Мінеральні добрива

Мінеральні добрива — поживні речовини промислового або природнього походження, зазвичай містять поживні елементи у вигляді мінеральних солей. Один з основних джерел поповнення родючості грунту в умовах інтенсивного землеробства.

Властивості мінеральних добрив

Мінеральні добрива — добрива які містять елементи, що потрібні для живлення рослин і підвищення родючості грунту. Отримують їх з мінеральних речовин шляхом механічної або хімічної переробки. Живильні речовини в мінеральних добривах в основному представлені у вигляді мінеральних солей, проте є і органічні сполуки, зокрема, сечовина.

Класифікація

Мінеральні добрива класифікують за кількома параметрами.

За кількістю поживних елементів:

• прості (односторонні, односкладові) — містять тільки один поживний елемент (азотні, фосфорні, калійні);
• комплексні (багатосторонні) — містять два і більше поживних елементів (калійну селітру, нітрофоску, діамофоску та ін.).
• Вміст поживних речовин (або кількість діючої речовини) висловлюють у відсотках за діючою речовиною. Для азотних добрив це азот, для фосфорних і калійних — оксиди цих елементів (P2O5 і K2O).

 

По агрегатному стані:

• тверді (хлорид амонію, натрієва селітра);
• рідкі (аміачна вода, рідкий аміак);
• газоподібні (CO2).

 

Тверді добрива, в свою чергу, поділяються на:

• порошкоподібні (розмір частинок менше 1 мм);
• кристалічні (розмір кристалів більше 0,5 мм);
• гранульовані (розмір гранул більше 1 мм). 

Фізико-механічні властивості добрив

 

Вологість добрив варіює в широких межах в залежності від технології виробництва добрива. Для кожного добрива визначені ГОСТи (державні стандарти) і технічні умови, які регламентують в тому числі вміст вологи. Відхилення від цих показників призводить до значних змін фізико-механічних властивостей добрив, що робить їх малопридатними для практичного застосування.

 

• Гігроскопічність добрива — здатність поглинати вологу з навколишнього повітря. Оцінку гігроскопічності добрив проводять за десятибальною шкалою. До сильно гігроскопічних добрив відносять кальцієву (9,5 бала) і амонійну (9,3 бала) селітру. Калійні добрива мають набагато меншою гігроскопічністю: хлорид калію — 3,2-4,4 бала, сульфат калію — 0,2 бала. Гігроскопічність визначає умови зберігання, транспортування та пакування добрив. Сильно гігроскопічні добрива (7-10 балів) зберігають і перевозять тільки в герметично закритій тарі. Зазвичай це поліетиленові мішки.
• Сипучість добрив показує їх придатність для механічного внесення туковисівними агрегатами і залежить від вологоємності. Гранична вологоємність мінерального добрива — максимальна вологість, при якій добриво зберігає здатність до задовільного розсіювання туковими сівалками.
• Злежуваність оцінюється за семибальною шкалою і оцінюється за опором злежалого добрива до руйнування. Наприклад, простий порошкоподібний суперфосфат слежується дуже сильно (7 балів), мелкокристаллический хлорид калію дещо менше (6 балів). Слабо злежується сульфат амонію (2-3 бали) і практично не злежується калимагнезия (1 бал).

Гранулометричний склад (розмір часток добрива) визначається усіма вищезгаданими фізико-хімічними властивостями мінеральних добрив. Визначають його при механічному ситового аналізу добрива.

Міцність гранул характеризується механічною міцністю гранул і реакцією на розчавлювання (кгс / см3) і стирання (%). Визначають її на спеціальних приладах.

Сипучість — рухливість гранулометричних часток добрива при їх внесення 

туковими сівалками. Оцінюють сипучість за 12-бальною шкалою по зростаючій.

Щільність добрива — маса на одиницю об’єму. Найлегші з твердих мінеральних добрив — хлорид амонію і сечовина (0,58-0,65 т / м3), найважчі — томасшлак, фосфоритне борошно (2,01-1,62 т / м3).

Різновиди мінеральних добрив

Азотні добрива

Азотні добрива — поживніі речовини, що містять азот в різних хімічних сполуках. Їх виробництво засноване на отриманні синтетичного аміаку з молекулярного азоту повітря і водню. Джерелом водню служить природний газ, коксові і нафтові гази. Цей процес вимагає значних енерговитрат. При виробництві 1 тонни азоту витрачається енергія, еквівалентна переробці 4 тонн нафти. 

