6. Отримання мінеральних добрив і тукосумішей

Тукосуміші – складні комплексні мінеральні добрива з різним співвідношенням NPK, що виробляються за індивідуальним замовленням будь-якими партіями, враховуючи потреби конкретного Споживача.

Тукосуміші мають перевагу перед комплексними добривами із сталим складом, які не завжди підходять для внесення під певні культури і на різних ґрунтах.  Комбінуючи пропорційність компонентів для тукосумішей, можна підібрати оптимальний варіант  під певну сільськогосподарську культуру та враховуючи агрохімічний аналіз ґрунту. Таким чином, в ґрунт вносяться тільки необхідні елементи живлення.

Можливо виготовлення індивідуальних марок тукосумішей під замовлення з різним вмістом NPK додаванням сірки (S) та широкого спектру мікроелементів.

Тукосуміші – економічно ефективна форма збалансованого живлення рослин. Оптимальне співвідношення азоту, фосфору і калію індивідуально для кожного типу ґрунту. Економічна перевага тукосумішей досягає 20-30% в порівнянні з рештою добрив, особливо на таких культурах, як пивоварний ячмінь, цукровий буряк, овочі тощо.

Норми внесення добрива встановлюються за результатами агрохімічних аналізів ґрунту, біології рослин та запланованого врожаю.

Ефективність тукосумішей і рідких комплексних добрив

Добрива є одним із найважливіших засобів збереження і підвищення родючості грунтів, регулювання процесів живлення рослин, підвищення врожайності сільськогосподарських культур і якості рослинницької продукції, що дає можливість підняти рентабельність сільськогосподарського виробництва незалежно від форми його ведення. За даними наукових установ, в середньому 1 тонна мінеральних добрив дає приріст урожаю з 1 га: зерна — 4,0–4,5 т, коренеплодів цукрових буряків — 30–40, картоплі — 20–23, кукурудзи на силос — 35–40, насіння соняшнику — 1,2–1,5 т. Світова практика показала, що за рахунок добрив отримують майже половину приросту врожаю сільськогосподарських культур. Однак при застосуванні добрив слід завжди пам’ятати, що їх ефективність значною мірою залежить від виду і форми елемента живлення, фізико-хімічних властивостей, способів і строків внесення з урахуванням грунтово-кліматичних умов і фізіолого-біохімічних особливостей культури. У розвинутих країнах світу і в багатьох господарствах України сьогодні надають перевагу сумішам, виготовленим із висококонцентрованих простих і складних добрив, а також рідким комплексним добривам. В Україні початок змішуванню добрив за допомогою найпростіших місцевих засобів було розпочато в районах інтенсивного їх використання під такі культури, як озима пшениця, цукрові буряки і коренеплоди, кукурудза на зерно, картопля і овочеві культури. Їх використання дало можливість значно підняти врожайність цих культур та їх якість і покращити показники родючості грунтів.

У нинішніх умовах виготовлення сухих тукосумішей — це не тільки доступний, пластичний і економічно вигідний спосіб отримання добрив з необхідним вмістом і співвідношенням поживних елементів, а й ефективний прийом скорочення фізичних втрат добрив, зменшення (у 2–3 рази) затрат на підготовку, транспортування і внесення їх у грунт. За внесення сумішей менше ущільнюється грунт, добрива більш рівномірно розміщуються на його поверхні, що покращує позиційну доступність елементів живлення із них. Важливо, що форма поживних елементів легкодоступна для рослин і не втрачається з грунту. Значний досвід в питаннях агрохімічного забезпечення живлення рослин, виготовлення і використання сумішей із простих і складних мінеральних добрив накопичений в АТ ЗАТ “Каргілл”. Використання цих сумішей в господарствах Київської, Вінницької, Чернігівської, Донецької, Дніпропетровської і інших областей дало можливість отримати урожайність озимої пшениці в межах 50–60 ц/га, цукрових буряків — 40–50 т/га, кукурудзи на зерно — 70–75 ц/га, соняшнику — 20–30 ц/га. Під час виготовлення сумішей і розробки рекомендацій щодо їх використання спеціалісти відділу живлення рослин АТ ЗАТ “Каргілл” враховують широкий комплекс фізико-хімічних і фізико-механічних властивостей (реакцію, гігроскопічність, здатність злежуватися, сипкість, розмір і міцність гранул, розчинність, вміст екологічно-небезпечних домішок, поведінку в грунті тощо) добрив, дані агрохімічного обстеження грунтів господарства, кліматичні умови, особливості культури та інші фактори. Позитивним є те, що, крім макроелементів (азот, фосфор, калій), в суміші, за необхідності, можна вводити такі елементи, як кальцій, натрій, магній, сірка, а також мікроелементи — бор, марганець, цинк, мідь і інші. Для виготовлення тукосумішей використовують концентровані добрива (сечовина, амофос, діамофос, хлористий калій, калімагнезія та інші), а також сучасне високотехнологічне обладнання[20].

