Промышленное удобрение, содержащее элементы питания для растений в виде неорганического соединения, называют минеральным удобрением. Группу этих удобрений можно разделить на макро- и микроудобрения. Первые являются прямыми, вносятся и расходуются большой массой, вторые — косвенные и являются катализаторами биохимических реакций в растении и применяются в небольших дозах.
Микроудобрение это минеральное удобрение, действующим веществом которого является микроэлемент. Микроэлемент это химический элемент, содержащийся в растениях и почве в количестве не более тысячных долей в расчете на сухое вещество. Хотя микроэлементы содержатся в растениях в очень малых количествах, однако ни один из этих элементов нельзя заменить другим. При недостатке в питании этих микроэлементов растения заболевают, дают низкий урожай. Микроэлементы влияют на всхожесть семян, рост и развитие всходов, на качество урожая, на устойчивость к неблагоприятным условиям среды. В качестве микроудобрений в практике применяют бор, марганец, медь, цинк, молибден и другие.
Бороказывает влияние на развитие клубеньковых бактерий. Его недостаток ощущается особенно остро на подзолистых почвах. Борные удобрения применяют в виде борной кислоты, буры, бормагниевого сульфата. Бор способствует передвижению питательных веществ по растению, помогает транспортировке крахмала, сахаров. Особенно эффективно влияние соединений бора на плодоношение. С помощью борных соединений можно предупредить опадение завязей. Бор особенно нужен молодым растениям. Без него задерживается рост всех органов, прекращается нормальное развитие почек, стеблей, корней. Если в почве нет бора, у растения в молодом возрасте приостанавливается рост. Нуждаемость в боре не у всех растений одинакова. Зерновые меньше нуждаются в боре, чем корнеплоды и бобовые. Бор повышает сахаристость корнеплодов, устойчивость против бактериальных заболеваний. Лучшие результаты дает применение борных удобрений на дерново-глеевых, вновь осваиваемых землях, перегнойно-карбонатных, дерново-подзолистых, торфяных почвах. Борные микроудобрения применяют для обработки семян, некорневой подкормки растений и вносят в почву перед посевом под плуг. При внесении борных удобрений в почву применяют норму от 0,5 до 2,0 кг/га по ДВ. Можно использовать борные удобрения в посевных рядках вместе с семенами. Перед внесением в почву борные удобрения предварительно смешивают с сухой почвой, песком или золой. Внесение борных удобрений в почву не всегда дает благоприятные результаты, так как часть удобрений переходит в недоступную для растений форму, часть вымывается осадками и к растению попадает лишь незначительная доля микроудобрений. Поэтому нередко применяют предпосевную обработку семян. При такой обработке семян могут произойти глубокие физико-химические изменения плазмы зародыша, которые и передаются потом взрослому растению. Предпосевная обработка семян требует мало затрат труда и средств, легко и просто осуществима в производственных условиях и эффективна. Обработку семян следует проводить за несколько дней до посева. Для этого их намачивают 20-24 часа (бобовые 6-10 ч) в растворе, содержащем бор, затем расстилают тонким слоем на брезенте и подсушивают на воздухе до нормальной влажности. Высевают обработанные семена обычным способом. Для обработки семян можно рекомендовать 0,01-0,03% растворы борной кислоты (1-3 г борной кислоты на 1 л воды).
В практике часто применяют некорневую подкормку растений растворами удобрений. Наиболее важные процессы обмена веществ происходят в зеленых листьях, введение микроэлемента в растение через листья может благотворно сказаться на росте и развитии растений. Хорошие результаты дает опрыскивание во время вегетации перед цветением и в период цветения. Хорошо повторить опрыскивание растворами микроэлементов еще дополнительно 2-4 раза с интервалами от 5 до 14 дней в зависимости от погодных условий, состояния растения. Концентрация раствора зависит от вида микроудобрения. Некорневое питание лучше проводить ранним утром, если день не солнечный, либо в конце дня, перед заходом солнца. Если погода сухая, необходимо через несколько дней после опрыскивания провести дождевание растений, чтобы улучшить усвоение микроэлементов растениями.
