Лекция 7. КОМПЛЕКСНЫЕ УДОБРЕНИЯ

Лекция 7. КОМПЛЕКСНЫЕ УДОБРЕНИЯ

 

Сложные удобрения.

Комбинированные удобрения.

Смешанные удобрения.

Жидкие комплексные и суспендированные удобрения.

Комплексные удобрения – удобрения, в составе которых содержится не менее двух элементов питания. Применяются, в зависимости от климата и типа почв, в основное, припосевное внесение, в качестве различных подкормок в течение вегетационного периода. По способу производства комплексные удобрения подразделяются на сложные, сложно-смешанные и смешанные.

Минеральные удобрения подразделяются на две большие группы: простые и комплексные. И, если простые удобрения содержат один-единственный питательный элемент, то их количество в комплексных удобрениях стартует от двух и доходит до полутора десятков наименований.

Следовательно, комплексными называются такие удобрения, в составе которых имеется не меньше, чем два элемента питания. Они широко используются в самых разных климатических условиях на любых типах почв, причём, как в предпосевное внесение, так и в качестве подкормок на всех этапах вегетации растений.

Преимущества комплексных удобрений

Такому широкому распространению комплексные удобрения обязаны следующим своим положительным качествам:

- большая концентрация полезных элементов питания вкупе с минимальным содержанием

или полным отсутствием балласта – ионов натрия, хлора и прочих;

- наличие в одной грануле всех составляющих данное удобрение питательных веществ;

- снижение расходов на их хранение, транспортировку и внесение;

- наличие сильного положительного эффекта даже в условиях недостаточного

увлажнения;

- возможность применения по культурам, обладающим повышенной чувствительностью к

росту осмотического давления в почвенном растворе.

Недостатки комплексных удобрений

Можно выделить лишь один ощутимый недостаток применения комплексных удобрений в сравнении с односоставными, – их недостаточно широкий ассортимент. Ведь, по сути, каждая культура требует подходящего только ей соотношения питательных элементов, поэтому часто приходится корректировать состав вносимых комплексных смесей простыми удобрениями.

Классификация комплексных удобрений

Различают двойные (фосфоро-калийные P + K, азотно-фосфорные N + P, азотно-калийные N + K) и тройные удобрения (азотно-фосфорно-калийные N + P + K).

По способу производства комплексные удобрения делят на:

· сложные,

· сложносмешанные (комбинированные),

· смешанные.

По агрегатному сост оянию делят на:

· твердые,

· жидкие (ЖКУ),

· суспензированные (СЖКУ).

Суспензированные комплексные удобрения производят путем взаимодействия химического сырья в различных состояниях (твердых, жидких, газообразных) с добавлением разнообразных суспензирующих добавок.

Сложные удобрения

Сложные удобрения – это удобрения, содержащие в одной грануле 2-3 и более питательных веществ.

Общепризнано, что сложные удобрения во многих случаях гораздо эффективнее односоставных. Этому способствуют следующие свойства сложных комплексных удобрений:

· высокая концентрация питательных элементов при одновременном небольшом содержании (чаще полном отсутствии) балластных компонентов, таких как натрий, хлор и прочие;

· присутствие в одной грануле твердого удобрения сразу нескольких питательных элементов;

· возможность применения в засушливых условиях и при удобрении культур, чувствительных к повышению осмотического давления почвенного раствора;

· уменьшение расходов по перевозке, хранению и внесению удобрений.

Ассортимент сложных удобрений достаточно разнообразен. Это обусловлено необходимостью применения различных соотношений азота, фосфора и калия для сельскохозяйственных культур в каждой из почвенно-климатических зон.

Сложные удобрения производятся в течение единого технологического цикла при химическом взаимодействии исходных компонентов. Каждая молекула или гранула сложного удобрения содержит два и более питательных элемента.