Поряд з твердими сумішами мінеральних добрив в багатьох країнах світу широко використовують рідкі азотні добрива (аміачна вода, безводний аміак) і рідкі комплексні добрива (РКД) або суспензії, які містять два і більше елементів живлення, в тому числі мікроелементи. Принципова схема отримання комплексних рідких добрив базується на нейтралізації аміаком орто- і поліфосфорних кислот. Інколи необхідний вміст азоту доводиться за рахунок добавки аміачної селітри і сечовини. Калій в РКД представлений у формі хлористого калію. Найпоширенішими розчинами рідких комплексних добрив є марки 10-34 і 11-37 (вміст азоту і фосфору). Досить рідко зустрічаються марки з вмістом азоту, фосфору і калію, відповідно, 9:9:9, 6:18:6, 7:14:2 і інші. За використання поліфосфорної кислоти отримують РКД з вмістом поживних речовин більше 40%.

Рідкі комплексні добрива мають приблизно такий склад солей: (NН₄)НРО₄ — 12–15%, NН₄Н₂РО₄ — 2–4, СО(NН₂)₂ — 12–13, КСІ — 13–14% і солі поліфосфорних кислот. Щільність добрива — 1,2–1,3 г/см3, рН — 6,5. При температурі нижче –5°С може відбуватися часткова кристалізація розчину, а при температурі до 35°С випадає в осад тверда фаза. Колір рідини — від світлих до темних відтінків. Для покращання фізичних властивостей РКД до їх складу додають колоїдну глину і отримують так звані суспензовані добрива. Основною перевагою рідких комплексних добрив, порівняно з рідкими аміачними, є те, що вони не містять в своєму складі вільного аміаку, тому відпадає потреба транспортування і зберігання в герметично закритій тарі та обов’язкового внесення в грунт на певну глибину. Їх можна розподіляти по поверхні поля з наступним загортанням будь-якими грунтообробними знаряддями. На процес внесення РКД несприятливі погодні умови істотно не впливають, однак при низьких температурах вони можуть кристалізуватися. Використання рідких комплексних добрив дає змогу механізувати всі процеси транспортування, зменшити витрати при зберіганні та внесенні. При їх внесенні досягається висока рівномірність розподілення по полю і загортання в грунт, що сприяє рівномірному живленню рослин і збереженню втрат урожаю при збиранні через нерівномірності дозрівання. Їх застосування дає можливість одночасно вносити засоби захисту рослин, рістактивуючі речовини.

У грунті елементи живлення рідких комплексних добрив ведуть себе так само, як і в твердих сумішах, хоча взаємодія із грунтовим вбирним комплексом їх дещо вища.

Оптимальні строки внесення РКД — осінь або весна. Локальне внесення цих добрив не має переваг перед розкидним. Дослідження цілого ряду наукових установ показали, що ефективність РКД така сама, як і сумішей твердих мінеральних добрив. Основною перешкодою ширшого використання рідких комплексних добрив в господарствах є обмеженість їх виробництва, а також відсутність комплексу машин для їх внесення[21].