Медь входит в состав многих важных ферментов и оказывает влияние на образование в растениях белка и хлорофилла. Сильно страдают от медного «голодания» плодовые деревья. На верхушках побегов листья у них приобретают уродливую форму, постепенно буреют и преждевременно опадают. На коре больших побегов
появляются трещины и вздутия. К середине лета побеги отмирают. Под действием меди повышается сахаристость, урожайность культур, засухоустойчивость и морозостойкость растений. Медные удобрения рекомендуется вносить один раз в 3-4 года. Пиритные огарки смешивают с минеральными удобрениями в дозах 5-8 ц/га. Вносят перед зяблевой вспашкой или весной за 10-12 дней до посева
при помощи сеялки или вразброс. Медный купорос заделывают в почву из расчета 25 кг/га. Для предпосевной обработки семян готовят растворы 0.001-0,01% концентрации медного купороса. Для некорневой подкормки в 1 л воды растворяют 0,2—0,5 г медного купороса.
Соединения марганца помогают дыханию растений, усиливают важнейший процесс в зеленых листьях — фотосинтез. Соединения марганца улучшают также обмен веществ, способствуют образованию и передвижению сахаров, усиливают активность многих ферментов. Марганцевые удобрения применяют на нейтральных и слабощелочных почвах, а также на почвах торфянистых, содержащих большое количество слаборазложившегося органического вещества. Резкий избыток этого элемента часто бывает на кислых почвах, что вредно для растений. В качестве марганцевых удобрений можно применять сернокислый марганец, марганцевый шлам, марганцевый суперфосфат. При внесении в почву рекомендуется в паровое поле и под зяблевую вспашку запахивать шламов 2-3 ц на 1 га, сернокислого марганца 10-15 кг/га, марганцевого суперфосфата 0,5-2,0 ц/га. Для предпосевной обработки семян готовят 0,03-0,05%-ный растворы сернокислого марганца. Некорневую подкормку производят раствором сернокислого марганца концентрацией 0,1 - 1 % по действующему веществу.
Цинк влияет на фотосинтез и усвоение растениями
углекислого газа. Входит в состав дыхательного фермента
карбоангидразы, способствует накоплению витамина С, увеличивает содержание углеводов в. листьях и стеблях растений, повышает устойчивость к морозам, засухе, к вредному влиянию солей, положительно влияет на развитие многих почвенных микроорганизмов, резко снижает заболевание злаковых растений головней. Меньше всего цинка в карбонатных почвах и почвах, имеющих реакцию, близкую к нейтральной. В кислых почвах цинк более подвижен, чем в нейтральных и слабощелочных. Недостаток цинка для растений проявляется в песчаных, супесчаных почвах, а также в некоторых вновь осваиваемых малоплодородных и старых паханых почвах. В качестве цинковых удобрений можно использовать сульфат цинка, окись цинка, полимикроудобрение (ПМУ-7). Для внесения в почву берут 3-5 кг цинка на 1 га. Для предпосевной обработки применяют 0,02-0,05%-ный раствор сульфата цинка или опудривают семена растений цинкосодержащим полимикроудобрением. При некорневой подкормке готовят раствор из сернокислого цинка 0,025-0,5 г на 1 л воды.,
Молибден.Этот препарат положительно влияет на развитие клубеньковых бактерий, помогает бактериям усваивать азот из воздуха. Молибден принимает активное участие в белковом обмене. При недостатке молибдена листья у клевера и люцерны вырастают мелкие, черешки приобретают красноватый оттенок. При сильном голодании края листьев делаются вялыми, скручиваются, становятся красновато-коричневыми и вянут. При внесении молибденовых удобрений повышается урожай семян, улучшается его качество, так как увеличивается содержание белковых веществ, витаминов. Молибденом бедны песчаные, железистые почвы. Потребность растений в молибденовых удобрениях обычно проявляется на кислых почвах, имеющих рН ниже 5,2. При внесении извести увеличивается подвижность молибдена в почве и поступление его в растения. Наиболее эффективна предпосевная обработка семян небольшим количеством раствора молибдата аммония или молибдата аммнония натрия — 25 г молибдена на гектарную норму семян. Указанное количество молибдена содержится в 50 г молибдата аммония или в 8 г молибдата аммония натрия. Молибден можно применять для некорневой подкормки растений. При этом берут 0,02%-ный раствор молибдата аммония — 50-100 г элемента на 1 га.
