Агрохимия

Контрольная работа

По дисциплине: «Агрохимия»

ПЛАН:

Роль химической способности в связи с применением водорастворимых фосфорных удобрений.

Динамика поступления фосфора в растения. Полурастворимые фосфорные удобрения, их применение.

Сернокислые калийные удобрения, их взаимодействие с почвой и растениями, особенности применения.

Солома и сапропель. Мероприятия по усилению их эффективности.

1. Роль химической способности в связи с применением водорастворимых фосфорных удобрений

Фосфорные удобрения в зависимости от растворимости и доступности для растений подразделяют на три группы.

Удобрения, содержащие фосфор в водорастворимой форме -- суперфосфат простой и суперфосфат двойной. Фосфор из этих удобрений легко доступен растениям.

Удобрения, фосфор которых не растворим в воде, но растворим в слабых кислотах (2%-ной лимонной кислоте) или в щелочном растворе лимоннокислого аммония,-- преципитат, томасшлак, термофосфаты, обесфторенный фосфат. Фосфор в этих удобрениях находится в доступной растениям форме.

Удобрения, не растворимые в воде, и плохо -- в слабых кислотах, полностью растворимые только в сильных кислотах, --фосфоритная мука, костяная мука. Это более труднодоступные источники фосфора для растений.

В данном разделе разберем водорастворимые удобрения.

Источник получения фосфорных удобрений -- природные фосфорсодержащие агроруды (фосфориты и апатиты), а также богатые фосфором отходы металлургической промышленности (томасшлак, мартеновские шлаки). Основное значение имеют апатиты и фосфориты.

Фосфорные удобрения производятся путем кислотной и термической переработки фосфатов, они содержат фосфор в виде солей ортофосфорной кислоты. Кроме того, некоторые сложные фосфорсодержащие удобрения получают на основе полифосфорных (суперфосфорных) кислот. В ассортименте фосфорных удобрений, выпускаемых в нашей стране, наибольшая доля приходится на концентрированные формы -- двойной суперфосфат и сложные удобрения -i- аммофос, нитроаммофоску, производство которых постоянно расширяется.

Суперфосфат

Суперфосфат простой получают обработкой размолотого апатита или фосфорита серной кислотой. При действии серной кислоты на фосфатное сырье происходит разложение апатита или фосфорита с образованием водорастворимого однозамещенного фосфата кальция Са(Н₂Р0₄)2 и гипса CaS0₄, не растворимого в воде:

2Ca₅F(P0₄)₃ + 7H₂S0₄ + 3H₂0 - ЗСа(Н₂Р0₄)₂ - Н₂0 = HCaS0₄2HF ; Са₃ (Р0₄)₂ + 2H₂S0₄ + Н₂0 = Са(Н₂Р0₄)₃- Н₂0 + 2CaS0₄

Гипс остается в составе удобрения и занимает около 40% его массы, фосфора в таком суперфосфате почти вдвое меньше, чем в исходном сырье. По этой причине низкопроцентные фосфориты не используют для изготовления суперфосфата. В Советском Союзе для его получения применяют преимущественно апатитовый концентрат, а также более высокопроцентные фосфориты.

Простой суперфосфат из апатита содержит 14--20% усвояемого фосфора в расчете на Р₂0₅. Большая часть фосфора в суперфосфате находится в виде монокальцийфосфата, 5--5,5% массы удобрения содержится в виде свободной фосфорной кислоты. В суперфосфате находится небольшое количество дикальцийфосфата СаНР0₄ -2 Н₂0, а также трикальцийфосфата, фосфатов железа и алюминия. Суперфосфат оценивается по содержанию в нем усвояемого фосфора, то есть растворимого в воде и цитратном растворе (аммиачный раствор лимогшо-кислого аммония). Усвояемый фосфор в суперфосфате составляет 88--98% общего содержания.

Суперфосфат выпускается в виде гранул размером 1--4 мм. Гранулированный суперфосфат обладает хорошими физическими свойствами: не слеживается, сохраняет хорошую рассеваемость. При гранулировании свободная фосфорная кислота нейтрализуется и суперфосфат высушивается, поэтому содержание воды и свободной фосфорной кислоты снижается соответственно до 1--4% и 1--1,5%.

При нейтрализации свободной кислотности суперфосфата аммиаком получают аммонизированный суперфосфат с содержанием азота около 1,5-- 3%.

Двойной суперфосфат в отличие от простого имеет высокое содержание усвояемого фосфора в расчете на Р2О5. --42--49% и не содержит гипса. Фосфор находится в нем в виде водорастворимого монокальцийфосфата Са (Н₂Р04)2- Н₂0 и небольшого количества свободной фосфорной кислоты (2,5--5,0%).

