677

В почве под влиянием уробактерий, выделяющих фермент уреазу, мочевина быстро (за 2-3 дня) аммонифицируется с образованием карбоната аммония:

СО(NН2)2 + 2Н2О = (NH4)2CO3.

В первые дни после внесения мочевины вследствие образования (NH4)2CO3 (гидролитически щелочная соль) происходит временное местное подщелачивание почвы. (NH4)2СО3 поглощается почвой и постепенно нитрифицируется (причем нитрификация его протекает быстрее, чем (NH4)2SO4, и временное подщелачивание почвы сменяется некоторым подкислением).

На малобуферных легких почвах смещение реакции почвенного раствора может быть особенно заметным. Для нейтрализации подкисляющего действия 1 ц мочевины требуется 0,83 ц СаСО3.

Мочевина – одно из лучших азотных удобрений и по эффективности равноценна аммиачной селитре, а на рисе – сульфату аммония. Еѐ можно применять как основное удобрение или в подкормку под все культуры и на различных почвах.

При внесении мочевины в почву еѐ необходимо своевременно заделать, так как при поверхностном размещении удобрения возможны потери азота вследствие улетучивания аммиака из углекислого аммония, легко разлагающегося на воздухе, особенно на карбонатных и щелочных почвах:

(NН4)2СО3 = NH4HCO3 + NН3.

Значительные потери в форме аммиака могут происходить при использовании мочевины в подкормку на лугах и пастбищах, поскольку дернина обладает высокой уреазной активностью. Мочевину с успехом можно применять для не-

181

корневой подкормки овощных и плодовых культур, а также для поздних подкормок пшеницы с целью повышения содержания белка в зерне. В отличие от других азотных удобрений, мочевина даже в повышенной концентрации (> 5%) не обжигает листья и хорошо усваивается растениями при использовании еѐ в виде некорневой подкормки.

Кроме того, мочевину применяют в животноводстве как азотную добавку к углеводистым кормам.

КАС – водные растворы аммиачной селитры и мочевины

Смеси водных растворов карбамида и аммиачной селитры [NH4NO3×СО(NH2)2]– (КАС) с содержанием 28-32% азота получили широкое распространение за рубежом, и производятся в нашей стране (табл. 65).

Растворы КАС получают из плавов карбамида и аммиачной селитры, производимых по традиционной технологии (себестоимость единицы азота в этом случае ниже, чем в твѐрдых удобрениях, из-за исключения дорогостоящих и энергоѐмких операций доупаривания, гранулирования и кондиционирования), а также по еще более экономичной интегральной схеме – путѐм получения плава карбамида упрощенным способом и нейтрализации непрореагировавшего аммиака азотной кислотой. В качестве противокоррозионного агента в КАС вводят небольшие количества фосфатов.

182

В отличие от жидких аммиачных удобрений КАС практически не содержит свободного аммиака, еѐ можно вносить с помощью высокопроизводительных агрегатов без одновременной заделки в почву, а также с поливной водой.

КАС с ингибитором коррозии можно перевозить в обычных железнодорожных цистернах и автоцистернах; особенно выгодна транспортировка КАС по трубопроводам и водным транспортом.

Низкая температура кристаллизации и замерзания позволяет транспортировать и хранить КАС круглогодично, особенно в заглубленных в почву естественно утеплѐнных хранилищах из бетона и асфальта с внутренним покрытием из плѐнки, армированного стекловолокна или мягкой стали.

КАС имеет высокий удельный вес, что позволяет значительно сократить капитальные вложения в транспортировку и хранение. При равном объеме удобрений в КАС-32 содержится в 1,3 раза больше азота чем в гранулированной мочевине, и в 1,5 раза больше чем в аммиачной селитре.

При использовании КАС обеспечиваются высокая точность дозирования и равномерность внесения по всей площади. Для транспортировки и внесения КАС можно использовать ту же технику, что и для жидких комплексных удобрений, аммиачной воды и гербицидов. В условиях интенсивных и энергосберегающих технологий возделывания культур немаловажное значение приобретает возможность введения в

КАС микроэлементов и пестицидов.

Таким образом, использование КАС в сельском хозяйстве имеет несомненные преимущества перед твердыми удобрениями: обеспечивается полная механизация всех по- грузочно-разгрузочных работ, резко уменьшаются потери азота, снижаются затраты на производство и применение, улучшаются условия труда, исключаются расход тары и слѐживаемость, обеспечивается высокая равномерность внесе-

183

ния азота, упрощается приготовление необходимых тукосмесей, в том числе с добавкой микроэлементов и пестицидов.