Залежно від форми вмісту азоту і агрегатного стану азотні добрива поділяються на:

• Нітратні — добрива, які містять азот в нітратній формі (NO3-). До них відноситься кальцієва і натрієва селітра. Нітратні добрива використовуються під всі сільськогосподарські культури, в усіх грунтово-кліматичних зонах. 
• Амонійні — добрива, які містять азот в амонійній формі (NH4 +). До них відносяться сульфат амонію, сульфат амонію-натрію, хлористий амоній. Використання амонійних добрив обмежується їх фізіологічної кислотністю. Для її усунення застосовують вапнування грунту.
• Амонійно-нітратні (Аммиачно-нітратні) — добрива, які містять азот в нітратній і амонійній формах (NO3- і NH4 +). До них відносяться амонійна (аміачна) селітра, сульфат амонію, вапняно-амонійна селітра. Це універсальні добрива, рекомендовані до застосування під будь-які культури і на всіх грунтах в різні прийоми внесення. 
• Амідні (сечовина) — добриво, що містить азот у формі органічної сполуки — сечовини СО (NН2) 2. Містить 46% азоту. Отримують шляхом синтезу аміаку і діоксиду вуглецю (CO2) при високих показниках тиску і температури. Застосовують до посіву і в підгодівлю. 
• Рідкі аміачні добрива — азотні добрива в рідкій формі, що містять азот в нітратній і (або) амонійній формі. До них відносяться безводний аміак, аміачна вода, карбамід-амонійно-нітратні (КАС). Рідкі аміачні добрива добре засвоюються рослинами. Їх виробництво набагато дешевше, ніж твердих добрив. Собівартість одиниці азоту в складі рідкого аміаку на 35% нижче, ніж в найдешевшому твердому азотному добриві — амонійній селітрі. 

Фосфорні добрива

Фосфорні добрива — поживні речовини, що містять фосфор в різних хімічних сполуках. Сировиною для отримання фосфорних добрив є природні фосфор вмісні руди — апатит і фосфорит, а також відходи металургійної промисловості.

 

Фосфатне сировину переробляють на добриво чотирма способами:

• подрібненням фосфатів в фосфоритне борошно;
• розкладанням фосфатів кислотами — сірчаної, фосфорної і азотної;
• електротермічним відновленням фосфатів вуглецем в присутності діоксиду кремнію з витяганням елементарного фосфору і його подальшою переробкою в фосфорну кислоту і її солі,
• термічною обробкою фосфатів. 

 

Фосфорні добрива поділяються на кілька груп за ступенем доступності  в них форм фосфору рослинам:

• Водорозчинні фосфорні добрива. Фосфор цих добрив легко доступний для кореневих систем рослин. До них відносяться всі суперфосфат.
• Цітратно — і лімонорозчінні фосфорні добрива. Фосфор цих добрив не розчинний у воді, але легко розчинний в слабких кислотах. До цієї групи добрив належать преципітат, термофосфати.
• Важкорозчинні фосфорні добрива. Фосфор нерозчинний у воді і слабких кислотах, але добре розчинний в сильних кислотах. До них відносяться фосфоритне борошно і вивианіт.

Калійні добрива

Калійні добрива — поживні речовини, що містять калій — один з найважливіших елементів в харчуванні рослин. Сировиною для виробництва цієї групи добрив є природні калійні солі.

 

Промислові калійні добрива ділять на:

• концентровані (хлористий калій, сірчанокислий калій, хлористий калій — електроліт, калійна сіль, калимагнезия, калійно-магнієвий концентрат);
• сирі (каїніт та сильвініт).
• Калійні добрива добре розчинні у воді. У взаємодії з грунтово-поглинаючим комплексом калійні добрива вступають за типом обмінного (фізико-хімічного), а частково і необмінного поглинання.

Ефективність калійних добрив залежить від грунтово-кліматичних умов і біологічних особливостей культур. 

Комплексні добрива

Комплексні добрива — поживні речовини, що містять два, три і більше елементів живлення: азот, фосфор, калій, магній, сірку та мікроелементи.