При производстве двойного суперфосфата апатит (или фосфорит) обрабатывают серной кислотой. Ее берут больше, чем при производстве простого суперфосфата, для того чтобы получить не монокальцийфосфат, а фосфорную кислоту, которой затем обрабатывают новую порцию сырья и получают двойной суперфосфат -- Са(Н₂Р04)₂- Н₂0: 2Ca₅F(P0₄)3 +14Н₂Р0₄ + 10Н₂О = 10Ca(H₂PO₄)r H₂0 +2HF Двойной суперфосфат выпускают в гранулированном виде.

Химические и физические свойства, применение и эффективность его такие же, как и простого. Только при удобрении культур, положительно реагирующих на гипс (клевер и другие бобовые), более сильное положительное действие оказывает простой суперфосфат.

В почве фосфор суперфосфата вследствие химического взаимодействия с полуторными окислами, карбонатами кальция и магния (или поглощенным кальцием) превращается в не растворимые в воде фосфаты, менее доступные для растений, т. е. подвергается химическому поглощению, или ретроградации.

На почвах, насыщенных основаниями,-- черноземах и особенно сероземах и других карбонатных почвах -- образуются слаборастворимые фосфаты кальция (октокальцийфосфат и др.).

В кислых дерново-подзолистых почвах и красноземах, содержащих большое количество подвижных форм полуторных окислов, образуются фосфаты алюминия и железа, фосфор из которых слабо доступен для растений. Чем больше содержится в почве подвижных форм полуторных окислов, тем сильнее происходит химическое поглощение фосфора суперфосфата. В результате этого уменьшается использование фосфора растениями и снижается его эффективность.

Фосфор суперфосфата почти полностью закрепляется в месте его внесения и очень слабо передвигается в почве. При внесении до посева в качестве основного удобрения суперфосфат следует заделывать под плуг, с тем чтобы удобрение находилось в более глубоком и постоянно влажном слое почвы, где размещается основная масса деятельных корней растений. Особое значение глубокая заделка суперфосфата имеет в засушливых условиях.

При мелкой заделке суперфосфата основная масса удобрения оказывается в верхнем слое почвы, который быстро высыхает. Корни в этом слое отмирают, поэтому фосфор удобрения хуже используется растениями. Поверхностное внесение его в подкормку без заделки (под зерновые и другие культуры сплошного посева) малоэффективно.

Связывание фосфора суперфосфата в кислых почвах происходит сильнее при более полном контакте удобрения с почвой (разбросное внесение, мелкие размеры частиц), фосфор гранулированного суперфосфата меньше закрепляется почвой, чем порошковидного. На нейтральных и карбонатных почвах фосфор удобрения лучше усваивается при более равномерном распределении в почве и гранулирование суперфосфата существенно не повышает эффективность удобрения.

Закрепление фосфора суперфосфата, особенно гранулированного, в кислых почвах снижается при местном внесении его в рядки или гнезда при посеве, а также при ленточном внесении до посева. Поэтому и эффективность гранулированного суперфосфата на кислых почвах при одинаковых способах внесения (как при разбросанном внесении до посева, так и при местном внесении в рядки или лунки при посеве) значительно выше, чем порошковидного. При рядковом внесении небольшие дозы суперфосфата дают такие же прибавки урожая, как и значительно большие дозы при разбросном допосевном внесении. Это обусловлено снижением химического связывания фосфора вследствие уменьшения площади соприкосновения удобрения с кислой почвой, а также тем, что удобрение размещается вблизи прорастающих семян и обеспечивается питание растений легкодоступным фосфором с самого раннего периода роста. В рядки при посеве зерновых, зернобобовых культур, льна и сахарной свеклы вносится 10--15 кг Р₂0з на 1 га в виде суперфосфата; в лунки при посадке картофеля и овощных культур -- 15--30 кг Р205 на 1 га; при посеве кукурузы -- 4--8 кг Р₂0₅ на 1 га.

Коэффициент использования фосфора из суперфосфата в год его внесения при допосевном его применении вразброс под вспашку составляет 10--15% внесенного количества, а при рядковом внесении возрастает в полтора -- два раза. За 2--3 года коэффициент использования фосфора суперфосфата составляет примерно 40%.

Для получения высокого урожая сахарной свеклы, кукурузы, льна, картофеля, зерновых, овощных и других культур целесообразно сочетать внесение суперфосфата в основном удобрении до посева с внесением небольшой дозы его в рядки или лунки при посеве. При этом создаются хорошие условия питания растений фосфором как в первый период роста за счет рядкового удобрения, так и в последующие периоды за счет основного удобрения, внесенного под плуг. Однако на почвах с высоким содержанием подвижного фосфора или при внесении очень высоких доз фосфорных удобрений до посева применение суперфосфата в рядки при посеве может не давать эффекта.