КАС можно с успехом применять в зональных технологиях возделывания культур, особенно в крупных хозяйствах. Однако для использования КАС необходима высокопроизводительная техника для транспортировки и внесения этих удобрений, а также приготовленных на их основе жидких комплексных удобрений.

Пути повышения эффективности азотных удобрений

Коэффициенты использования азота из удобрений. Ко-

эффициент использования азота из удобрений составляет в среднем 40-50%. В зависимости от культур изменяются от 5

до 65% (табл. 66).

Таблица 66

Средние коэффициенты использования растениями азота из минеральных удобрений в год внесения в почву в Нечерноземной

зоне (Справочник агрохимика, 1976; Дудина Н.Х. и др., 1991)

На эффективность азотных удобрений оказывают влияние следующие факторы:

1)географические закономерности их действия;

2)комплекс агрономических и мелиоративных мероприятий, применяемых в севообороте или под конкретную культуру;

184

3)научно обоснованная технология применения самих азотных удобрений (дозы, сроки, способы, формы);

4)совершенствование форм азотных удобрений;

5)использование наиболее эффективных методов диагностики применения азотных удобрений.

Азотные удобрения наиболее эффективны в районах достаточного увлажнения. Каждая тонна азота даѐт дополнительно 10-15 т зерна, 30-40 т корнеплодов сахарной свѐклы, 40-50 т кочанов капусты, 20-30 т сена луговых трав, 2 т льноволокна. Действие их устойчиво проявляется в Нечернозѐмной зоне на дерново-подзолистых почвах, серых лесных, а также выщелоченных и оподзоленных чернозѐмах.

Действие азотных удобрений может быть разным и внутри крупных земледельческих зон. Так, в Нечернозѐмной зоне 1 кг азота при оптимальных дозах удобрений даѐт дополнительно 8-15 кг зерна, 50-70 кг картофеля, 70-100 кг силосной кукурузы, 20-30 кг кочанов капусты, 30-35 кг корнеплодов моркови и столовой свѐклы, 6-7 кг лука репки. Особенно высокое действие азотных удобрений проявляется на супесчаных и песчаных почвах.

Повышение эффективности азотных удобрений связано

сулучшением культуры земледелия (отсутствием засоренности, благоприятные водно-воздушные и тепловые режимы почвы, оптимальное содержание других питательных элементов в почве, посев высокопродуктивных сортов культур, применение интегральной системы защиты растений от вредителей, болезней и сорняков). Все мероприятия, направленные на повышение плодородия почв, их окультуренности, способствуют и повышению эффективности азотных удобрений.

Азот должен находиться в почве в оптимальном соотношении с другими элементами питания. Необходимо строгое соблюдение доз, форм, способов и сроков их внесения. Дозы

185

азотных удобрений под основные культуры: зернобобовые – 30-40 кг/га, однолетние травы – 40-60 кг, озимые зерновые – 60-90 кг, яровые зерновые – 30-60 кг, картофель – 90-120 кг, корнеплоды – 60-120 кг, плодово-ягодные – 60-90 кг/га.

Повышению эффективности удобрений способствует совершенствование методов оптимизации азотного питания в течение всей вегетации растения. При этом необходимо учитывать прямое действие удобрений и косвенное, связанное с мобилизацией дополнительного «экстраазота» вследствие минерализации органического вещества почвы.

Необходимо использование ингибиторов нитрификации для уменьшения потерь, совершенствование форм азотных удобрений в плане пролонгированного их действия, совершенствование технологии производства медленно действующих удобрений и выпуск капсулированных удобрений, применение их на известкованных почвах.

Вопросы для повторения:

1. Роль азота в растениях. 2. Содержание и вынос азота сельскохозяйственными культурами. 3. Динамика потребления азота различными сельскохозяйственными культурами. 4. Содержание азота в почвах нашей зоны. 5. Формы азота в почвах и их доступность растениям. 6. Что такое аммонификация? 7. Нитрификация и еѐ роль в питании растений азотом. 8. Денитрификация и условия для еѐ протекания. 9. Источники азотного питания растений. 10. Расскажите о мочевине. Каков еѐ состав, свойства, получение? 11. Что такое КАС, каковы их свойства и преимущества перед другими твердыми и жидкими азотными удобрениями? 12. Превращение мочевины в почве. 13. Какие свойства и особенности применения имеют жидкие аммиачные удобрения. 14. Аммиачно-нитратные формы азотных удобрений, их превращение в почве и особенности применения. 15. Физиологическая реакция азотных удобрений. 16. Опишите сходства и различия в свойствах и применении безводного аммиака и КАС. 17. От чего зависит эффективность азотных удобрений?