Комплексні мінеральні добрива

Випускаються з різним співвідношенням двох, трьох і більше елементів живлення – азоту, фосфору, калію та окремих мікроелементів. Їх поділяють на подвійні (фосфорно-калійні, азотно-фосфорні, азотно-калійні) та потрійні (азотно-фосфорно-калійні).

У даний період виготовляються наступні їх види:

- амофос – містить 12% азоту та близько 52% фосфору (рис. 6.1);

- діамофос з вмістом азоту 18% і фосфору 48%;

- нітроамофоска – в його склад входить по 17 відсотків азоту, фосфору й калію;

- нітрофос - це складний вид добрива, що містить 23-25% азоту й 19-22% фосфору;

- нітрофоска є одним з поширених видів складних мінеральних добрив.

Рис. 6.1.Амофос

Амофос (NН₄Н₂РО₄) – це концентроване водорозчинне, гранульоване азотно-фосфорне добриво. Амофос вносять навесні або восени під оранку ґрунту, а також для підживлення протягом вегетаційного періоду. Вноситься під всі основні сільськогосподарські культури. Застосовується в умовах захищеного ґрунту. На основі амофосу готуються будь-які марки тукосумішей.

 Рекомендовані середні норми внесення добрива: для озимих 120-250 кг/га; для ярих 100-200 кг/га; для овочевих 200-400 кг/га. Норми внесення добрив залежать від результатів агрохімічного аналізу ґрунту та запланованої врожайності культури.

Найбільшим попитом серед комплексних мінеральних добрив користується нітроамофоска (азофоска) 16:16:16.

Нітроамофоска (рис. 6.2) проходить спеціальну обробку, в результаті чого не злежується та зберігає свої сипучі властивості тривалий час. Кожна гранула містить рівну кількість азоту, фосфору і калію, корисні речовини рівномірно розподіляються в ґрунті, не порушуючи вегетацію рослин. Фосфор нітроамофоски більш рухомий у ґрунті, ніж фосфор суперфосфату, і легко засвоюється рослинами.

Рис.6.2.Нітроамофоска

Нітроамофоску застосовують для основного, передпосівного і локального внесення в рядки при посіві, а також для підживлення рослин. При основному внесенні на чорноземних ґрунтах і на важких глинистих ґрунтах нечорноземної зони нітроамофоску доцільно вносити під зяблеву оранку, а на легких ґрунтах – навесні. Рекомендовані середні норми внесення добрива: для припосівного удобрення озимих та ярих70-100 кг/га;для ярових500-700 кг/га;длякукурудзи 500-1000 кг/га; для картоплі 600-800 кг/га; для цукрового буряка600-800 кг/га;для овочевих 600-1000 кг/га. Норми внесення добрив залежать від результатів агрохімічного аналізу ґрунту та запланованої врожайності культури.

 

Випускається переважно азотно-сульфатна нітрофоска з вмістом водорозчинного фосфору 55-65% і з таким співвідношенням елементів живлення: азоту, фосфору й калію – відповідно 11:10:11.

З рідких комплексних добрив (РКД), що представляють собою розчин солей і містять 2-3 поживні елементи (азот, фосфор і калій), освоєно виробництво з вмістом останніх відповідно 9:9:9 і 7:20:0.

Новим видом складного азотно-фосфорного-калійного добрива є кристалін.

Тукосуміші

Рис. 6.3. Тукосуміш

Результати дослідів доводять, що в сільському господарстві з ціллю збільшення продуктивності рентабельності землеробства, в структурі внесених добрив необхідно враховувати співвідношення між елементами живлення: наприклад, збільшити відносну частку азоту за рахунок зниження частки фосфору або калію. Тукосуміші (рис. 6.3) мають перевагу перед комплексними добривами із сталим складом, які не завжди підходять для внесення під певні культури і на різних ґрунтах. Комбінуючи пропорційність компонентів для тукосумішей, можна підібрати оптимальний варіант під певну с/г культуру та враховуючи агрохімічний аналіз ґрунту. Таким чином, в ґрунт вносяться тільки необхідні поживні речовини[22].