2. Динамика поступления фосфора в растения. Полурастворимые фосфорные удобрения, их применение

Фосфор -- важный элемент питания растений. Растения потребляют его главным образом в виде анионов Н₂Р0₄"; (или НР0₄²") из солей ортофосфорной кислоты (Н₃Р0₄ ), (а также из солей полифосфорных кислот (после их гидролиза). Поступивший в растения фосфор включается в состав различных органических соединений. Фосфор входит в нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды, участвующие в построении цитоплазмы и ядра клеток. Он содержится в фитине -- запасном веществе семени, который используется как источник фосфора во время прорастания, а также в фосфатидах, сахарофосфатах, витаминах и многих ферментах. В тканях растений присутствуют в небольших количествах также неорганические фосфаты, которые играют важную роль в создании буферной системы клеточного сока и служат резервом фосфора для образования различных фосфорорганических соединений.

В растительной клетке фосфор играет исключительно важную роль в энергетическом обмене, участвует в разнообразных процессах обмена веществ, деления и размножения. Особенно велика рбль этого элемента в углеводном обмене, в процессах фотосинтеза, дыхания и брожения.

Самые разнообразные превращения углеводов в растении начинаются с присоединения фосфорной кислоты к молекулам углеводов или с ее отщепления, то есть с их фосфорилирования или дефосфорилирования. При этом особенно важная роль принадлежит аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ) и другим богатым энергией фосфорным соединениям.

Большая роль фосфора в углеводном обмене обусловливает положительное влияние фосфорных удобрений на накопление сахара в сахарной свекле, крахмала в клубнях картофеля и т. д. Фосфор играет также важную роль в обмене азотистых веществ в растении. Восстановление нитратов до аммиака, образование аминокислот, их дезаминирование и переаминирование происходят при участии фосфора. Этим определяется тесная связь между азотным и фосфорным питанием растений. При недостатке фосфора нарушается синтез белка и уменьшается содержание его в растении.

Фосфора больше всего содержится в репродуктивных и молодых растущих органах и частях растения, где идет интенсивный синтез органического вещества. Из более старых листьев он может передвигаться к зонам роста и использоваться повторно, поэтому внешние признаки его недостатка проявляются у растений прежде всего на старых листьях. В этом случае они приобретают характерный красно-фиолетовый или голубоватый оттенок, иногда темно-зеленую окраску (например, у картофеля). При недостатке фосфора замедляется рост и задерживается созревание растений, снижается урожай и ухудшается его качество.

Растения наиболее чувствительны к недостатку фосфора в самом раннем возрасте, когда их слаборазвитая корневая система обладает низкой усваивающей способностью. Отрицательные последствия от недостатка фосфора в этот период не могут быть исправлены последующим (даже обильным) фосфорным питанием. Поэтому обеспечение растений фосфором с начала вегетации имеет исключительно важное значение для роста, развития растений и формирования урожая, хотя наибольшее поглощение его происходит в период интенсивного роста вегетативных органов.

Большое значение имеет достаточное обеспечение растений фосфором и в период формирования репродуктивных органов -- ускоряется их образование и созревание растений, повышаются урожай и его качество.

Содержание фосфора в расчете на Р2О5 в почвах колеблется от 0,03 до 0,2%, а общий запас его больше в почвах с высоким содержанием органического вещества -- от 1500 до 6000 кг на 1 га в пахотном слое почвы. Основная масса фосфора находится в форме минеральных и органических соединений, недоступных для растений. В материнских породах он содержится чаще в виде фторапатита Са 5F(PO ₄) з и гидроксил апатита Са ₅ ОН (РО ₄).

При разрушении этих первичных фосфорсодержащих минералов образуются вторичные минеральные соединения фосфора, представленные различными солями ортофосфорной кислоты. Помимо апатита, в почвах содержатся и другие минеральные соединения фосфора. В кислых почвах (дерново-подзолистых и красноземах) образуются фосфаты полуторных окислов А1 РО 4 и Fe РО ₄, а также основные соли железа и алюминия Fe₂ (ОН) 3РО4, А1₂ (ОН) 3РО4, которые характеризуются очень слабой растворимостью и доступностью для растений. В почвах, насыщенных основаниями (черноземах и сероземах), образуются преимущественно слаборастворимые в воде фосфаты кальция типа октокальций-фосфата Са₄Н(Р04)з. Но постепенно они растворяются содержащимися в почвенном растворе угольной, азотной и органическими кислотами, поэтому фосфор из них более доступен растениям, чем из апатита и фосфатов полуторных окислов. Во всех почвах в очень незначительном количестве присутствуют хорошо растворимые в воде однозамещенные фосфаты кальция и магния, а также одно- и двухзамещенные фосфаты калия, натрия и аммония. Они быстро используются растениями и микроорганизмами и превращаются в нерастворимые фосфаты при взаимодействии с Са, Mg, A1 и Fe.