Кроме перечисленных выше, имеется еще много микроэлементов, опыты, по применению которых в сельском и лесном хозяйстве, продолжаются.
Макроудобрения это химические соединения, содержащиеся в растениях и почве в количестве от нескольких процентов до их сотых долей в расчете на сухое вещество.
В питомниках и при выращивании лесных культурах широко применяют минеральные промышленные макроудобрения. В настоящее время химическая промышленность выпускает около 30 наименований минеральных удобрений. Необходимость производства минеральных удобрений объясняется тем, что с урожаем из почвы выносится значительное количество питательных веществ, из которых лишь часть может быть возвращена в почву в составе органических удобрений. К этому же нужно добавить потери вследствие вымывания, улетучивания в виде газов или фиксации питательных веществ и перевод их в недоступную для растений форму. Выращиваемые в севообороте азотофиксирующие бобовые растения и освобождение питательных веществ почвой, не могут покрыть дефицит питательных веществ. Применение органических удобрений таких, как навоз, ограничено спецификой выращивания древесных растений. Только внесение дополнительных питательных веществ в виде минеральных удобрений позволяет возместить вынос с урожаем и потери питательных веществ из почвы, а это положительно сказывается на плодородии почвы. Промышленные минеральные удобрения представлены азотными, фосфорными и калийными.
Азотные удобрения. Азот является обязательной составной частью белка, входит в состав молекулы хлорофилла, многих витаминов. Азотное голодание растений отрицательно сказывается на их росте. Азот растениями усваивается в нитратной (О3-) и в аммонийной форме (NH4+). Для производства азотных удобрений используют аммиак и азотную кислоту, которые синтезируют из атмосферного азота или утилизируют из отходящих газов различных производств. В зависимости от формы азота в туках азотные удобрения делят на нитратные (селитры), аммиачные, аммонийные, аммонийно-нитратные и амидные.
Нитратные удобрения содержат азот в нитратной форме NO3. Они хорошо растворяются в воде, не поглощаются почвой, легко вымываются водой, растениями хорошо усваиваются. Нитратные азотные удобрения физиологически щелочные, при поглощении растениями азота в виде нитратного иона NO3 большая часть оснований NaOH остается в почве и смещает реакцию почвенного раствора в щелочную сторону.
Аммонийные удобрения содержат азот в аммонийной форме (NH4+). В противоположность нитратным формам аммонийные удобрения хорошо поглощаются почвой. Это предохраняет их от вымывания даже при осеннем внесении. Эти удобрения относятся к физиологически кислым удобрениям.
Аммиачные удобрения содержат N в аммиачной форме (НN3), хорошо закрепляются в почве, при достаточном содержании воды в почве разлагаются на ионы аммония и гидроксила. Поглощение аммония и повышение кислотности почвы происходит в зоне шириной 6-12 см от места внесения аммиачного удобрения. В этой зоне гибнут многие почвенные организмы, и почва частично стерилизуется. При температуре выше 10°С через 4-7 недель после внесения удобрения примерно половина аммиака превращается в нитраты. Благодаря нитрификации, кислотность в зоне внесения снижается до значения, более низкого, чем перед удобрением аммиаком. Такие колебания рН могут благоприятно влиять на мобилизацию почвенных фосфатов и микроэлементов.
Аммонийно-нитратные удобрения содержат азот в аммонийной и нитратной формах.
Амидные удобрения содержат азот в амидной форме (NH2). В ходе
гидролиза азот этой группы переходит в аммонийную (NH4) и в нитратную форму (NO3). При нормальных условиях в умеренном климате это превращение происходит быстро под действием почвенных микробов, по эффективности амидные удобрения не уступают аммонийным и нитратным. По физическому состоянию азотные удобрения бывают твердые, жидкие и невымываемые (медленно действующие).