Виготовлення тукосумішей (табл. 6.1) є одним з найбільш гнучких способів виробництва складних добрив із заданим співвідношенням поживних речовин. Важливою умовою для виробництва якісних тукосумішей є правильний підбір початкової сировини із заданими хімічними й фізичними властивостями, а також наявність якісного обладнання для змішування.

До компонентів, що використовуються для виготовлення тукосумішей висуваються жорсткі вимоги: високі показники сипучості, мінімально можливі показники вологості, якісний гранулометричний склад. Основними інгредієнтами, що використовуються для змішування є: амофос, хлористий калій, аміачна селітра, карбамід, сульфоамофос, а також сірка та мікроелементи Fe, Ca, B, Cu, Mn, Zn, Mo, Mg, S.

Мікроелементи – хімічні елементи, необхідні для життєдіяльності живих організмів в дуже незначній кількості.

Значення мікроелементів в житті рослин:

- мікроелементи за рахунок своєї каталітичної дії дозволяють рослинам більш ефективно використовувати основні елементи живлення – енергію сонця, воду та мікроелементи – азот (N), фосфофор (Р) та калій (К), що, в свою чергу, позитивно впливає на продуктивність рослин та якість врожаю;

- входять до складу ферментів та ферментних систем, без яких є неможливим перебіг біохімічних процесів в організмі рослини;

- мікроелементи здатні посилювати властивість тканин рослини до відновлення, що в значному ступеню зменшує ураження рослин захворюваннями;

- більшість мікроелементів є активними каталізаторами біохімічних процесів в рослинах. Крім того, мікроелементи впливають на напрямок перебігу біохімічних реакцій у рослинах за рахунок впливу на біоколоїди рослин.

Найважливішим показником якості є вміст поживних для рослин речовин і гранулометричний склад. Основними діючими речовинами є сполуки азоту, фосфору і калію.

Таблиця 6.1 Комплексні мінеральні добрива тукосуміші

Марка добрив	Культура
для осінньо-польових робіт:
N:P:K 6:26:30	Універсальне комплексне добриво для основного внесення
N:P:K 4:17:40	Цукровий буряк та картопля
N:P:K 11:13:30	Озимий ріпак
N:P:K 5:21:36	Кукурудза, соняшник
N:P:K 10:19:28	Льон
N:P:K 8:26:26	Озимі зернові
N:P:K 9:17:31	Для передпосівного внесення під озимі культури
для весняно-польових робіт:
N:P:K 18:14:18	Ярі зернові, ранньовесняне підживлення озимих
N:P:K 19:15:15	Ярі зернові, ранньовесняне підживлення озимих
N:P:K 25:11:8	Ярі зернові та ярий ріпак
N:P:K 20:20:10	Озимі, кукурудза на силос
N:P:K 24:10:10	Ріпак та ярі зернові культури
N:P:K 18:12:20	Кукурудза на силос
N:P:K 16:16:20	Кукурудза на зерно
N:P:K 10:19:28	Льон
N:P:K 16:14:22	Кукурудза на зерно

 

Тукосуміші – економічно ефективна форма збалансованого живлення рослин. Оптимальне співвідношення азоту, фосфору і калію індивідуально для кожного типу ґрунту. Економічна перевага тукосумішей досягає 20-30% в порівнянні з рештою добрив, особливо на таких культурах, як пивоварний ячмінь, цукровий буряк, овочі тощо. Норми внесення добрив залежать від результатів агрохімічного аналізу ґрунту та запланованої врожайності культури[23].

При розробці системи удобрення досить важливо встановити оптимальні норми і співвідношення поживних елементів для окремих сільсько-господарських культур і сівозміни в цілому. Визначення оптимальних норм добрив під окремі культури проводять такими методами:

- визначення норм добрив за результатами польових дослідів із добривами;

- балансово-розрахункові методи за виносом поживних речовин з урахуванням коефіцієнтів їх використання з ґрунту і добрив;

- визначення норм добрив на запланований приріст урожаю;

- визначення норм добрив за нормативами витрат поживних речовин для одержання одиниці продукції та одиниці приросту врожаю;

- визначення норм добрив за рівнем природної родючості (бальною оцінкою) ґрунту та ін.