В результате деятельности растений и микроорганизмов в почвах накапливаются также органические соединения фосфора. Они представлены нуклеопротеидами, фитином, фосфатидами, сахарофосфатами и другими органическими соединениями, входящими в состав растений и микроорганизмов. На долго органических фосфатов приходится от 10% общего количества фосфора в дерново-подзолистых и сероземных почвах до 50% в черноземах. Растения могут усваивать органические фосфаты только после их минерализации.

Недоступные для растений минеральные и органические соединения фосфора переходят в усвояемые очень медленно. Несмотря на большие общие запасы фосфора, его усвояемых соединений в почве содержится обычно мало, и, чтобы получить высокий урожай, необходимо внесение фосфорных удобрений.

За вегетационный период растения потребляют Из почвы с 1 га от 20 до 60 кг Р₂0₅. Больше фосфора в зерне и гораздо меньше в соломе, поэтому значительная часть усвоенного растениями фосфора вместе с зерном и другой товарной продукцией отчуждается из хозяйства. Для пополнения его запасов в почве требуется внесение фосфорных удобрений. Кроме того, если запасы азота в почве пополняются за счет фиксации азота воздуха, то в отношении фосфора нет других источников для его пополнения в почвах, кроме фосфорных удобрений. Этим определяются высокая потребность в фосфорных удобрениях и большое значение их для повышения урожаев. Потребность в фосфорных удобрениях особенно возрастает при достаточном обеспечении растений азотом.

Теперь перейдем ко второй части вопроса - полурастворимые фосфорные удобрения.

Удобрения, фосфор которых не растворим в воде, но растворим в слабых кислотах (2%-ной лимонной кислоте) или в щелочном растворе лимоннокислого аммония,-- преципитат, томасшлак, термофосфаты, обесфторенный фосфат. Фосфор в этих удобрениях находится в доступной растениям форме.

Преципитат, томасшлак, термофосфаты, Обесфторенный фосфат

Преципитат -- СаНР0₄ -2 Н₂0 -- двухзамещенный фосфат кальция (дикальцийфосфат) содержит 38% фосфора в расчете на Р2О5. Получается путем кислотной переработки фосфатов при осаждении фосфорной кислоты известковым молоком или мелом, а также в качестве отхода при желатиновом производстве.

Фосфор преципитата не растворим в воде, но растворяется в лимоннокислом аммонии и хорошо усваивается растениями. Удобрение обладает ценными физическими свойствами: не слеживается, сохраняет хорошую рассеваемость, может смешиваться с любым удобрением. Преципитат можно применять как основное удобрение под различные культуры на всех почвах. Его фосфор меньше, чем суперфосфата, закрепляется в почве, поэтому преципитат более эффективен на богатых полуторными окислами кислых почвах и карбонатных сероземах. На черноземах преципитат близок по эффективности к суперфосфату.

Фосфатшлак мартеновский -- побочный продукт переработки мартеновским способом богатых фосфором чугунов на сталь и железо. Содержит фосфор в основном в виде силикофосфатов и свободную окись кальция. Состав может быть условно представлен как 4СаО+ P₂0₅CaSiO 3. Применяемый в качестве удобрений фосфатшлак должен содержать не менее 10% растворимого в 2%-ной лимонной кислоте фосфора (в расчете на Ра05) и иметь тонкий помол (80% продукта должно проходить через сито с диаметром ОД 8 мм). Может использоваться как основное удобрение на всех почвах, но наиболее эффективен благодаря щелочным, свойствам на кислых дерново-подзолистых и серых лесных почвах. Фосфатшлак нельзя смешивать с аммонийными удобрениями во избежание потерь азота в форме аммиака.

Подобными свойствами обладает томасшлак -- 4СаО Р₂0₅ +4СаОР₂0₅ -CaSiO3 -- побочный продукт при переработке богатых фосфором чугунов на сталь и железо по щелочному способу Томаса. В мировом производстве фосфорных удобрений томасшлак занимает существенное место. В нашей стране томасшлак (производимый из керченских руд) применяется в ограниченных количествах. В нем должно содержаться не менее 14% растворимого в 2%-ной лимонной кислоте фосфора в расчете на Р2О5.

Термофосфаты -- Na ₂0-ЗСаОР ₂0 ₅ + SiO ₂ -- получают сплавлением или спеканием размолотого фосфорита или апатита с щелочными солями -- содой или поташом, или природными магниевыми силикатами, а также с сульфатами калия, натрия и магния. При этом образуются усвояемые растениями кальциево-натриевые или кальциево-калиевые фосфорнокислые соли, а также другие фосфаты и силикофосфаты.