В основе получения этих гранулированных, хороших по физико-механическим свойствам удобрений лежат следующие технологические процессы:

1. Нейтрализация фосфорной кислоты аммиаком. При этом получают следующие удобрения:

АммофосNH₄H₂PO₄. Гранулированное удобрение, содержит в своем составе 10-12 % азота и 46-60 % фосфора. Недостатком удобрения является широкое соотношение между N и Р₂О₅ (1: 4). Поскольку растения потребляют в три раза больше азота, чем фосфора, то аммофос часто перед внесением смешивают с гранулированными NН₄NО₃ и KCl. Аммофос без смешивания его с другими компонентами лучше всего применять на полях с высоким содержанием подвижного калия и под культуры предшественником которых являлись бобовые травы, оставляющие в почве после себя большое количество азота (в расчете на 1 т сена в почве остается 15-20 кг азота). Аммофос – эффективное удобрение на черноземных почвах. Экологически чистое удобрение. В своем составе он практически не содержит тяжелых металлов. Поэтому его целесообразно применять при выращивании овощных культур в защищенном грунте. Аммофос используется в качестве допосевного удобрения и при посеве.

Диаммофос(NH₄)₂HPO_{4 .} Получают при более глубокой нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком. Концентрированное гранулированное удобрение. Удобрение содержит 18 % азота и около 50 % фосфора. Диаммофос в отличие от аммофоса имеет более лучшее соотношение N: P₂O₅ (1: 2, 5). Может применяться как припосевное и допосевное удобрение. Его используют также в качестве кормовой добавки в животноводстве.

Аммофосфит. Содержит в своем составе 6 % азота и 45-46 % фосфора. Это новое гранулированное удобрение. Получаю разложением фосфоритов в большом избытке фосфорной кислоты с последующей нейтрализацией кислых продуктов, грануляцией и высушиванием, удобрение применяют так же, как аммофос. Аммофосфат не уступает по своей эффективности аммофосу.

Магний-аммонийфосфат получают путем взаимодействия магниевых солей и аммиака с фосфорной кислотой. Слаборастворимое, высокоэффективное удобрение при выращивании овощных культур на малообъемных субстратах. Магнийамонийфосфат содержит своем составе 10-11 % азота, около 23 % магния и около 42 % фосфора. Медленнодействующее удобрение можно вносить в запас (на 1-2 года).

Калийная селитра KNO₃. Содержит в своем составе 13 % азота и около 43 % калия. Это безбаластное удобрение с хорошими физическими свойствами. Имеет широкое соотношение между азотом и калием (1: 3, 3). Применяется в основном в защищенном грунте.

2.Нейтрализация фосфорной и азотной кислот аммиаком, гранулируют и подсушивают. При этом получают:

Нитроаммофос (NH₄NO₃ + NH₄H₂PO₄) содержит 23 % азота и 23 % фосфора.

Нитроаммофоска. Получаютпри добавлении хлористого калия, содержит 17 % азота, 17 % фосфора и 17 % калия. Гранулированное удобрение для основного, припосевного и припосадочного внесения. Используют под озимую пшеницу и озимую рожь при их выращивании на легкосуглинистых и среднесуглинистых почвах. Нитроаммофоска внесенная в подкормку не уступает, эквивалентной по своему составу, смеси простых удобрений по своему действию на урожай зерна внесенных ранней весной.

3. Разложение фосфатного сырья азотной кислотой. Полученную пульпу охлаждают, что приводит к частичному выпадению нитрата кальция в осадок, который удаляют и используют для получения гранулированного Са(NO₃)₂. В оставшуюся пульпу добавляют серную кислоту и аммиак. При этом протекают следующие химические реакции. Полученную смесь солей подсушивают и перед гранулированием добавляют хлористый калий. Таким способом получают нитрофоску с разным соотношением питательных веществ. В среднем нитрофоска содержит в совеем составе 11 % азота, 10 % фосфора и 10 % калия. Применяют нитрофоску в виде основного и припосевного удобрения/.

Азофоску получают по такой же схеме, как и нитрофоску. Азофоска имеет состав 14-20 % азота, 10 % фосфора и 11-13 % калия. Применяют также как и нитрофоску.

Нирофос получают без добавления хлористого калия. Содержит 23, 5 % азота и 17 % фосфора. Применяют также как и нитрофоску.

Карбоаммофос самое концентрированное удобрение из сложных. Содержит в своем составе 20 % азота, 20 % фосфора и 20 % калия.

Комбинированные удобрения

К сложносмешанным или комбинированным удобрениям относятся комплексные удобрения, получаемые в едином технологическом процессе и содержащие в одной грануле два или три основных элемента питания растений, хотя и в виде различных химических соединений. Они производятся путем специальной как химической, так и физической обработки первичного сырья или различных одно и двухкомпонентных удобрений. К ним относятся: нитрофос и нитрофоска, нитроаммофос и нитроаммофоска, полифосфаты аммония и калия, карбоаммофосы, фосфорно-калийные прессованные удобрения, жидкие комплексные удобрения. Соотношение между элементами питания в этих удобрениях определяется количеством исходных материалов при их получении. Для сложных и комбинированных удобрений характерна высокая концентрация основных питательных элементов и отсутствие либо малое количество балластных веществ, что обеспечивает значительную экономию труда и средств на их транспортировку, хранение и применение.

