Минеральные удобрения: виды, классификация, свойства, применение в огородничестве и садоводстве

Минеральные удобрения, как и органические, играют немаловажную роль в огородничестве и садоводстве. Они улучшают питание растений, повышают плодородие почвы. По своему составу минеральные удобрения подразделяют на простые и комплексные. В простых содержится лишь один питательный элемент, выделяют: азотные, калийные, фосфорные и другие удобрения. Комплексные удобрения содержат два и более питательных элемента, их также подразделяют на подвиды: смешанные, сложные и сложно-смешанные. Помимо такой классификации, минеральные удобрения различают по количественному содержанию питательных элементов.

Свойства минеральных удобрений

Минеральные удобрения представляют собой промышленные или ископаемые продукты, в составе которых содержатся элементы, требующиеся для питания растений и увеличения плодородия почвы. Получают их из минеральных веществ путем механической или химической переработки. Питательные вещества в минеральных удобрениях в основном представлены в виде минеральных солей, однако есть и органические соединения, в частности, мочевина.

Классификация минеральных удобрений

Минеральные удобрения классифицируют по нескольким параметрам.

По количеству питательных элементов:

• простые (односторонние, односоставные) – содержат только один питательный элемент (азотные, фосфорные, калийные);
• комплексные (многосторонние) – содержат два и более питательных элемента (калийную селитру, нитрофоску, диаммофоску и пр.).

Содержание питательных веществ (или количество действующего вещества) выражают в процентах по действующему веществу. Для азотных удобрений это азот, для фосфорных и калийных – оксиды данных элементов (P₂O₅ и K₂O).

По агрегатному состоянию:

• твердые (хлорид аммония, натриевая селитра);
• жидкие (аммиачная вода, жидкий аммиак);
• газообразные (CO₂).

Твердые удобрения, в свою очередь, подразделяются на:

• порошковидные (размер частиц менее 1 мм);
• кристаллические (размер кристаллов более 0,5 мм);
• гранулированные (размер гранул более 1 мм).

Физико-механические свойства удобрений

Влажность удобрений варьирует в широких пределах в зависимости от технологии производства удобрения. Для каждого удобрения определены ГОСТы (государственные стандарты) и технические условия, регламентирующие в том числе содержание влаги. Отклонение от этих показателей приводит к значительным изменениям физико-механических свойств удобрений, что делает их малопригодными для практического применения.

Гигроскопичность удобрения – способность поглощать влагу из окружающего воздуха. Оценку гигроскопичности удобрений проводят по десятибалльной шкале. К сильно гигроскопичным удобрениям относят кальциевую (9,5 балла) и аммонийную (9,3 балла) селитру.

Калийные удобрения обладают гораздо меньшей гигроскопичностью: хлорид калия – 3,2–4,4 балла, сульфат калия – 0,2 балла.

Гигроскопичность определяет условия хранения, транспортировки и упаковки удобрений. Сильно гигроскопичные удобрения (7–10 баллов) хранят и перевозят только в герметично закрытой таре. Обычно это полиэтиленовые мешки.

Сыпучесть удобрений показывает их пригодность для механического внесения туковысевающими агрегатами и зависит от влагоемкости.

Предельная влагоемкость минерального удобрения – максимальная влажность, при которой удобрение сохраняет способность к удовлетворительному рассеиванию туковыми сеялками.

Слеживаемость оценивается по семибальной шкале и оценивается по сопротивлению слежавшегося удобрения к разрушению. Например, простой порошковидный суперфосфат слеживается очень сильно (7 баллов), мелкокристаллический хлорид калия несколько меньше (6 баллов). Слабо слеживается сульфат аммония (2–3 балла) и практически не слеживается калимагнезия (1 балл).

Гранулометрический состав (размер частиц удобрения) определяется всеми вышеуказанными физико-химическими свойствами минеральных удобрений. Определяют его при механическом ситовом анализе удобрения.

Прочность гранул характеризуется механической прочностью гранул и реакцией на раздавливание (кгс/см³) и истирание (%). Определяют ее на специальных приборах.

Рассеиваемость – подвижность гранулометрических частиц удобрения при их внесении туковыми сеялками. Оценивают рассееваемость по 12-бальной шкале по возрастающей.

Плотность удобрения – масса на единицу объема. Самые легкие из твердых минеральных удобрений – хлорид аммония и мочевина (0,58–0,65 т/м³), самые тяжелые – томасшлак, фосфоритная мука (2,01–1,62 т/м³).

Виды минеральных удобрений

В почвах, как правило, присутствуют все необходимые для роста растений, питательные вещества. Однако отдельных элементов бывает в недостаточном количестве для нормального развития. К примеру, торфяные почвы испытывают недостаток молибдена, песчаные – магния, а черноземы – марганца. Использование минеральных удобрений является одним из основных приемов интенсивного земледелия. С их помощью можно в значительной мере повысить урожаи любых овощных, плодовых и ягодных культур.