186

Лекция 2. Фосфор в почвах, растениях, удобрениях

Агрохимические и физиологические основы применения фосфорных удобрений.

Получение, состав и свойства, превращение в почве и особенности применения фосфорных удобрений.

Условия эффективного применения фосфоритной муки.

Пути повышения эффективности фосфорных удобре-

ний.

Агрохимические и физиологические основы применения фосфорных удобрений

Роль фосфора в растении. Фосфор в растениях пред-

ставлен органической и минеральной формой. Из органических соединений фосфора наиболее важную роль в растениях играют нуклеиновые кислоты – сложные высокомолекулярные вещества, состоящие из азотистых оснований, молекулы углеводов (рибозы или дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. В растениях нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) по содержанию фосфора занимают первое место, на их долю приходится около 80% фосфора или 0,1-1% на сухое вещество. Они участвуют в самых важных процессах жизнедеятельности организмов – синтезе белка, росте и размножении, передаче наследственных свойств. Нуклеиновые кислоты образуют комплексы с белками нуклеопротеиды, участвующие в построении цитоплазмы и ядра клеток. Фосфор входит в состав фосфатидов (фосфоглицеридов), которые образуют бел- ково-липидные клеточные мембраны и регулируют их проницаемость для различных веществ. Значительное количество фосфора в растениях находится в составе фитина – за-

187

пасного вещества семени, используемого как источник этого элемента во время прорастания. Важная группа фосфорорганических соединений в тканях растений – сахарофосфаты, образующиеся в процессах фотосинтеза, синтеза и распада углеводов. Фосфор входит также в состав витаминов и многих ферментов.

Минеральные фосфаты присутствуют в тканях растений обычно в небольших количествах, но играют важную роль в создании буферной системы клеточного сока и служат резервом для образования органических фосфорсодержащих соединений.

Фосфор имеет большое значение в энергетическом обмене и в разнообразных процессах обмена веществ в растительных организмах. Он участвует в углеводном и азотном обмене, в процессах фотосинтеза, дыхания и брожения. Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, выделяемая при окислении в процессе дыхания ранее синтезированных органических соединений, аккумулируется в растениях в виде энергии фосфатных связей макроэргических соединений. Важнейшее из таких соединений – АТФ. Накопленная в АТФ энергия используется для всех жизненных процессов роста и развития растения, в том числе для поглощения питательных веществ из почвы, синтеза органических соединений, их транспорта. При недостатке фосфора нарушается обмен энергии и веществ в растениях.

Содержание фосфора в растениях колеблется от 0,2 до

1,5%, больше его в бобовых и технических культурах (1,0- 1,4%), меньше всего в овощных и кормовых культурах (0,01- 0,05), зерновые занимают промежуточное положение (0,6- 0,8%) (табл. 67, 68).

188

Таблица 67

Содержание фосфора в урожае различных сельскохозяйственных культур, % к общей массе (Минеев В.Г., 2006)

Таблица 68

Содержание фосфора в овощах и плодах, % на сырую массу (Дерюгин И.П., Кулюкин А.Н.., 1988)

Фосфора, как и азота, больше всего содержится в репродуктивных и молодых растущих органах и частях растения, где интенсивно идут процессы синтеза органического вещества. Из более старых листьев фосфор может передвигаться к зонам роста и использоваться повторно, поэтому внешние признаки его недостатка проявляются у растений, прежде всего, на нижних листьях.

Вынос и динамика потребления фосфора растениями.

Растения наиболее чувствительны к недостатку фосфора в самом раннем возрасте, когда их слаборазвитая корневая система обладает низкой усвояющей способностью. Отрицательное действие недостатка фосфора в этот период не может быть исправлено последующим даже обильным фосфорным питанием (см. табл. 18).

189

Источниками фосфорного питания растений могут быть соли орто-, мета- и полифосфорных кислот, а также органические фосфаты: сахарофосфаты и фитин. За вегетационный период растения потребляют из почвы на 1 т зерна около 1015 кг фосфора (Р2O5), а 1 т товарного урожая овощных культур, корнеклубнеплодов – 1,0-1,5 кг (табл. 69).

Таблица 69

Примерный вынос фосфора (кг) на создание 1 т товарной продукции (Справочник агрохимика, 1976; Дудина Н.Х. и др., 1991)

Это значительно меньше, чем азота и калия. Больше фосфора содержится в зерне и значительно меньше – в соломе, поэтому основная часть усвоенного растениями фосфора вместе с зерном и другой товарной продукцией отчуждается с урожаем и не может быть возвращена в почву с навозом

190