В связи с непрерывным увеличением производства и применения минеральных удобрений повышение концентрации питательных веществ в них имеет огромное значение, так как позволяет уменьшить общую физическую массу минеральных удобрений и объем их перевозок, а следовательно, значительно снизить расходы на их транспортировку, хранение и внесение в почву.

Сложносмешанные гранулированные удобрения готовят смешиванием простых и сложных порошковидных удобрений (аммофоса, простого или двойного суперфосфата, аммиачной селитры или мочевины, хлористого калия) в барабанном грануляторе с добавлением аммиака для нейтрализации свободной кислотности суперфосфата и фосфорной кислоты (или аммофоса) для обогащения смеси фосфором. Кроме того, в состав таких удобрений могут вводиться аммиак и вода.

Выпускаемые в промышленном масштабе в нашей стране сложно-смешанные гранулированные удобрения имеют следующий состав: 10: 10: 10; 12: 8: 12; 10: 10: 15; 9: 17: 17. Общее содержание питательных веществ в них от 30 до 45 %. В состав сложных твердых и жидких удобрений в процессе их производства могут быть введены и микроэлементы, а также гербициды и ядохимикаты.

Основные технологические операции при получении сложносмешанных удобрений:

· Смешение исходных компонентов.

· Аммонизация смеси.

· Грануляция, сушка и кондиционирование готового продукта.

В результате этих операций получают разнообразные марки удобрений.

К примеру, на основе простого суперфосфата, двойного суперфосфата, аммиачной селитры, сульфата аммония, аммонизирующего раствора (NH₃ – 21, 7 % NH₄NO₃ – 65 %), серной кислоты получают сложносмешанные удобрения разнообразных марок: 5: 10: 20, 5: 20: 20, 10: 20: 0, 12: 12: 12 и другие.

Используя раствор, содержащий 2-30 % мочевины, 14–24 % аммиачной селитры и 25–35 % аммиака, получают удобрения марок 20: 10: 10, 15: 15: 15 и другие.

При использовании полифосфорной кислоты, аммиака, серной кислоты, суперфосфатов простого и двойного, хлорида калия получают удобрения следующих марок: 6: 24: 24, 10: 45: 5 и другие.

Нитрофоски

Наиболее распространенные комбинированные удобрения, содержащие три элемента питания – азот, фосфор и калий. В зависимости от технологии производства раз­личают нитрофоски: сульфатную, сернокислую, фосфорную, вымороженную,
карбонатную. Все они различаются по способам перевода образующейся кальциевой селитры в другие соединения с лучшими физическими свойствами.

Наиболее распространена в настоящее время сульфатная нитрофоска. Удобрение имеет хорошие физические свойства, удобно для внесения. Сульфатная нитрофоска содержит по 12 % N, Р₂0₅ и К₂0.

Весь азот содержится в водорастворимых соединениях, фосфор - в основном в виде двух соединений – Са(Н₂Р0₄)₂•Н20 (растворимого в воде) и СаНР0₄•2Н₂0 (нерастворимого в воде, но усвояемого для растений). Весь калий в нитрофоске содержится в водорастворимой форме.

Фосфорная нитрофоска получается, если к смеси кальциевой селитры, суперфосфата и преципитата (полученной в резуль­тате азотнокислого разложения апатита) добавляется хлорис­тый калий, аммиак и фосфорная кислота. Фосфорная нитрофоска содержит по 17 % N, Р₂0₅ и К₂0. Это более перспективная нитрофоска.

Она имеет более высокое по сравнению с другими нитрофосками суммарное содержание питательных веществ (51 %), доля водорастворимой Р₂0₅ 85 %. Кроме того, в настоящее время хорошо освоено производство жидкой фосфорной кислоты путем термического разложения фосфоритов (при этом могут быть использованы низкопро­центные фосфориты).

Вымороженная нитрофоска. Ее получение связано с удале­нием кальциевой селитры путем кристаллизации последней при охлаждении. К оставшейся массе добавляют аммиак, серную кислоту, хлористый калий.