Термофосфаты содержат 20--30% лимонно-растворимого фосфора в расчете на Р2О5. По свойствам и эффективности они близки к томасшлаку. Могут применяться как основное удобрение на всех почвах, но как щелочные удобрения эффективнее на кислых почвах.

При сплавлении фосфорита или апатита с силикатами магния получаются плавленые магниевые фосфаты. Они содержат 19--21% усвояемого лимонно-растворимого фосфора в расчете на Р₂0₅ и 8--14%MgO, особенно эффективны на бедных магнием легких песчаных и супесчаных почвах. Термофосфаты также применяют как основное удобрение и их нельзя смешивать с аммонийными удобрениями.

Обесфторенный фосфат получают из апатита путем обработки водяным паром смеси апатита с небольшим количеством кремнезема (2--3% Si0₂ при температуре 1450-- 1550 °С. При этом разрушается кристаллическая решетка фторапатита и удаляется фтор в газообразной форме, а фосфор переходит в усвояемую (лимонно-растворимую) форму.

Обесфторенный фосфат содержит не менее 36% Р2О5, растворимой в 0,4%-ной НС1. Удобрение негигроскопично, не слеживается. Тонина помола такова, что 95% продукта должны проходить через сито диаметром ОД 5 мм.

Обесфторенный фосфат, так же как томасшлак, нельзя смешивать с аммонийными удобрениями. Может применяться как основное удобрение на всех почвах. На дерново-подзолистых и черноземных почвах по эффективности не уступает суперфосфату.

3. Сернокислые калийные удобрения, их взаимодействие с почвой и растениями, особенности применения

Калий сернокислый (сульфат калия) - бесхлорное калийное удобрение с содержанием калия 50%, хорошо растворимое в воде. Используется для внесения перед посадкой и для подкормок всех выращиваемых культур, особенно чувствительных к хлору. Лучшее высоко-концентрированное калийное удобрение, Содержит также небольшое количество магния (3%) и кальция (0,4%), что увеличивает его ценность. Кроме того, в составе сульфата калия содержится полезный для растений элемент - сера (18%).

Применяется как осенью, перед перекопкой сада, так и весной и летом при подкормках в дозе 20-25 г на 1 кв.м.

Эффективен на всех почвах. Особенно пригоден для культур, чувствительных к хлору (картофель, бобы, горох, фасоль). Очень рекомендуется для овощей семейства простоцветных (капуста, репа, редис, редька). Хорошо растворяется и хранится.

Перед посадкой в почву вносят: под картофель, капусту, морковь, свеклу - 25-30 г/м , под томаты, огурцы, цветочные - 15-20 г/м ; для редиса, щавеля, лука, салата и др. - 5-10 г/м .

Для подкормки калийное удобрение вносят в бороздки глубиной 6-8 см, сделанные с двух сторон рядка из расчёта 5-10 г/м . При подкормках весной для сбалансированного питания растений при необходимости добавляют азотные и фосфорные удобрения, в период созревания и в конце вегетации.

Калий является одним из основных наряду с азотом и фосфором необходимых элементов минерального питания. В отличие от азота и фосфора он не входит в состав органических соединений в растении, а находится в клетках растения в ионной форме в виде растворимых солей в клеточном соке и частично в виде непрочных адсорбционных комплексов с коллоидами цитоплазмы.

Калия значительно больше в молодых жизнедеятельных частях и органах растения, чем в старых. При недостатке калия в питательной среде происходит отток его из более старых органов и тканей в молодые растущие органы, где он подвергается повторному использованию (реутилизации).

Физиологические функции калия в растительном организме разнообразны. Он оказывает положительное влияние на физическое состояние коллоидов цитоплазмы, повышает их оводненность, набухаемость и вязкость, что имеет большое значение для нормального обмена веществ в клетках, а также для повышения устойчивости растений к засухе. При недостатке калия и усилении транспирации растения быстрее теряют тургор и вянут.

Калий положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, окислительных процессов и образование органических кислот в растении, он участвует в углеводном и азотном обмене. При недостатке калия в растении тормозится синтез белка, в результате нарушается весь азотный обмен.

Недостаток калия особенно сильно проявляется при питании растений аммонийным азотом. Внесение высоких норм аммонийного азота при недостатке калия приводит к накоплению в растениях большого количества непереработанного аммиака, оказывающего вредное действие на растение. При внесении калийных удобрений аммонийный азот быстрее используется для синтеза аминокислот и вредное действие его избытка устраняется. При недостатке калия задерживается превращение простых углеводов (моноз) в более сложные (олиго- и полисахариды).

Калий повышает активность ферментов, участвующих в углеводном обмене, в частности сахаразы и амилазы. Этим объясняется положительное влияние калийных удобрений на накопление крахмала в клубнях картофеля, сахара в сахарной свекле и других корнеплодах. Под влиянием калия повышается морозоустойчивость растений, что связано с большим содержанием Сахаров и увеличением осмотического давления в клетках.

