2.5.4 Жидкие комплексные удобрения (жку)

ЖКУ - это водные растворы или суспензии, содержащие два или более основных питательных элемента. Они обладают рядом преимуществ:

- применение ЖКУ позволяет механизировать трудоемкие процессы погрузки, разгрузки и внесения в почву; при этом полностью исключается ручной труд и существенно снижаются затраты;

- ЖКУ не имеют в своем составе свободного аммиака, поэтому их транспортирование не обязательно в герметически закрытой таре;

- ЖКУ можно вносить не только на определенную глубину в почву, но и разбрызгивать по поверхности поля с последующей заделкой любым почвообрабатывающим орудием, а также вносить местно, лентами;

- при необходимости в ЖКУ можно вводить микроэлементы, некоторые пестициды и стимуляторы роста;

- ЖКУ просты в обращении, не воспламеняются, не взрывоопасны, не ядовиты.

Отмеченные преимущества ЖКУ делают их весьма перспективными для отечественного земледелия. Быстрое наращивание производства и поставок ЖКУ свидетельствует об их высокой технологической и агроэкономической эффективности.

При использовании термической ортофосфорной кислоты (ТОФК) получают прозрачные ЖКУ с соотношением питательных веществ 9:9:9, или суммарно 27% N, Р₂О₅ и К₂О. Кристаллизация раствора лимитирует повышение содержания питательных веществ в жидком удобрении. Типичный состав марки 9:9:9 выглядит следующим образом: (NH₄)₂HPО₄ - 12-15%, NH₄P₂О₄ - 2-4, (NH₂)₂CO - 12-13, КС1 - 13-14%. На долю амидного азота приходится 61-66% общего азота. Эти удобрения можно получать и на экстракционной фосфорной кислоте. Из-за низких концентраций питательных веществ в ЖКУ (не более 27%) по экономическим соображениям они рекомендуются для местного использования. С высоким экономическим эффектом ЖКУ могут использоваться для внесения с оросительной водой, в том числе и в садах, ягодниках, виноградниках и под другие культуры.

При применении полифосфорной кислоты благодаря высокой растворимости полифосфатов аммония можно получать основные (базисные) растворы и уравновешенные удобрения значительно более высокой концентрации, чем на ортофосфате. В ЖКУ на полифосфорной кислоте можно вводить значительное количество микроэлементов, в то время как большинство из них (за исключением бора) в присутствии только ортофосфатов переходят в малорастворимое состояние. Микроэлементы предпочтительнее вносить в форме окислов, так как они обеспечивают более высокую растворимость и стабильность растворов. Микроэлементы вводятся в основные растворы (8:24:0; 10:34:0; 11:37:0) при температуре 50-90°, при этом растворимость соединений цинка, меди, железа в растворах полифосфатов аммония в несколько раз выше, чем в растворе ортофосфата. Основные растворы, полученные на основе полифосфорной кислоты путем ее аммонизации, могут вноситься в почву непосредственно в качестве удобрения или использоваться для дальнейшего смешивания с азотным и калийным компонентами.

Практически единственным источником калия для ЖКУ является хлористый калий. В связи с недостаточной растворимостью он уменьшает концентрацию жидкого удобрения. Еще менее растворим нитрат калия, который образуется, если в качестве дополнительного азотного компонента для ЖКУ используются нитрат аммония или мочевина-нитрат аммония (МНА). Мочевина в этом отношении несколько улучшает общую растворимость системы. Все это сдерживает использование калия в ЖКУ.

Введение в раствор стабилизирующих добавок коллоидной глины или кремниевой кислоты, предохраняющих пересыщенный раствор от выпадения твердой фазы, - один из кардинальных способов повышения суммы питательных веществ ЖКУ. На приготовление 1 т удобрения расходуется 9-22 кг сухой глины. Рекомендуется 28%-я суспензия глины в чистом виде, в которую вводят вначале раствор 10:34:0, а затем мочевину-нитрат аммония и в последнюю очередь хлористый калий. Для приготовления суспензий пригоден красный флотационный хлористый калий с размером частиц 0,8-1 мм. Сумма питательных веществ в суспензированных СЖКУ составляет 40% и более.

Для применения суспензий необходим специальный комплекс машин, отличающийся от механизированных средств для внесения обычных ЖКУ. При определении емкости складов, потребности в машинах для транспортирования и внесения важное значение имеет плотность удобрения, поэтому оценивать ЖКУ целесообразно по концентрации питательных веществ в единице объема (табл.). Отечественной промышленностью выпускаются ЖКУ 8:24:0 и 10:34:0, освоено производство более концентрированного раствора -11:37:0. Разработана технология производства марок 9:9:9 и 18:18:0.

Таблица 2 - Характеристика некоторых свойств ЖКУ

Марка удобрения	Сумма питательных веществ, %	Удельная масса, г/см3	Количество питательных веществ, кг/м3
9:9:9	27	1,24	335
10:34:0	44	1,35	594
11:37:0	48	1,40	672
12:12:12 (суспензия)	36	1,35	486

Жидкие удобрения взаимодействуют с почвой полнее по сравнению с гранулированными. Скорость взаимодействия удобрений с почвой в значительной мере определяет характер образующихся соединений, их растворимость и доступность растениям.