Использование азота минеральных удобрений и его потери зависят от способа и условий применения. От 30 до 60% азота минеральных удобрений непосредственно поглощается растениями, а остальные 20-40% иммобилизуются и фиксируются. Однако, благодаря внесению азота минеральных удобрений мобилизуется азот из почвенных запасов. Общее количество азота, поступающего в распоряжение растений непосредственно из удобрений, а также благодаря его мобилизующему действию на почвенные запасы, составляет 50-90% от количества азота, внесенных минеральных удобрений. В настоящее время использование азота минеральных удобрений в среднем считают равным 70%. Из этого количества более 90% эффективно действует в год внесения, а остаток — в следующий год. На тяжелых почвах доля, используемая на следующий год, может составлять 25%. Важнейшие процессы, способствующие потерям азота, это вымывание, денитрификация, освобождение газообразного аммиака. Освобождение аммиака происходит в сильной степени, когда соли аммония и мочевину вносят на поверхность нейтральной или щелочной почвы, когда физиологически щелочные удобрения применяют на кислых почвах, когда безводный аммиак впрыскивают неглубоко в почву, когда мочевину разбрасывают по поверхности почвы в сухую погоду.
Вымывание азота из почвы зависит от погодных условий. После мягкой, богатой осадками, зимы из легких почв вымывается весь нитратный азот. Напротив, в засушливые холодные зимы запасы нитратов предшествующего года в значительной степени сохраняются в почве. Потери азота можно сократить, если азотные удобрения правильно применять по времени и количеству, чтобы они быстро использовались растениями. Заделывание азотных удобрений в почву или впрыскивание их на доступную глубину способствует предотвращению улетучивания аммиака. При хорошем дренаже и аэрации почвы, ограничивающих денитрификацию, если не применять больших доз аммиака, поскольку при этом существенно усиливается денитрификация, также можно сократить потери азота.
Азот поглощается растениями на протяжении всего вегетационного периода, однако, наибольшая потребность в нем создается во время интенсивного роста. Поэтому азотные удобрения необходимо вносить с таким расчетом, чтобы ко времени роста растения в зоне распространения корневой системы находилось достаточно аммония или нитратов. Амидные удобрения рекомендуется применять задолго до начала интенсивного роста растений, так как эти удобрения должны пройти процесс аммонификации. При теплой весне на быстро подсыхающих почвах азотные удобрения вносят раньше, чем при холодной, богатой осадками, а также на почвах, длительно остающихся сырыми, так как в таких условиях задерживается начало вегетации, Весной при раннем удобрении азотом почв с малой емкостью поглощения наблюдаются большие потери азота вследствие вымывания обильными осадками. На почвах со средней емкостью поглощения обильные осадки вымывают азот удобрений в глубокие горизонты, где он становится доступен растениям в тот период, когда они образуют более сильную корневую систему. По снегу разбрасывать азотные удобрения нельзя, так как азот теряется с талыми водами. На почвах с большой емкостью поглощения аммиачные азотные удобрения применяют с осени, когда температура почвы ниже 10°С. Азот в форме аммония поглощается и не нитрифицируется до легко вымываемых нитратов. На почвах с малой емкостью поглощения осеннее внесение азотных удобрений не рекомендуется, так как он теряется в больших дозах. Поверхностное внесение удобрений без заделки при засухе неэффективно, так как корни растений получают азот поздно. При влажной погоде азотные удобрения быстро растворяются и переносятся в зону роста корней.
Твердые азотные удобрения в больших дозах вносят ниже посевного рядка или в сторону от него на 5 см для предотвращения повреждения корневой системы проростков.
Жидкие азотные удобрения вносят на глубину 12-16 см и заделывают в почву с тем, чтобы предотвратить потери азота в виде аммиака. Между зонами инъекции расстояние должно быть 20-25 см, что позволяет равномерно распределять удобрение по площади. В посевах и посадках жидкие азотные удобрения впрыскивают в почву на расстоянии 15-30 см от растения.
Некорневая подкормка производится, в основном, мочевиной, она не повреждает ткани растений, хорошо растворяется и быстро проникает в листья. Уже через 4-5 часов после опрыскивания, мочевина проникает в листья, где разлагается уреазой на аммоний и углекислоту. Аммоний связывается органическими кислотами и используется для построения белка. Для корневой подкормки раствор мочевины готовится концентрацией от 1 до 3% по чистому азоту. Наиболее эффективно применение азотных удобрений по фосфорно-калийному фону, а на дерново-подзолистых почвах — при известковании кислых почв.