За кількістю елементів живлення розрізняють:

 

• подвійні (азотно-фосфорні, азотно-калійні, фосфорно-калійні) комплексні добрива;
• потрійні (азотно-фосфорно-калійні) комплексні добрива.

 

За способом виробництва комплексні добрива ділять на:

• Складні — комплексні мінеральні добрива, тверді або рідкі, всі частки яких мають однаковий або близький хімічний склад.
• Складно-змішані — комплексні добрива. Виходять шляхом змішування готових однокомпонентних і складних добрив і введення в суміш газоподібних і рідких продуктів.

Змішані — комплексні мінеральні добрива, які виходять шляхом механічного змішування готових добрив різних форм.

 

За формою випуску:

• Рідкі (РКД).
• Суспендовані (СРКД).
• Гранульовані.

Магнієві добрива

Магнієві добрива — комплексні мінеральні добрива, які містять магній. Основне джерело виробництва — природні сполуки магнію. Вони використовуються і як безпосередні джерела магнію, і для переробки на магній вмісні добрива. До цієї групи добрив відносяться доломітове борошно, доломіт недогарок, магнезит, сульфат магнію. 

Сіромісні добрива

Сіромісні добрива — комплексні мінеральні добрива, які містять сірку. Крім елементарної сірки, до цієї групи добрив відносяться суперфосфат, сульфат амонію, сульфат амонію — натрію, сульфат калію, калімагнезія, сульфат магнію, азофоска з сіркою, марганець сірчанокислий пятиводний, азотосульфат і ін. 

Мікродобрива

Мікродобрива — мінеральні поживні речовини, що містять мікроелементи. Найбільш поширені борні, марганцеві, молібденові, мідні і цинкові мікродобрива. 

Підвищення вмісту мікроелементів в грунті до їх оптимального рівня рентабельно тільки за умови бідності грунту тим чи іншим мікроелементом. Вносяться мікроелементи шляхом обробки насіннєвого матеріалу і при позакореневих підгодівлях.

При надмірному вмісті мікроелемента в грунті його внесення категорично виключається. 

Мікродобрива за діючою речовиною розрізняють на:

• молібденові (молібдат амонію, молібдат амонію — натрію, гранульований суперфосфат молібденізований);
• цинкові (цинк сірчанокислий);
• мідні (сульфат міді або мідний купорос, сірчанокисла мідь, піритні недогарки);
• борні (борна кислота), гранульований боросуперфосфат, подвійний боросуперфосфат, бормагніевое добриво і ін.);
• марганцеві добрива (марганізований суперфосфат, марганізірованная нітрофоска, марганцеві шлами, марганець сірчанокислий пятиводний).

Значення мінеральних добрив

Часто можна зустріти міркування про шкоду мінеральних добрив і пестицидів для навколишнього середовища. Однак найрозвиненіші і благополучні в економічному відношенні країни використовують їх в найбільших кількостях. Прикладом може служити Японія, де тривалість життя людини — одна з найбільших в світі.

Дійсно, основні проблеми екологічного неблагополуччя пов’язані не стільки з хімічним забрудненням через застосування мінеральних добрив, скільки з використанням екстенсивної форми господарювання і недостатнім або незрозумілим застосуванням мінеральних добрив та інших засобів хімізації.

Численні дослідження показують, що застосування мінеральних добрив — один з основних чинників отримання високих врожаїв сільськогосподарських культур і поліпшення родючості грунтів.

У світовій практиці зберігається тенденція зростання виробництва і застосування мінеральних добрив. За інтенсивністю застосування мінеральних добрив на 1 га ріллі в десятку перших країн входять Малайзія, Голландія, Корея, Йорданія, Бельгія, Єгипет, Нова Зеландія, Японія, Великобританія і Колумбія.

Між дозами застосовуваних добрив на 1 га і врожайністю простежується чіткий зв’язок. Встановлено, що найбільш високі дози мінеральних добрив застосовуються у Франції, Нідерландах і Великобританії. Середня врожайність зернових у Франції — 73,2 ц / га, Нідерландах — 82,9 ц / га, Великобританії — 70,8 ц / га. Це найвищі показники в світі.

Однак варто пам’ятати, що ефективним застосування добрив може бути тільки при їх комплексному використанні спільно із засобами захисту рослин (пестицидів) і при загальній культурі землеробства.