Азотные удобрения

Азотные удобрения – удобрительные вещества, содержащие азот в различных химических соединениях. Их производство основано на получении синтетического аммиака из молекулярного азота воздуха и водорода. Источником водорода служит природный газ, коксовые и нефтяные газы. Этот процесс требует значительных энергозатрат. При производстве 1 тонны азота затрачивается энергия, эквивалентная переработке 4 тонн нефти.

Азотные удобрения отлично подходят для плодовых и ягодных культур, но не рекомендуется использовать хлористый аммоний, поскольку он содержит в своем составе достаточно много хлора, который губителен для растений. Азотные удобрения следует вносить ранней весной и в первой половине лета, равномерно рассеивая по земельному участку с последующей перекопкой или рыхлением.

В зависимости от формы содержания азота и агрегатного состояния азотные удобрения подразделяются на:

• Нитратные – удобрения, содержащие азот в нитратной форме (NO₃^—). К ним относится кальциевая и натриевая селитра. Нитратные удобрения используются под все сельскохозяйственные культуры, во всех почвенно-климатических зонах.
• Аммонийные – удобрения, содержащие азот в аммонийной форме (NH₄⁺). К ним относятся сульфат аммония, сульфат аммония-натрия, хлористый аммоний. Использование аммонийных удобрений ограничивается их физиологической кислотностью. Для ее устранения применяют известкование почвы.
• Аммонийно-нитратные (Аммиачно-нитратные) – удобрения, содержащие азот в нитратной и аммонийной формах (NO₃^– и NH₄⁺). К ним относятся аммонийная (аммиачная) селитра, сульфат аммония, известково-аммонийная селитра. Это универсальные удобрения, рекомендуемые к применению под любые культуры и на всех почвах в различные приемы внесения.
• Амидные (мочевина) – удобрение, содержащее азот в форме органического соединения – мочевины СО(NН₂)₂. Содержит 46 % азота. Получают путем синтеза аммиака и диоксида углерода (CO₂) при высоких показателях давления и температуры. Применяют до посева и в подкормку.
• Жидкие аммиачные удобрения – азотные удобрения в жидкой форме, содержащие азот в нитратной и (или) амммонийной форме. К ним относятся безводный аммиак, аммиачная вода, карбамид-аммонийно-нитратные (КАС). Жидкие аммиачные удобрения хорошо усваиваются растениями. Их производство гораздо дешевле, чем твердых удобрений. Себестоимость единицы азота в составе жидкого аммиака на 35 % ниже, чем в самом дешевом твердом азотном удобрении – аммонийной селитре.

Аммонийные удобрения оказывают на почву как благоприятное, так и неблагоприятное воздействие, если быть точнее, то они подкисляют почву, тем самым ухудшают ее свойства особенно на малоплодородных почвах. Преимущество такого удобрения состоит в том, что оно в меньшей степени подвержено вымыванию, так как закрепляется почвенными частицами и поглощается полезными микроорганизмами.

Нитратные удобрения подщелачивают почву, что особенно необходимо для кислых дерново-подзолистых почв. Они легко растворяются в воде, а при переизбытке влаги нитраты не закрепляются в почве, вымываются за пределы корневища растения. Одним из универсальных и весьма эффективных удобрения этого класса является аммиачная селитра.

Амидные удобрения под действием почвенных микробов и ферментов превращаются в нитраты и ионы аммония. К примеру, мочевина приносит пользу культурам, чувствительным к повышенной кислотности почвы (зеленый салат, огурцы и др.).

Нитратные удобрения рекомендуется использовать для корневых подкормок, вносить их следует на протяжении всего вегетационного периода, а вот вышеописанные амидные и аммонийные – только весной или осенью.

Ассортимент минеральных удобрений:

Азотофосфат; Азофоска (нитроаммофоска); Аммиачная вода (водный аммиак); Аммофос; Аммофоска; Аммофосфат (фосфат аммония); Безводный аммиак; Диаммонийфосфат; Диаммофоска; Калий сернокислый (сульфат калия); Калий хлористый (хлорид калия); Калимагнезия; Карбамид (мочевина); Кислота борная; Марганец сернокислый пятиводный; Монокалийфосфат; Нитроаммофос (нитрофосфат); Нитроаммофосфат; Нитрофоска; Селитра аммиачная; Селитра калиевая (нитрат калия); Селитра кальциевая; Селитра карбамид-аммиачная (КАС); Селитра магниевая; Селитра натриевая; Сульфат аммония (сернокислый аммоний); Сульфат аммония-натрия; Сульфат магния; Сульфат цинка; Сульфоаммофос; Сульфонитрат аммония; Суперфосфат двойной; Суперфосфат простой; Фосфоритная мука; Хелат железа.