При достаточном калийном питании повышается устойчивость растений к различным заболеваниям, например у зерновых хлебов -- к мучнистой росе и ржавчине, у овощных культур, картофеля и корнеплодов -- к возбудителям гнилей. Калий способствует развитию механических элементов, сосудистых пучков и лубяных волокон, поэтому положительно влияет на прочность стеблей и устойчивость растений к полеганию, на выход и качество волокна льна и конопли.

При недостатке калия угнетается развитие репродуктивных органов -- задерживается развитие бутонов и зачаточных соцветий, зерно получается щуплым, с пониженной всхожестью.

Явные внешние признаки калийного голодания проявляются у растений при снижении содержания в них калия в 3--5 раз по сравнению с нормальным. Края и кончики листьев, прежде всего нижних, буреют, приобретают обожженный вид (так называемый краевой ожог), на пластинке появляются мелкие ржавые пятна. Калия обычно всегда больше в вегетативных органах, чем в семенах, корнях и клубнях. Относительное содержание калия в листьях подсолнечника, табака, сахарной свеклы и других корнеплодов, картофеля составляет 4--6% на сухую массу, в соломе злаков -- 1--1,5, лубяных культур 0,5--1, капусте -- до 0,5%. В семенах зерновых калия содержится около 0,5%, клубнях картофеля, корнеплодах -- 0,3--0,6% (см. табл. 7). При средней урожайности растения потребляют из почвы большое количество калия: зерновые -- около 60--80 кг с 1 га К₂0, а картофель, сахарная свекла, овощные культуры --до 180--400 кг с 1 га. Из всех зольных элементов калий потребляется растениями в наибольшем количестве. Особенно много потребляют калия подсолнечник, гречиха, картофель, свекла, капуста и другие овощные культуры, из зерновых -- гречиха. Меньше потребляют калия зерновые культуры -- рожь, пшеница, ячмень, овес.

Содержание калия (К₂0) в разных почвах колеблется от 0,5 до 3% и зависит от их механического состава. Больше содержится калия в глинистой фракции почвы. Поэтому тяжелые глинистые и суглинистые почвы богаче калием, чем песчаные и супесчаные. Очень бедны калием торфянистые почвы (0,03--0,05%). В большинстве суглинистых почв калия содержится 2--2,5%, т. е. значительно больше, чем азота и фосфора.

Общий запас К₂0 в пахотном слое почвы 50--75 т на I га, но основная часть калия (98--99%) находится в почве в виде соединений, нерастворимых и малодоступных для растений. По степени подвижности и доступности для растений содержащиеся в почве соединения калия можно разделить на следующие основные формы.

1. Калий, входящий в состав прочных алюмосиликатных минералов, главным образом полевых шпатов (ортоклаза и др.) и слюд (мусковита, биотита и др.).

Калий полевых шпатов малодоступен для растений. Однако под влиянием воды и растворенной в ней углекислоты, изменений температуры среды и деятельности почвенных микроорганизмов происходит постепенное разложение этих минералов с образованием растворимых солей калия. Калий мусковита и биотита более доступен растениям.

2. Калий обменный, поглощенный почвенными коллоидами, составляет 0,8--1,5% общего содержания калия в почве. Ему принадлежит основная роль в питании растений. Хорошая доступность обменного калия для растений обусловлена способностью его при обмене с другими катионами легко переходить в раствор, из которого он усваивается растениями. При усвоении растениями калия из раствора новые порции его переходят из поглощенного состояния в почвенный раствор По мере использования обменного калия этот процесс все более замедляется, а остающийся калий все прочнее удерживается в поглощенном состоянии.

Содержание обменного калия может служить показателем степени обеспеченности почвы усвояемым калием. Обыкновенные и мощные черноземы и сероземы богаче обменным калием, чем дерново-подзолистые почвы, особенно песчаные и супесчаные.

3. Водорастворимый калий представлен различными солями, растворенными в почвенной влаге (нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты калия), которые не посредственно усваиваются растениями. Содержание его в почве обычно незначительное (около 1/10 от обменного), так как калий из раствора немедленно переходит в поглощенное состояние и потребляется растениями.

В некоторых почвах водорастворимый калий (а также калий внесенных в почву удобрений) может поглощаться в необменной форме, в результате снижается доступность его для растений Необменная фиксация калия, как и иона аммония, наиболее сильно выражена в черноземах и сероземах, особенно при их попеременном увлажнении и высушивании.

Круговорот калия в хозяйстве отличается от круговорота азота и фосфора.

