацию приведенного выше удобрения состава .4-8-4, содержащего доломит, можно довести до 5-10-5, уменьшив в нем количество наполнителя и соответственно увеличив содержание односторонних удобрений. Путем замены простого суперфосфата тройным и удвоения количества других односторонних удобрений можно довести концентрацию удобрений до 8-16-8.
При замене простого суперфосфата тройным единственное изменение в составе смешанного удобрения состоит в устранении примеси сернокислого кальция, находившегося в простом суперфосфате. Сернокислый кальций обеспечивает растения кальцием и серой и не оказывает влияния на кислотность почвы. Введение в смешанные удобрения серы с сульфатом аммония, а с доломитом-кальция и магния может вполне заменить сернокислый кальций простого суперфосфата. Очевидно, так можно приготовить удобрение состава 8-16-8, равное по удобрительной ценности двойному количеству удобрения состава 4-8-4.
Сравнительная стоимость низкопроцентных и высокопроцентных смешаных удобрений показана на рис. 50. Во всех этих удобрениях соотношение между элементами питания равно 1-2-1, а концентрация их изменяется от 4-8-4 до 10-20-10. Совершенно очевидно, что стоимость материалов, из которых приготовлены смешанные удобрения, изменяется очень мало. Экономия на высокопроцентном удобрении достигается за счет уменьшения затрат на смешивание, тару и распределение. Как подчеркивается в следующей главе, доход от вложения определенной суммы денег в высокопроцентные удобрения вместо низкопроцентных будет значительно больше, чем экономия от покупки последних.

Экономию от использования высококонцентрированных удобрений можно высчитать, пользуясь любым прейскурантом цен на удобрения. При уменьшении общего веса закупаемых удобрений на 1 т за счет приобретения более концентрированных удобрений фермер экономит около 11,00 долл. Это примерно равно затратам на доставку 1 т удобрения с тукового завода на ферму. Стоимость доставки 1 т «удобрения на ферму можно рассчитать, пользуясь следующим прейскурантом цен:

Разница в 2% азота в 1 т удобрения стоит 4,40 долл., или 2,20 долл. за 1% азота в 1 т удобрения.

Разница в 4% К2О в 1 т удобрения стоит 3,10 долл., или 0,77 долл. за 1% К2О в 1 т удобрения.

Разница в 4% Р2О3 в 1 т удобрения стоит 3,30 долл., или 0,83 долл. за 1% Р2О5 в 1 т удобрения. Применив стоимость азота, Р2О5 и К2О к 1 т удобрения состава 4-8-4, получаем следующие данные:

Вычтя 18,52 долл. из 28,90 долл., получим, что стоимость доставки 1 т удобрения на ферму составляет 10,38 долл. В стоимость доставки 1 т удобрения на ферму включены расходы на тару, этикетки, оплату труда, накладные расходы, прибыль, фрахт, торговые наценки и т. д. Приведенные выше цены показывают, что 2 т удобрения состава 6-12-6 можно купить на 10,38 долл. дешевле, чем 3 т удобрения состава 4-8-4, причем в обоих случаях будет приобретено одинаковое количество азота, фосфора и калия.
Качество фосфора в концентрированных смешанных удобрениях может оказаться более высоким благодаря тому, что при современном методе определения усвояемого фосфора в удобрениях для аммонизации суперфосфата в концентрированных удобрениях может быть использовано меньше аммиака. Введение в суперфосфат более 2% аммиака понижает его ценность. Поэтому в отношении качества фосфора высокопроцентные удобрения могут быть более эффективными, чем низкопроцентные.
Низкопроцентные удобрения удобны для фермера тем, что современные туковые сеялки легче устанавливать на высев малых количеств питательных веществ из низкопроцентных, чем из высокопроцентных удобрений.
Выяснилось, что физические качества удобрения изменяются в течение дня, и поэтому нужно постоянно регулировать туковый высевающий аппарат. Ранним утром, когда воздух влажный, некоторые удобрения поглощают влагу из воздуха и высеваются медленнее. Если туковая сеялка отрегулирована на норму высева удобрений ранним утром, то позже, когда температура повысится и удобрения пойдут из сеялки быстрее, норма высева удобрения может увеличиться.
Некоторые удобрения жадно поглощают воду из воздуха и могут настолько насытиться ею, что перейдут в раствор, в то время как другие удобрения не поглощают воду из воздуха. Кальциевая селитра, аммиачная селитра, кальнитро и мочевина поглощают воду из воздуха, становясь влажными и липкими, и они могут поглотить такое количество воды, что перейдут в раствор и будут вытекать из обыкновенных мешков.
Если удобрения поглощают воду при высокой влажности воздуха и теряют ее при понижении влажности, то кристаллы удобрений увеличиваются в размере и склеиваются вместе, удобрение уплотняется и при высыхании сильно затвердевает. Изменение температуры при наличии влаги вызывает переход некоторых удобрений из твердого в жидкое состояние и обратно, в результате чего кристаллы склеиваются и удобрения затвердевают. При выпуске с завода смешанные удобрения обычно имеют хорошие физические свойства.
При добавлении к смешанным удобрениям таких порошковидных органических веществ, как хлопковый жмых или кровяная мука, последние обволакивают каждую частицу минеральных удобрений тонкой оболочкой, что предохраняет от образования комьев. Если эти органические вещества смешивают с сульфатом аммония и другими аммиачными удобрениями перед добавлением к ним известняка, томасшлака или доломита, то потери аммиака сильно уменьшаются. Таким образом, эти органические вещества дают некоторое количество азота, фосфора и калия, уменьшают образование комков и потери аммиака.