Фосфорные удобрени я. Удобрения, в которых действующим веществом является Р2О5, принято называть фосфорными удобрениями. Фосфор — распространенный в природе элемент. Общего фосфора в почве в пересчете на Р2О5 содержится 0,1-0,2%. Он находится в виде органических и неорганических соединений.
Неорганические соединения находятся в почве в виде кальциевых фосфатов и фосфатов полуторных окислов железа и алюминия. Первых больше в карбонатных и нейтральных почвах (сероземы, каштановые, черноземы), вторых — в кислых подзолистых и заболоченных почвах. Количество усвояемых фосфатов составляет 5-10% общего фосфора почвы.
Органические фосфорные соединения почвы недоступны для растений, поэтому в качестве фосфорных удобрений применяют минеральные соли фосфорной кислоты. При внесении минеральных удобрений необходимо учитывать коэффициент использования фосфорных удобрений. В год внесения из фосфорных удобрений используется 20-25% фосфора, а за 2-3 года примерно 40%. Однократное внесение больших доз удобрений оказывает длительное последействие. Слабое использование фосфорных удобрений в год их внесения вызывается тем, что фосфорные соединения находятся в почве в неподвижной форме и поэтому не могут быть полностью поглощены корнями растений. Крайне малая подвижность в почве фосфатов позволяет считать, что они не вымываются из почвы. Содержание и перемещение воды в почве влияет на подвижность фосфора, от этого зависит и скорость перемещения вносимых фосфатов к корням.
Сильная фокусирующая способность почв в отношении фосфора позволяет фосфорные удобрения применять один раз в 2-3 года, чаще всего вместе с калием, осенью по стерне или после лущения с заделкой удобрений при осенней вспашке. Ранней весной фосфор вносят вместе с азотом на легких почвах. Растворимые фосфорные удобрения зимой в запас не рекомендуется вносить на промерзшую покрытую снегом почву, так как при снеготаянии они могут быть унесены поверхностным стоком. Фосфорные удобрения можно вносить вразброс вместе с семенами, лентой или рядком вблизи семян. Гранулированные удобрения применяют вместе с семенами. Рядковое и ленточное внесение удобрений применяется при использовании водорастворимых фосфорных удобрений. Размещаются они на расстоянии 3-4 см с обеих сторон от рядка и на 5-10 см ниже его. Для умеренно и труднорастворимых фосфорных удобрений желательно хорошее перемешивание с почвой, поэтому их вносят вразброс с последующей заделкой в почву. Растения способны поглощать фосфор листьями. Для предотвращения повреждения листьев растворы для внекорневой подкормки не должны превышать 0,2% концентрации. Вследствие низкой концентрации растворов подкормки нужно повторять через каждые две недели. Чаще всего подкормки не эффективны, так как применяются в период полного облиствления, а потребность в фосфоре у растений особенно велика в начале роста и развития.
Калийные удобрения. Действующим веществом этих удобрений является калий (К2О). Калий поглощается растениями из почвенного раствора или поглощающего комплекса. Содержание калия в почве колеблется в пределах 0,2-0,3%. В торфянистых, лесных гумусовых и кварцево-песчаных почвах его меньше (0,05—0,04%), в щелочных — до 7%.
Все калийные удобрения делят на три группы: концентрированные, сырые соли и смешанные калийные удобрения. Калийные соли хорошо растворяются в воде. В почве они притягивают влагу, растворяются и образуют вначале насыщенный раствор. Этот раствор в результате диффузии и перемещения почвенной водой разносится вокруг, все более разбавляясь. Калийные соли не гидролизуются, поэтому при взаимодействии их растворов с почвенными компонентами не происходит обменных реакций, обусловленных сильными изменениями рН. Часть внесенного калия остается в почвенном растворе и является непосредственно доступной для растений. Остальная часть реагирует с поглощающим комплексом почвы и адсорбируется в обмен на другие катионы.
Благодаря хорошему удержанию калия большинством почв удобрение калием может проводиться не ежегодно. Периодическое внесение удобрений раз в 2-3 года проводится вместе с фосфором. Однако при этом нужно учитывать некоторые особенности калия.