Фосфорные удобрения

Фосфорные удобрения – удобрительные вещества, содержащие фосфор в различных химических соединениях. Сырьем для получения фосфорных удобрений являются природные фосфорсодержащие руды – апатит и фосфорит, а также отходы металлургической промышленности.

Фосфор является одним из важнейших элементов питания растений. Если азот пополняется путем фиксации его из воздуха, то фосфор попадает в почву только искусственным путем, то есть в составе удобрения. Основными источниками фосфора считаются фосфориты, вивианиты, апатиты и металлургические отходы (фосфатшлак и томасшлак).

Фосфатное сырье перерабатывают на удобрение четырьмя способами:

• измельчением фосфатов в фосфоритную муку;
• разложением фосфатов кислотами – серной, фосфорной и азотной;
• электротермическим восстановлением фосфатов углеродом в присутствии диоксида кремния с извлечением элементарного фосфора и его последующей переработкой в фосфорную кислоту и ее соли,
• термической обработкой фосфатов.

Фосфорные удобрения подразделяются на несколько групп по степени доступности содержащихся в них форм фосфора растениям:

• Водорастворимые фосфорные удобрения. Фосфор этих удобрений легко доступен для корневых систем растений. К ним относятся все суперфосфаты.
• Цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения. Фосфор этих удобрений не растворим в воде, но легко растворим в слабых кислотах. К этой группе удобрений принадлежат преципитат, термофосфаты.
• Труднорастворимые фосфорные удобрения. Фосфор не растворим в воде и слабых кислотах, но хорошо растворим в сильных кислотах. К ним относятся фосфоритная мука и вивианит.

Фосфористая мука – это природный тонко размолотый фосфорит, его соединения труднодоступны большинству растений. Применяют такое удобрение на торфяных, кислых подзолистых, серых лесных почвах, а также красноземах и черноземах. Чем тоньше помол фосфористой муки, тем сильнее и эффективнее ее действие на растение. Наилучшие результаты приносит компостирование такой муки с верховым торфом.

Растворимые в воде фосфорные удобрения используют на всех почвах, они подходят для разных видов культур, правда, воздействие на них неодинаковое. Как простой, так и двойной гранулированный суперфосфат отлично растворяется в воде и с легкостью усваивается большинством растений. Его можно применять как основное удобрение, а также в качестве подкормки.

Растворимые в лимоннокислом аммонии фосфорные удобрения по своим свойствам ничуть не уступают суперфосфату. Их используют примерно в тех же дозах, что и суперфосфаты, однако при внесении их в почвы с рН от 5,5 до 6 необходима подкормка растворимыми формами.

Трудно-растворимые фосфорные удобрения рекомендуется вносить на кислые почвы в осенний период, это делается для того, чтобы они успели разложиться. Они обладают длительным действием, поэтому их можно применять при первичном окультуривании почвы нового земельного участка. Под глубокую заделку достаточно 10-15 кг трудно-растворимого фосфорного удобрения на 100 метров квадратных.

Стоит помнить, что фосфорная кислота практически не передвигается в слоях почвы, поэтому нужно вносить удобрение в то место, где будет располагаться основная масса корней растений. Фосфорные удобрения хорошо усваиваются такими культурами, как горох, гречиха, люпин и др. Кстати, фосфорные удобрения не только положительно влияют на рост растений, но и увеличивают содержание крахмала в зерновых культурах и картофеле, повышают сахаристость свеклы.

Калийные удобрения

Калийные удобрения – удобрительные вещества, содержащие калий – один из важнейших элементов в питании растений. Сырьем для производства этой группы удобрений являются природные калийные соли.

Калийные удобрения также необходимы для нормального роста и развития овощных, плодовых, ягодных и других видов культур. Самым распространенным среди такого рода удобрений считается хлористый калий. Выпускается он в гранулах или кристаллах.

Помимо хлористого калия, для подкормки используют следующие удобрения:

• калийная соль;
• сульфат калия;
• древесная зола;
• калимагнезия;
• калимаг.

В целом действие разных видов удобрений в значительной мере определяется влиянием содержащихся в них элементов, например, хлора, сульфата натрия и магния, и, конечно же, биологическими особенностями выращиваемых растений. Большинство культур отрицательно реагируют на хлор, в случае его переизбытка урожайность будет низкая. Поэтому в садах и огородах лучше применять бесхлорные калийные удобрения. Хотя удобрения, содержащие в своем составе незначительное количество хлора, подходят для суглинистых почв, но вносят их исключительно в осенний период.