В зависимости от фосфорного и азотного компонентов, типа почвы и других условий ЖКУ имеют свои особенности в превращении питательных элементов в почве, в их влиянии на урожай и качество продукции.

1. При использовании ЖКУ на основе ортофосфорной кислоты на кислой, активно фиксирующей фосфор почве (красноземе) при низком исходном фосфатном уровне, а также на бедных кислых почвах дерново-подзолистого типа действие ЖКУ слабее, чем гранулированных форм. Обычно это отмечается при применении полного ЖКУ, содержащего азот, фосфор и калий в соотношении, близком к 1:1:1, и дополнительном азотном компоненте (нитрат аммония). Если же применяется неуравновешенный раствор ЖКУ с соотношением N:P₂О₅ 1:4,5 или 1:3, снижения действия фосфатного компонента на кислой дерново-подзолистой почве не наблюдается.

2. На известкованной дерново-подзолистой почве и черноземах эффективность ЖКУ и гранулированных удобрений примерно одинакова.

3. На карбонатных почвах со щелочной реакцией (карбонатные черноземы, каштановые почвы, сероземы) агрохимическая ценность жидких форм, как правило, выше, чем гранулированных.

4. На кислой дерново-подзолистой почве происходит кратковременное снижение содержания легкоподвижного фосфора при внесении раствора, что связано с большей фиксацией фосфатов полуторными окислами. На черноземе этого не наблюдается. На сероземе после внесения ЖКУ количество подвижного фосфора больше, чем при использовании гранулированного удобрения.

5. Эффективность ЖКУ определяется не только входящим в его состав фосфорным, но и азотным компонентом. Так, ЖКУ с нитратом аммония на кислой дерново-подзолистой почве и, особенно, на красноземе менее эффективно, чем твердое гранулированное удобрение, а на мочевине - равноценно с твердым удобрением. На типичном черноземе со слабокислой реакцией форма азотного компонента не оказывает влияния на действие удобрения: эффективность растворов и гранулированных удобрений равноценна. На сероземе форма азотного компонента также не влияет на эффективность ЖКУ. Растворы - лучший источник фосфора для растений, чем гранулированные удобрения. Эти закономерности подтверждаются превращением в почвах ЖКУ с различным азотным компонентом. Наличие в удобрении мочевины положительно сказывается на накоплении подвижного фосфора в кислых почвах и не имеет значения на черноземе и сероземе. Это связано с временным подщелачиванием среды при превращении мочевины в почве.

Качество продукции (зерна, картофеля, сена) при использовании жидких и твердых удобрений также примерно одинаково.

Действие суспензированных удобрений полностью совпадает с действием соответствующих аналогов прозрачных ЖКУ и зависит от свойств азотного и фосфорного компонентов. Наличие суспензированного агента не влияет на эффективность жидких удобрений.

В ЖКУ на полифосфорной кислоте около половины фосфора находится в полиформе. Эффективность удобрений, содержащих полифосфаты, определяется наличием ортоформы, темпами гидролиза полифосфатов до ортоформы и свойствами соединений, которые образуются при внесении в почву полифосфатов. Выявлены закономерности действия такого ЖКУ - растворов 10:34:0 и 11:37:0 с содержанием 45-65% фосфора в полиформе.

1. На дерново-подзолистых почвах жидкие полифосфаты аммония формируют фосфатный режим в общем такой же, как и ортофосфаты. Они одинаково влияют на урожай в прямом действии и последействии. Известкование таких почв не меняет данной закономерности. На сильнокислом, бедном фосфором красноземе действие жидких полифосфатов обычно несколько слабее, чем гранулированных ортофосфатов.

2. На типичном и выщелоченном черноземах действие жидких полифосфатов на зерновых культурах равноценно действию как жидких, так и гранулированных ортофосфатов.

3. На карбонатных черноземах ЖКУ, особенно полифосфаты, оказывали лучшее действие на урожай ряда сельскохозяйственных культур в сравнении с гранулированными фосфорными удобрениями. Это объясняется тем, что при внесении полифосфатов в почве длительное время сохраняется значительно большее количество легкоусвояемой ортоформы, формируется больший запас растворимых фосфатов, чем на фоне ортофосфорных удобрений. На карбонатных почвах полифосфаты улучшают снабжение растений цинком.

4. На сероземах жидкие полифосфаты аммония усваиваются лучше, чем ортофосфаты. Действие полифосфатов на урожай сельскохозяйственных культур равноценно ортофосфатам или превосходит их. В последействии полифосфаты оказывались лучшим источником фосфора, чем ортофосфаты.

5. Весьма эффективны полифосфаты с микроэлементами, введенными в состав раствора.

Таким образом, эффективность комплексных удобрений определяется в значительной мере характером входящих в них компонентов.