У зерновых культур калия содержится больше в соломе, чем в зерне, а у картофеля и свеклы -- больше в ботве, чем в клубнях и корнях. Поэтому при более полном использовании растительных отходов в корм и на подстилку скоту большая часть калия с навозом снова возвращается в почву Рациональное использование навоза имеет очень большое значение в обеспечении растений калием. Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур, особенно потребляющих большое количество калия, наряду с азотными и фосфорными удобрениями важная роль принадлежит минеральным калийным удобрениям. Наиболее эффективно их применение на почвах легкого механического состава и торфянистых почвах с низким содержанием калия.

4. Солома и сапропель. Мероприятия по усилению их эффективности

В общей системе мероприятий по повышению плодородия почв важное место занимают органические удобрения. Минимальная потребность в органических удобрениях определяется количеством, необходимым для восполнения потерь органического вещества почвы в результате минерализации при возделывании сельскохозяйственных культур. Темпы минерализации гумуса в почвах зависят от ряда особенностей: технологии возделывания сельскохозяйственных культур, структуры посевных площадей, способов обработки почв, уровня получаемых урожаев. При сложившейся структуре посевных площадей на пахотных землях минерализуется в среднем 1,0-1,2 т/га гумуса в год. За счет растительных остатков в зависимости от гранулометрического состава почв образуется от 400 до 700 кг/га гумуса. В среднем на связных почвах восстанавливается около 50%, на легких почвах -примерно 40% потерь гумуса. Остальное количество должно быть восстановлено за счет внесения органических удобрений.

Существенное влияние на накопление гумуса в почвах оказывают многолетние травы, оставляющие в почве значительное количество корневых остатков. Чем больше в структуре посевных площадей доля многолетних трав, тем меньше будет потребность в органических удобрениях. Оптимальное соотношение между пропашными и многолетними травами для хозяйств, вносящих 9-10 т/га органических удобрений должно составлять 1,0:1,5-2,0, для хозяйств с объемами внесения органических удобрений 4-6 т/га соотношение между пропашными культурами и многолетними травами должно быть большим - 1,0:2,5-3,0

Сапропель (от греч. sapros -- гнилой и pelos -- ил, грязь) -- илистые отложения пресных водоёмов, содержащие большое количество органических веществ (лигнино-гумусовый комплекс, углеводы, битумы и др.) в коллоидном состоянии.

Сапропель используется в лечебной (физиотерапевтической) практике для аппликаций, разводных ванн для грязелечения.

В сельском хозяйстве сапропель применяют как удобрение (после проветривания), особенно на кислых и лёгких песчаных и супесчаных почвах (доза под зерновые культуры 30-40 т/га, под овощные, картофель и кормовые корнеплоды 6-70 т/га), для приготовления компостов. Сапропели, богатые солями кальция, железа, фосфора, без примеси песка и бедные глиной, добавляют в рационы сельскохозяйственным животным в качестве минеральной подкормки (свиньям до 2 кг, коровам до 20 кг, курам 10-15 г в день).

Сырой сапропель добывается подъемниками со дна водоемов и проходит специальную подготовку - сушку или гранулирование. Однако, особенности сапропели, как органического компонента органических минеральных удобрений, не позволяли использовать ни один из известных грануляторов без значительной доработки конструкции.

Другое название Сапропель - Ил -- тонкозернистая мягкая горная порода из смеси минеральных и органических веществ, отлагающаяся на дне водотоков и водоёмов.

Ил в естественных условиях находится в текучем состоянии, при высушивании приобретает свойства твёрдого тела. Содержит значительное количество очень мелких фракций: от 30 до 50% частиц менее 0,01 мм.

На дне морей и континентальных водоёмов (озёр, прудов) распространены илы, состоящие из тонкозернистых продуктов разрушения горных пород {терригенный, глинистый, известковый) и из микроскопических раковин или скелетных остатков морских организмов {глобигериновый, диатомовый, радиоляриевый, птероподовый). Выделяют илы, обогащенные вулканическим пеплом {вулканический).

Иногда илы обогащены органическим веществом (сапропель), разложение которого вызывает сероводородное заражение или развитие гнилостных процессов {гнилой ил).

Ил является начальной стадией формирования связанных осадочных пород.

Ил используется в сельском хозяйстве как удобрение» или в компостных кучах.

Некоторые илы (озёрный, прудовый, лагунный) применяют как удобрение и для минеральной подкормки домашних животных, а также в медицине, для грязелечения.

САПРОПЕЛЬ-К - это многовековые донные отложения пресноводных водоёмов, состоящие из органо-минеральных веществ, формирующиеся из останков растений, микробиологических, минеральных и органических примесей.

САПРОПЕЛЬ-К - повышает сопротивляемость организма животных и птиц к желудочно-кишечным заболеваниям и ряду хронических и костных заболеваний, нормализует обмен веществ, повышает привесы, снижает расход кормов и уровень заболеваемости.