Так, высокие нормы калия следует вносить лишь на почвах
с высокой поглотительной способностью. На песчаных почвах наблюдаются большие потери калия в связи с его вымыванием. Большие дозы калия на почвах с высокой поглотительной способностью следует применять в конце лета или осенью под зяблевую вспашку. Недопустимо разовое внесение калия в дозе более 400кг/га, так как в почве появляется избыточное содержание калия. При осеннем удобрении почвы калийными солями происходит равномерное распределение больших доз калия в пахотном горизонте, осенью ионы хлора сильнее вымываются из верхнего горизонта. На промерзшую почву калийные удобрения не вносят, так как может произойти смыв и потери. Сложные удобрения хорошо растворимы, поэтому при рядковом или ленточном способе вносить их в почву надо осторожно. Совместный высев семян и калийных удобрений комбинированной сеялкой недопустим, расстояние между семенами и рядком удобрений должно быть не
менее 4-5 см. Опрыскивание листьев растворами только
калийных удобрений нельзя применять. Для некорневой подкормки наиболее подходит нитрат калия концентрацией раствора 1,5-2%.
Хранение минеральных удобрений и меры безопасности при работе с ними. Большая часть минеральных удобрений водорастворима. При неправильном хранении значительная часть питательных веществ вымывается. Например, при хранении простого суперфосфата без навеса в удобрении остается гипс, фосфор вымывается. Основная часть питательных веществ таких удобрений, как селитра, мочевина, сульфат аммония, хлористый калий, калийная соль и других водорастворимых удобрений, теряется при неправильном хранении. При этом ухудшаются физические свойства удобрений, они слеживаются, теряют сыпучесть, а это затрудняет внесение их в почву и равномерное распределение по поверхности земли. Например, порошковидный суперфосфат на земле быстро увлажняется и превращается в плотную сырую массу, которую нужно сушить и дробить перед применением. Аммиачная селитра быстро поглощает воду, а при высыхании превращается в твердую массу. Поэтому в каждом хозяйстве необходимо иметь типовые склады. На всю высоту засыпки удобрений стены склада покрывают тонким слоем асфальта или битумной смолы. Крыша должна быть деревянной или толевая, но не железная, так как она быстро ржавеет и разрушается. Для разных удобрений устраивают отдельные секции. Минеральные удобрения, поступающие в заводской таре, аккуратно укладывают в штабеля. Мешки кладут крест-накрест. Над каждой секцией, а в секции над каждым отделением, вывешивают этикетки с указанием вида и формы удобрений, содержание в нем питательных веществ. Селитры нельзя хранить вместе с легковоспламеняющимися материалами, с орудиями, во избежание ржавчины металлических изделий. Воспрещается занимать склады минеральных удобрений другими материалами. Склад должен быть удален от жилых и производственных построек, его следует обнести заборам для предупреждения отравления птиц и животных.
Особое значение при работе с минеральными удобрениями имеет охрана труда. На организм человека вредное воздействие оказывают соли фосфорной, и азотной кислот. Пары аммиака ядовиты и вызывают раздражение дыхательных путей, слизистой оболочки глаза. Брызги безводного аммиака и аммиачной воды, попадая на кожу, могут вызвать ожоги. Фосфорная, доломитовая и известковая мука, попадая на слизистые оболочки и влажную кожу, вызывают раздражение верхних дыхательных путей, конъюнктивит глаз, сухость кожи и т. д. Раздражающим действием обладают калийные удобрения, хлористый аммоний, цианамид кальция.
Лица, работающие с минеральными удобрениями, должны пройти медицинский осмотр. К работе с минеральными удобрениями допускают лиц после прохождения инструкции по технике безопасности.
Беременные женщины, ослабленные, больные люди, подростки до 18 лет к работе с минеральными удобрениями не допускаются. Запрещается работать с известковыми, гипсосодержащими материалами, с фосфоритной мукой людям, страдающими хроническими заболеваниями кожи, носоглотки, дыхательных путей и легких. Следует учитывать, что резиновая обувь и перчатки повышают потливость кожи и усиливают раздражительное действие минеральных удобрений.
При работе с пылящими удобрениями рекомендуется использовать хлопчатобумажные ткани с кислотоотталкивающим покрытием. Для работы со щелочными минеральными удобрениями применяют спецодежду из хлопчатобумажных и льняных тканей с водоотталкивающим покрытием, устойчивым к воздействию щелочей. Склады должны быть обеспечены всеми средствами для огнетущения.