Промышленные калийные удобрения делят на:

• концентрированные (хлоистый калий, сернокислый калий, хлоистый калий – электролит, калийная соль, калимагнезия, калийно-магниевый концентрат);
• сырые (каинит и сильвинит).

Калийные удобрения хорошо растворимы в воде. Во взаимодействие с почвенно-поглощающим комплексом калийные удобрения вступают по типу обменного (физико-химического), а частично и необменного поглощения.

Эффективность калийных удобрений зависит от почвенно-климатических условий и биологических особенностей культур.

Комплексные удобрения

Комплексные удобрения – удобрительные вещества, содержащие два, три и более элементов питания: азот, фосфор, калий, магний, серу и микроэлементы.

По количеству элементов питания различают:

• двойные (азотно-фосфорные, азотно-калийные, фосфорно-калийные) комплексные удобрения;
• тройные (азотно-фосфорно-калийные) комплексные удобрения.

По способу производства комплексные удобрения делят на:

• Сложные – комплексные минеральные удобрения, твердые или жидкие, все частицы которых имеют одинаковый или близкий химический состав.
• Сложно-смешанные – комплексные удобрения. Получаются путем смешивания готовых однокомпонентных и сложных удобрений и введения в смесь газообразных и жидких продуктов.
• Смешанные – комплексные минеральные удобрения, которые получаются путем механического смешивания готовых удобрений различных форм.

По форме выпуска:

• Жидкие (ЖКУ).
• Суспензированные (СЖКУ).
• Гранулированные.

Магниевые удобрения

Магниевые удобрения – комплексные минеральные удобрения, содержащие магний. Основной источник производства – природные соединения магния. Они используются и как непосредственные источники магния, и для переработки на магнийсодержащие удобрения. К этой группе удобрений относятся доломитовая мука, полуобожженный доломит, магнезит, сульфат магния.

Серосодержащие удобрения

Серосодержащие удобрения – комплексные минеральные удобрения, содержащие серу. Кроме элементарной серы, к этой группе удобрений относятся суперфосфат, сульфат аммония, сульфат аммония – натрия, сульфат калия, калимагнезия, сульфат магния, азофоска с серой, марганец сернокислый пятиводный, азотосульфат и др.

Микроудобрения

Микроудобрения – минеральные удобрительные вещества, содержащие микроэлементы. Наиболее распространены борные, марганцевые, молибденовые, медные и цинковые микроудобрения.

Повышение содержания микроэлементов в почве до их оптимального уровня рентабельно только при условии бедности почвы тем или иным микроэлементом. Вносятся микроэлементы путем обработки семенного материала и при внекорневых подкормках.

При избыточном содержании микроэлемента в почве его внесение категорически исключается.

Микроудобрения по действующему веществу различают на:

• молибденовые (молибдат аммония, молибдат аммония – натрия, гранулированный суперфосфат молибденизированный);
• цинковые (цинк сернокислый);
• медные (сульфат меди или медный купорос, сернокислая медь, пиритные огарки);
• борные (борная кислота), гранулированный боросуперфосфат, двойной боросуперфосфат, бормагниевое удобрение и др.);
• марганцевые удобрения (марганизированный суперфосфат, марганизированная нитрофоска, марганцевые шламы, марганец сернокислый пятиводный).

Значение минеральных удобрений

Часто можно встретить рассуждения о вреде минеральных удобрений и пестицидов для окружающей среды. Однако самые развитые и благополучные в экономическом отношении страны используют их в наибольших количествах. Примером может служить Япония, где продолжительность жизни человека – одна из самых больших в мире.

Действительно, основные проблемы экологического неблагополучия связаны не столько с химическим загрязнением из-за применения минеральных удобрений, сколько с преобладанием экстенсивной формы хозяйствования и недостаточным или неграмотным применением минеральных удобрений и других средств химизации.

Многочисленные исследования показывают, что применение минеральных удобрений – один из основных факторов получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур и улучшения плодородия почв.

В мировой практике сохраняется тенденция роста производства и применения минеральных удобрений. По интенсивности применения минеральных удобрений на 1 га пашни в десятку первых стран входят Малайзия, Голландия, Корея, Иордания, Бельгия, Египет, Новая Зеландия, Япония, Великобритания и Колумбия.

Между дозами применяемых удобрений на 1 га и урожайностью прослеживается четкая связь. Установлено, что наиболее высокие дозы минеральных удобрений применяются во Франции, Нидерландах и Великобритании. Средняя урожайность зерновых во Франции – 73,2 ц/га, Нидерландах – 82,9 ц/га, Великобритании – 70,8 ц/га. Это самые высокие показатели в мире.

Однако стоит помнить, что эффективным применение удобрений может быть только при их комплексном использовании совместно со средствами защиты растений (пестицидами) и при общей культуре земледелия.