Норми поживних речовин, встановлені за цими методами, залежать від стану окультурення ґрунту, економічного становища господарства, можливостей придбання мінеральних добрив, а також заготівлі, зберігання та застосування органічних добрив.

У зв'язку з недостатнім випуском складних добрив виникає необхідність змішування простих (звичайних) видів добрив безпосередньо в господарствах. Враховуючи те, що за своїм складом суміші можуть бути різноманітними, з їх допомогою можна краще задовольняти потреби рослин у кількості та співвідношенні поживних речовин. Проте змішувати можна лише добрива з високими фізико-хімічними якостями та вирівняним гранулометричним складом. Адже важливо, щоб суміші тривалий час зберігали сипучість. В інших випадках суміші злежуються, що вимагає значних додаткових витрат на підготовку їх до внесення[24].

Для розрахунку змішання добрив користуються трикутної діаграмою. Вершини рівностороннього трикутника (рис. 6.4) відповідають простим добривам, причому вміст у них поживних речовин - Р205, N і К20- приймається за 100%. Фігуративні точки, що лежать на сторонах трикутника, відповідають складу подвійних, а точки всередині трикутника - складу потрійних добрив в перерахунку на поживні речовини.

Наприклад, потрібно вирішити питання, в якому співвідношенні слід змішати аммонізірованний суперфосфат, що містить 14% Р205 і 2,5% N, сульфат амонію, що містить 21% N і калійну сіль (сильвініт, збагачений хлористим калієм), що містить умовно 42% К₂О, щоб отримати змішане добриво із співвідношенням N: Р₂0₅: К₂0, рівним 2: 2: 1.

Для цього наносять на діаграму точку а, відповідну складу амонізованого суперфосфату (відношення відрізка N - о, К Р₂0₅ - а дорівнює відношенню змісту Р₂0₅ до N в аммонізірованний суперфосфат, т. Е. 14: 2,5). Потім наносять на діаграму точку Ь, відповідну складу змішаного добрива, і проводять через вершину трикутника, що відповідає 100% К₂О, і точку b пряму лінію до перетину зі стороною N - Р₂0₅ в точке с. Відношення довжини відрізка ас до с - N дає відношення кількості сульфату амонію в перерахунку на 100% N до кількості амонізованого суперфосфату в перерахунку на 100% (P₂O₅ + N). Вимірявши відрізки, встановлюємо, що це відношення дорівнює 7: 10. Відношення довжини відрізка Be до довжини відрізка B - К₂О дає відношення кількості калійної солі в перерахунку на 100% К₂0 до суми сульфату амонію і амонізованого суперфосфату в перерахунку на 100% (N + P₂0₅ ). Це відношення дорівнює 1: 4. З цих відносин слід, що для отримання змішаного добрива заданого складу необхідно, щоб вихідні добрива були взяті в співвідношенні калійна сіль (100% К₂0): сульфат амонію (100% N): аммонізірованний суперфосфат [100%(Р₂0₅ + N)] = 1 4-7 • 4-107 +10 7 +10 1: 1,65: 2,35.

Прийнявши вагу суміші за 100%, встановлюємо, що змішане добриво з заданим співвідношенням поживних речовин повинно складатися з 9,7% калійної солі, 31,9% сульфату амонію і 58,4% амонізованого суперфосфату.

Таке ж завдання може бути вирішена аналітичним шляхом.

Позначимо: необхідне співвідношення поживних речовин в змішаному добриві N: Р₂0₅: К₂0 = В: В: С, процентний вміст цих речовин в змішаному добриві відповідно а, b, с, а в трьох вихідних добривах 1) АІ ьІ сі 2) а2, Ь2. сг і 3) а3, ь3, с3. Шукане процентний вміст вихідних добрив в суміші позначимо відповідно х, у і р Для обчислення шести невідомих (а, b, с, х, у і г) складаємо шість рівнянь[25].