Виды соломы

Различают озимую и яровую солому, злаковую и бобовую, а по видам растений -- пшеничную, ржаную, ячменную, льняную, конопляную и др. Хорошая злаковая солома -- светлая, блестящая, упругая; долголежавшая -- ломкая, пыльная, часто с пряным запахом.

Состав

Химический состав и питательность зависят от вида растений, климата, способов уборки, обмолота, хранения и других факторов. В соломе 35 -- 45% клетчатки и других сложных труднопереваримых углеводов, 2 -- 6% протеина (в бобовой 4 -- 9%), 1,2 -- 2% жира, 4 -- 7% золы. В 100 кг просяной соломе в среднем 40 кормовых единиц и 2,3 кг переваримого протеина, в ячменной -- 33 кормовые единицы и 1,3 кг переваримого протеина. В яровой соломе больше протеина, меньше клетчатки, поэтому питательность её выше, чем у озимой.

Эффективным способом использования соломы в качестве органического удобрения является раздельное внесение ее с жидким навозом или азотными удобрениями. Технология использования соломы на удобрение была разработана в Институте почвоведения и агрохимии НАН Беларуси в 1991 году (Технология использования соломы на удобрение, Мн., 1991). Суть ее заключается в измельчении соломы при уборке специальными приставками к комбайнам. По данным Института земледелия и селекции НАН Беларуси, оборудование комбайна КЗС-7 измельчителем не уменьшает сменную выработку (10,1 га), а лишь незначительно (на 1,8 кг/га) увеличивает расход ГСМ и за счет этого - эксплутационные затраты (на 1 у.е./га). При валовом сборе зерна на уровне 7 млн. тонн 1,5 млн. тонн соломы может использоваться для подстилки скоту и 1,3 млн. тонн можно запахивать в почву по указанной технологии.

Для широкого внедрения данной технологии требуются специальные приставки к комбайнам. Однако в настоящее время такими приставками в республике оборудовано только 178 комбайнов ДОН-1500 и CASE. Для этой цели можно использовать также кормоуборочные машины-измельчители Полесье, Ягуар, КИР-1,5М, КИП-1,5, а также специальные измельчители-разбрасыватели ИРПУ-1,75 (Россия).

При использовании соломы на удобрение происходит обогащение почвы элементами питания и повышается содержание гумуса. С одной тонной соломы в почву возвращается 4,2 кг азота, 1,7 кг фосфора, 8,3 кг калия, 4,2 кг кальция, 0,7 кг магния, и ряд микроэлементов, которые больше накапливаются в соломе, чем в зерне. Удобрение соломой повышает доступность фосфора и калия почвы, за счет растворяющего действия веществ кислой природы, образующихся при ее разложении. Это особенно важно при дефиците минеральных удобрений, имеющем место во многих хозяйствах республики. Запашка одной тонны соломы в сочетании с жидким навозом или минеральным азотом по своему действию равноценна 3,5-4,0 т/га соломистого навоза.

Важное значение этот агроприем имеет для полей, удаленных от ферм, куда транспортировка органических удобрений связана со значительными затратами. При этом следует иметь в виду, что солома рапса, зернобобовых и гречихи должна измельчаться и запахиваться в почву независимо от удаленности полей от мест заготовки органических удобрений.

Сапропель в количестве 0,6 млн. тонн нужен для утилизации жидкого и полужидкого навоза. Наиболее эффективным является его использование для приготовления компостов из расчета 200-300 кг на 1 тонну полужидкого навоза, при котором обеспечивается хорошая консистенция и качество навоза. В современных экономических условиях важным способом использования зеленых удобрений является возделывание промежуточных культур. Для этих целей пригодны редька масличная, горчица белая, озимый и яровой рапс, люпин узколистный. При этом зеленую массу нужно убирать на корм, а запахивать пожнивные остатки. В этом случае посевы промежуточных культур, посеянные в оптимальные сроки (не позднее 1 августа), позволяют увеличивать выход органического вещества эквивалентного применению 4 т/га навоза. На отдаленных от животноводческих ферм участках и особенно на легких по гранулометрическому составу почвах целесообразно высевать сидеральный люпин и запахивать всю надземную массу.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Агрохимия. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Колос, 1984. -304с. под ред. Смирнов П.М., Муравин Э.А.

Справочник по удобрениям, 3 изд., Избр. соч., т. 1, М., 1965; М., 1964;

3. Суперфосфат., пер. с англ., под ред. А. А. Соколовского, М., 1969. Прянищников Д. Н

Агрохимия, под редакцией проф. Ягодина, Москва, "Колос", 1982 г

Почвоведение, под редакцией профессора Кауричева, Москва, "Колос", 1982 г.