Массу высушивают, грану­лируют. Удаленную из смеси кальциевую селитру также гранулируют и используют как азотное удобрение. Вымороженная нитрофоска содержит 14-16, 2 % N, 12-17, 6 % Р₂0₅ (усвояемой), 13, 7-17, 6 % К₂0.

Карбонатная нитрофоска производится обработкой смеси (после разложения апатита азотной кислотой) аммиаком и угольной кислотой (отход при производстве некоторых азотных удобрений). Кальциевая селитра превращается в ам­миачную селитру и карбонат кальция, в смесь добавляют хлористый калий.

Содержание азота колеблется от 12 до 17 %, Р₂0₅ – от 8, 5 до 17 %; К₂0 – от 11 до 17 %. Эта нитрофоска не содержит водорастворимых соединений фосфора, что исключает возмож­ность использования ее для подкормки; ее целесообразно применять в качестве основного удобрения, прежде всего на почвах с повышенной кислотностью.

Многочисленные результаты полевых опытов с разными нитрофосками показывают, что они имеют примерно такую же эффективность, как и эквивалентные смеси простых удоб­рений.

При производстве нитрофосок можно варьировать соотно­шение в них N: P: K в зависимости от того, под какую культуру они предназначаются и на каких почвах.

Нитрофосы

Это двойные комбинированные удобрения, со­держащие азот и фосфор. Получение их аналогично получению нитрофосок, но только в смесь после азотнокислого разложения фосфатов не добавляется хлористый калий.

Соотношение N: P в них примерно 1: 1 с содержанием по 20 % N и ус­вояемой Р₂0₅. Могут быть и другие соотношения в зависимости от способа получения. Выпускают в гранулированном виде.

Нитрофосы с успехом применяются на почвах, где не тре­буется внесения калийного удобрения. По своей эффективности они не уступают эквивалентным смесям простых удобрений. Дозы нитрофосок, как и всех других комплексных удобрений, рассчитываются исходя из содержания в них питательных веществ.

Фосфаты мочевины

Мочевина обладает способностью да­вать с фосфорной кислотой комплексообразные соединения. Если при производстве фосфата мочевины ввести еще хлористый калий, то получится тройное удобрение, содержащее три ос­новных питательных элемента (N, Р, К).

Фосфаты мочевины имеют преимущество по сравнению с простыми удобрениями. Из них меньше, чем из мочевины, теряется азот, а фосфор не так сильно закрепляется хими­чески почвой, как из суперфосфата, и сохраняется в усвояе­мом для растений состоянии.

Полифосфаты аммония

Новые комплексные удобрения, по­лучаемые на основе полифосфорных кислот.

К полифосфорным кислотам относятся: метафосфорная, пирофосфорная, триполифосфорная и др. По сравнению с ортофосфорной кислотой, содержащей 54 % Р₂0₅, полифосфорные кислоты содержат 76-83 % Р₂0₅.

Для растений полифосфаты доступны после их гидролити­ческого распада в почве. В процессах гидролиза полифосфорных кислот большую роль играет также фермент фосфатаза в корнях растений.

Высокопроцентные полифосфорные кислоты используются вместе с жидким аммиаком для получения жидких комплекс­ных удобрений.

Кемиру. Получают смешением Ca(H₂PO₄)₂ +NH₄NO₃ +K₂SO₄ с добавлением раствора солей микроэлементов. Смесь тщательно перемешивают и гранулируют (90 % гранул размером 1-3 мм). Меняя массы исходных компонентов, получают комплексное удобрение с нужным содержанием питательных веществ.

Выпускают несколько марок кемиру. Например, кемиру с составом 12 % азота, 8 % фосфора, 14 % калия, 2 % магния и микроэлементы цинк, железо, марганец применяют для подкормки овощных и ягодных культур, а также для основной заправки почвогрунта с нормальным и умеренным содержанием доступных форм питательных веществ.

Кемиру состава 5 % азота, 12 % фосфора и 15 % калия используют для основной заправки почвогрунта, внося при этом около 150 кг удобрения на 1 га при выращивании огурца и томата в теплицах.

Растворин и кристаллин. Применяют для овощеводства защищенного грунта и открытого грунта, а также для выращивания цветов. Удобрения хорошо растворимы в воде. Содержат в своем составе азота, фосфор, калий, магний и микроэлементы (цинк, марганец, медь, кобальт и другие).

Смешанные удобрения

Сухое смешивание удобрений – простой и эффективный способ получения комплексных удобрений с любым соотношением питательных веществ. Процесс смешивания можно осуществлять в заводских и хозяйственных (фермерских) условиях. При этом используются высокопроизводительные установки (40-60 т/час). Для приготовления смешанных удобрений используется широкий спектр простых гранулированных удобрений.

Одним из важнейших требований к качеству смешанных удобрений является однородность их гранулометрического состава, которая достигается близостью размеров гранул исходных компонентов.

Особенности физико-химических свойств исходных компонентов часто ограничивает возможность их использования для смешивания. При смешивании удобрений нужно тщательно соблюдать определенные условия. Некоторые удобрения нельзя смешивать, так как в процессе приготовления и хранения смесей исходные компоненты могут вступать в химическое взаимодействие друг с другом, приводящее к ухудшению физических свойств смеси или потерям питательных веществ.

Аммонифицированный сухой гранулированный двойной суперфосфат можно смешивать с сухими гранулированными карбамидом и хлористым калием. Если исходные компоненты берутся в соотношении по массе 1: 1: 1, то получается смешанное удобрение содержащее 15, 3 % азота, 14, 3 % фосфора и 20 % калия. Это удобрение используют дл овощных культур и для полей с низким содержанием подвижного калия. Меняя массы исходных компонентов можно получать комплексное удобрение с любым соотношением питательных веществ.

При смешивании аммофоса, аммиачной селитры и хлористого калия в соотношении 1: 1: 1, то получают смешанное удобрение, содержащее 15 % азота, 15 % фосфора и 17-20 % калия. Если в этой смеси вместо аммиачной селитры использовать карбамид, то получают удобрение с более высоким содержанием питательных веществ.

Смешанное удобрение, полученное на основе мочевины, аммофоса и хлористого калия нельзя вносить весной под все виды свеклы.

Сложные и простые удобрения при равных дозах оказывают одинаковое действие на урожай сельскохозяйственных культур. Однако более высокий доход получают от применения нитрофоски.

Смешанные удобрения производятся механическим смешиванием двух и более простых удобрений в гранулированном или порошкообразном виде. Соответственно, получают гранулированные или порошкообразные тукосмеси. Смешивают удобрения при необходимости одновременного внесения на поле нескольких видов питательных веществ.

Смеси удобрений имеют разнообразный состав, легко приспосабливаемы к требованиям всевозможных культур и почвенно-климатических зон как по концентрации, так и по соотношению питательных веществ.

В процессе приготовления и хранения компоненты смешанного удобрения способны проявлять высокую реакционную способность и вступать в химическое взаимодействие. В этой связи при приготовлении смесей нужно выбирать удобрения, учитывая их возможное взаимодействие.

Существуют основные правила и таблицы смешивания различных удобрений.

Суспендированные удобрения

Главная трудность в производстве жидких удобрений – необходимость освобождения продукта от твердых веществ, поскольку суспензии содержат кристаллы водорастворимых солей и нерастворимые или плохо растворимые примеси.
Концентрация питательных веществ вследствие этого может значительно превышать их растворимость. Для суспендирования жидких удобрений подобные примеси не имеют отрицательного значения, так как суспензии готовят с добавлением коллоидной глины (примерно до получения 2 % ее взвесей).

Все марки суспензий имеют более высокое содержание питательных веществ, чем подобные им прозрачные жидкости, и вполне сравнимы с твердыми смесями.
Для предотвращения роста кристаллов и осаждения твердых частиц, а также с целью повышения концентрации питательных веществ в ЖКУ добавляют стабилизирующие вещества – коллоидные глины, предохраняющие пересыщенный раствор от выпадения твердой фазы.

Базисное суспендированное удобрение имеет состав 12-40-0, и на его основе можно готовить тройные ЖКУ различного состава (15-15-15; 10-30-10; 9-27-13 и др.). Плотность суспензии 1, 4-1, 5, при хранении более 2-3 недель они легко загустевают и расслаиваются, поэтому готовить их следует, учитывая срок их использования.

Лекция 7. КОМПЛЕКСНЫЕ УДОБРЕНИЯ

 

Сложные удобрения.

Комбинированные удобрения.

Смешанные удобрения.

1234Следующая ⇒

Поделиться: