агрохимия Р. ЕЛЕШЕВ

Сол сияқты жылдық атмосфералық жауын-шашын 250-300 мм болатын ылғалдылығы тапшы жерлерде азот тыңайтқыштарының әсері төмен болады. Азот тыңайтқыштары астық дақылдарының тек өнімін жоғарылатып қана қоймай ақуыз мөлшерін де арттырады.

Топыраққа сіңірілген тыңайтқыштың химиялық‚ физикалықхимиялық‚ биохимиялық өзгерістер, өсімдіктің азотты қабылдауына айтарлықтай әсер етеді. Жай есептеу бойынша, өсімдік (айырмашылық әдісі) тыңайтқыш құрамындағы азоттың 6070 пайызын пайдаланады. Таңбалы атомды қолдану арқылы жүргізілген зерттеу жұмыстары орта есеппен тыңайтқыш азотының өсімдік небәрі 30-50 пайызын ғана пайдаланатындығы анықталды.

Өсімдіктің азотты пайдалануы, оған қолданылатын тыңайтқыш мөлшеріне‚ топырақ қасиетіне‚ дақылдардың ерекшеліктеріне тағы басқа жағдайларға байланысты өзгереді. Тыңайтқыш мөлшері артқан сайын, оның құрамындағы азотты өсімдіктің пайдалануы азаяды. Жеке ауыл шаруашылық дақылдары азотты бірдей дәрежеде қабылдамайды. Жүргізілген тәжірибелерге қарағанда азотты арпа‚ сұлы 60‚ тары 45‚ жаздық бидай 44‚ күріш 22 пайыз пайдаланған. Тыңайтқыш азотын өсімдіктің пайдалану коэффициенті оны беру мерзіміне қарай өзгеретіні байқалды. Мысалы‚ жаздық бидайға аммоний селитрасын түтік шығару кезеңінде 62%‚ гүлдеу кезеңінде 54%‚ сүттеніп пісуде үстеп қоректендірсе 33% азот пайдаланылған (Э.А.Муравин). Өсімдіктің азотты пайдалануы, оның фосфор мен калий элементтерімен қамтамасыз етілу деңгейіне сәйкес өзгеріп тұрады.

Азот тыңайтқыштарының тиімділігіне мына факторлар әсер етеді:

•тыңайтқыштың әсерінің географиялық заңдылығы;

•ауыспалы егісте немесе жеке дақылдарға қолданылатын агрономиялық шаралардың жиынтығы;

•ғылыми тұрғыдан негізделген технологияны пайдалану;

•азот тыңайтқышының түрлерін жетілдіру;

•тыңайтқышты қолданудың тиімді әдістерін пайдалану. Жалпы азот тыңайтқыштарының тиімділігін арттыру егіншілік

мәдениетін жақсартумен тығыз байланысты.

Топырақ реакциясы бейтарап немесе әлсіз қышқылдық болған жағдайда азот тыңайтқышының тиімділігі артады.

151

Ауыспалы егісте минералдық және органикалық тыңайтқыштарды үйлестіріп қолдану керек. Мұнда өсімдіктің минералдық тыңайтқыштардың құрамындағы қоректік заттарды пайдалануына органикалық тыңайтқыш қолайлы ықпал етеді.

Дақылдардың биологиялық ерекшеліктері мен топырақтағы қолданылатын тыңайтқыш құрамындағы элементтердің арақатынасын дұрыс белгілеу оның тиімділігін жоғарылатады.

Тыңайтқышты дер кезінде және прогрессивті тәсілмен топыраққа ендіру оның құрамындағы азотты өсімдіктің өнімді пайдалануына көмектеседі. Мысалы‚ аммоний сульфатын арпаға тұқымды себер алдында бергенде 41‚3%‚ түптенудің басында үстеп қоректендіргенде 48‚5% азотты пайдаланған.

Азот тыңайтқыштарының тиімділігін арттыруда олардың жоғарғы жылдық мөлшерін бөлшектеп берудің маңызы үлкен.

Азоттың ысырап болуын азайтуда және азот тыңайтқыштарының тиімділігін жоғарылатуда, суда баяу еритін түрлерін және ингибитор препараттарын пайдалану жақсы нәтиже береді. Мұнда ингибитор препараттары тыңайтқыш құрамындағы аммонийдің нитрификация құбылысына ұшырауын баяулатады. Соңғы жылдары көпшілік елдерде ингибитор үшін N-serve атты препаратты қолдануда. Аммиакты тыңайтқыштардың бір гектарға арналған мөлшеріне 0‚5-2,0 кг N-serve препараттарын қосып қолдану нитрификация құбылысын 1‚5-2 айға дейін тежейді. Сөйтіп азоттың газ күйінде ысырап болуын және нитрат түрінде шайылуын 1‚5-2 есе азайтады. Бұл препаратты суармалы аймақта өсірілетін мақта‚ күріш‚ көкөніс‚ күздік бидай сияқты дақылдарға қолдану жақсы нәтиже береді.

5.1.2. ФОСФОР ТЫҢАЙТҚЫШТАРЫ

Фосфор өсімдік тіршілігіне аса қажетті элементтің бірі болып саналады. Кезінде орыс оқымысты А.Е.Ферсман ”Фосфор – тіршілік пен ақыл-ой элементі” деген.

Өсімдік организміндегі синтездеу процесі мен зат алмасудың көптеген сатысы фосфор қышқылының қатысуымен өтеді. Әсіресе, әр түрлі органикалық қосылыстар құрамына енетін фосфордың маңызы зор. Солардың ішінде нуклеин қышқылдарын бірінші орынға қоюға болады. Нуклеин қышқылының екі түрі де РНК

152

(рибонуклеин), ДНК (дезоксирибонуклеин) ақуыздың синтезделуі, өніп-өсу, тұқым қуалаушылық сияқты тіршілік әрекетінің ең маңызды процестеріне қатысады. Олар өсімдіктің барлық мүшелері мен клеткаларында кездеседі. Көпшілік өсімдіктің жапырақтары мен сабақтарында нуклеин қышқылының мөлшері 0,1-1,0 пайызға дейін жетеді. Жас жапырақ пен өркеннің өсу нүктесінде нуклеин қышқылы көне жапырақ пен сабаққа қарағанда көбірек болады. Фосфордың органикалық қосылыстарына нуклепротеидтерді - ақуыздың фосфор қышқылымен қосылысын жатқызуға болады. Олар биохимиялық реакцияның өтуін жылдамдатады және клетка ядросының бөлінуіне қатысады.

Фосфор өсімдікте фосфатидтер, фитин, қант фосфаты сияқты қосылыстар құрамында да кездеседі. Фитин кейбір ауыл шаруашылық дақылдарының тұқымдары мен вегетативтік мүшелерінің құрамында, фосфор қосылыстарының арасында мөлшері жағынан бірінші орын алады. Мысалы, майлы дақылдарда 1-2%, астық дақылдарының тұқымында 0,5-1% фитин болады. Фитиннің өзінің құрамында 27,5 пайыз фосфор қышқылы кездеседі. Фосфор өсімдікте жүретін түрлі биосинтез процестерін жүзеге асыру үшін, көп энергия бөліп шығаратын қосылыстар құрамына енеді. Олардың ішінде ең маңыздысы АТФ (аденазин үш фосфор қышқылы) болып саналады.

Өсімдікте фосфор шамалы мөлшерде түрлі минералдық қосылыстар түрінде кездеседі. Оған негізінен орта фосфор қышқылының тұздары жатады. Өсімдік организмінде фосфор көптеген процестерге қатысады. Мысалы, құрамында фосфор қышқылы бар АТФ-сыз фотосинтез және тыныс алу процестері өтпейді, сондай-ақ өсімдіктегі қосылыстардың түрленуі болмайды.

Өсімдіктегі көмірсулардың синтезделуі мен ыдырауы фосфордың қатысуымен өтеді. Өсімдік организмінде фосфор қышқылы азотты заттардың алмасуында ерекше рөл атқарады. Мұнда нитратты азоттың аммиаққа дейін тотықсыздануы үшін фосфор қышқылы қажет.

Фосфор өсімдікте оның барлық мүшелерінде кездеседі. Ол азот сияқты өсімдіктің жеміс беретін мүшесінде көп, ал қосалқы өнімде аз болады. Фосфорды өсімдік көбінесе өзінің бастапқы өсу кезеңінде аса қажет етеді. Бұл кезеңдегі фосфордың жетіспеушілігін қосымша қоректендіру есебінен толықтыруға болады деп

153

ойлаудың пайдасы жоқ. Жалпы фосфор жетіспесе өсімдіктің сабағы мен жапырақтарының өсуі баяулайды,тұқым салмайды.

5.1.2.1. Топырақ құрамындағы фосфор қосылыстары және олардың өзгеруі

Топырақтағы фосфор мөлшері оның гранулометриялық құрамы мен органикалық заттардың қорына байланысты, 0,01 -0,2 пайыз аралығында болады. Топырақтың үстіңгі қабатында төменгі қабатқа қарағанда фосфор көп кездеседі. Бірақта топырақтағы жалпы фосфор қорының аз бөлігі ғана өсімдікке сіңімді түрде болады. Сондықтан фосфордың жалпы мөлшері, бұл элементпен өсімдіктің қамтамасыз өтілу дәрежесін білдірмейді.

Топырақта фосфор түрлі органикалық және минералдық қосылыстар құрамына енеді. Фосфордың бұл екі қосылыстарының мөлшері және арақатынасы топырақ түріне қарай өзгеріп тұрады.

Органикалық фосфаттар негізінен топырақтың қарашіріндісінде шоғырланған. Орманды далалық аймақ топырақтарының қарашіріндісінде 1,78-2,46%‚ қалың қабатты қара топырақ қараші- ріндісінде-0,81-1,25% кәдімгі қара топырақ қарашірінді құрамында 0,90-1,27%, сілтісізденген қара топырақ қарашіріндісінде 1,10- 1,43%, ал қара қоңыр топырақ қарашіріндісінде 0,97-1,30% фосфор болады (32 - кесте).

Сонымен қатар фосфордың органикалық қосылыстарына нуклеопротеидтер, нуклеин қышқылдары, қант фосфаттары, фитин, фосфатидтер жатады. Органикалық фосфордың біраз бөлігі микроорганизмдер плазмасында да болады.

Қарашірінді және тағы басқа органикалық заттардың ыдырауынан түзілген суда еритін фосфор топырақта қорланып қалмайды. Оны өсімдік пайдаланады және химиялық, физикалықхимиялық, биологиялық жолмен топырақ сіңіреді.

Органикалық фосфаттардың ыдырауы топырақтағы биологиялық процестердің өту қарқынына байланысты. Құрамында органикалық заттардың ыдырауынан пайда болған сіңімді фосфордың 0,2-0,3 пайыз өсімдіктің қоректенуі үшін жеткіліксіз болады. Өйткені ол топырақтағы микроорганизмдердің қоректенуінен артылмайды.

154

32–кесте. Топырақтың 0-20 см қабатындағы фосфор қоры.

Топырақта минералды фосфаттар кальций, магний, алюминий, темір тұздары түрінде кездеседі, яғни олардың құрамын топырақтың сіңіру кешеніндегі катиондар анықтайды. Мысалы, реакциясы бейтарап және сілтілік топырақтарда кальций фосфаттары басымырақ болса, қышқыл топырақта алюминий мен темірдің фосфорлы қосылыстары кеңірек таралады.

Фосфор қышкылының кальций тұздары алюминий мен темір тұздарымен салыстырғанда суда ерігіштіктерімен ерекшеленеді.

Суда жақсы еритін фосфордың минералдық қосылыстарына Са(Н2РО4)2, Мg(Н2РО4)2 және бір валентті катиондардың фосфор қышқыл тұздары (КН2РО4, NaH2РО4, NH4H2РО4 т.б.) жатады. Ортофосфор қышқылының бұл типтес тұздары өсімдік үшін фосфор элементінің негізгі көзі деп есептеу керек. Сол сияқты кальций мен магнийдін дифосфаттары (СаНРО4, МgНРО4) әлсіз қышқыл ерітіндісінде ерітіндіктен өсімдік қоректенуіне қажетті фосфор қосылыстарына жатады.

Топырақта көп таралған екі валентті катиондардың үш негізді тұздары (мысалы, Са3(РО4)2 суда ерімейді, сондықтан көпшілік ауыл шаруашылығы дақылдары олардың құрамындағы фосфорды қабылдай алмайды.

Үш негізді кальций фосфаттарының ерігіштігін азот тыңайтқыштарымен бірге қолдану арқылы жоғарылатуға болады. Ал люпин, қарақұмық, эспарцет, сиыр жоңышқа, асбұршақ сияқты дақылдар қиын еритін минералдық фосфор қосылыстарының құрамындағы фосфорды сіңіре алады. Оның себебі мынада:

1. Бұл өсімдіктердің тамырынан бөлінетін сұйықтың қышқылдылығы жоғары.

155

2. Бұл топқа жататын өсімдіктер кальций элементін мол мөлшерде қабылдайды. Өсімдіктің кальцийді көп сіңіруі қиын еритін қосылыстағы фосфордың топырақ ерітіндісіне өтуін тездетеді.

33–кесте. Өсімдік үшін жылжымалы фосфордың қолайлы мөлшері.

Өсімдіктер әсіресе АIPO4, FеРО4 сияқты тұздардың фосфорын өте нашар қабылдайды.

Өсімдік, органикалық заттар мен пиро-полифосфаттар құрамындағы фосфорды олар гидролизденген соң сіңіреді. Метафосфаттардың фосфорын өсімдік тікелей пайдалана алады.

Топырақтағы адсорбцияланған фосфор да өсімдік үшін қоректену көзі болып саналады.

Жалпы өсімдіктің қоректенуін топырақтың жылжымалы фосфор мөлшері айқындайды. Сондықтан топырақтың фосфатпен қамтамсыз етілу деңгейін жылжымалы фосфор шамасы бойынша бағалайды.

Жылжымалы фосфор мөлшері ауыспалы егістіктің әрбір гектарынан 45-50ц астық бірлігін алуды қамтамасыз етеді.

5.1.2.2. Фосфор тыңайтқыштары, оларды алу жолдары, құрамы мен қасиеттері және қолдану ерекшеліктері

Фосфор тыңайтқыштарын құрамында фосфор элементі кездесетін кендерден өндіреді. Фосфор кендері құрамындағы фосфор мөлшеріне қарай: өте жоғары (35 % P2O5), жоғары (2835%P2O5), орташа (18-28% P2O5), кедей (10-18% P2O5), өте кедей (5- 10% P2O5), фосфорлы тау жыныстары (0,5-5% P2O5) болып бөлінеді.

156

Фосфат кендері шығу тегіне қарай апатит және фосфорит деп ажыратылады.

Апатит - түссіз, жасыл немесе сары-жасыл түсті минерал. Фос- форит-кальций фосфаттарына аса бай шөгінді көне тау жынысы. Аморфты немесе криталды болып келеді.

Фосфорит құрамына қоспа ретінде кварц, халцедон, кальцит, доломит, глаукомит және органикалық заттар кіреді. Фосфориттің ірі кендері Жамбыл-Қаратауда, Ақтөбе облысында тараған. Фосфорит фосфор тыңайтқыштарын, фосфор қышқылы мен оның тұздарын өндіруде пайдаланылады.

Фосфор тыңайтқыштары әртүрлі еріткіштерде еру дәрежесіне қарай үш топқа жіктеледі (5-сурет):

•Суда еритін фосфор тыңайтқыштары (жай суперфосфат, қос суперфосфат, байытылған суперфосфат, суперфос).

•Суда ерімейтін бірақ әлсіз қышқылдарда еритін фосфор тыңайтқыштары (преципитат, фторсызданған фосфат, томасшлак, балқытылған магний фосфаты, фосфатшлак, термофосфаттар).

•Әлсіз қышқылда нашар еритін фосфор тыңайтқыштары (фосфорит ұны).

5.1.2.2.1. Суда еритін фосфор тыңайтқыштары

Жай суперфосфат өндіру үшін майда ұнтақталған апатит немесе фосфоритті 57-60 пайыздық күкірт қышқылмен араластырып әзірлейді:

[Ca3(PO4)2]3 CaF2 + 7H2SO4 + 3H2O+3Ca(H2PO4)2 H2O + 7CaSO4+2HF

Cонымен қатар күкірт қышқылы фосфорит құрамындағы түрлі қоспалармен де реакцияға түседі:

СaCO3 + H2SO4 + H2O = CaSO4 •2H2O + CO2

Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 +3H2O

3FePO4+ 3H2SO4 = Fe(H2PO4)3 + Fe2(SO4)3

157

Кейбір жағдайларда яғни фосфорит күкірт қышқылымен дұрыс араласпауынан басқа реакциялар жүреді. Күкірт қышқылы артық болғанда кальцийдің үш негізді фосфаты толық ыдырайды:

[Ca3(PO4)2]3 •CaF2+10H2SO4 = 6H3PO4+10CaSO4+2HF

Күкірт қышқылы жеткіліксіз болғанда кальцийдің екі негізді фосфаты (преципитат) түзіледі:

[Ca3(PO4)2]3•CaF2 + 4H2SO4 + 12H2O = 6CaHPO4•2H2O + 4CaSO4+ 2HF

Жай суперфосфат өндіруде 1 тонна шикі затқа 1 тонна күкірт қышқылы жұмсалады да, 2 тонна дайын өнім (тыңайтқыш) алады. Дайын өнім құрамындағы фосфордың 70-85 пайызы монофосфат, 5-5,5 пайызы фосфор қышқылы, 10-15 пайызы дифосфат түрінде кездеседі. Суперфосфат құрамында 40 пайыз гипс (CaSO4) болады. Жай суперфосфат суда жақсы еритін күңгірт-сұр немесе ашық - сұр түсті, құрамында 14-19 пайыз сіңімді фосфор бар тыңайтқыш. Ұнтақ түріндегі жай суперфосфаттың физикалық қасиеттерін жақсарту үшін оны айналмалы барабандарда түйіршіктейді. Түйіршіктелген жай суперфосфат сақтағанда құрт кесек болып қатып қалмайды, бұл жағдай оны топыраққа механизммен еңгізуге бөгет жасамайды. Түйірлі суперфосфат кең көлемде топырақ массасымен жанаспайды, сондықтан ондағы фосфорды өсімдік өзіне көбірек сіңіреді. Түйірлі суперфосфаттың тағы бір артықшылығы оның құрамында 19,5-22 пайыз сіңімді фосфор болады (ұнтақталған жай суперфосфатта 14-19% P2O5). Сонымен бірге түйірлі суперфосфат шамалы қышқылдығымен (1- 2,5%) ерекшеленеді.

Түйіршіктелген суперфосфат көбінесе дақылдарды егу кезінде, 10-20 кг фосфор есебінен қатар аралықтарға беруге, суармалы және ылғалы мол аймақтарға қолдануға ыңғайлы. Қазақстанның суармалы егіншілікпен айналысатын аудандарында 1 центнер түйіршікті суперфосфат, гектарынан 4 центнер қосымша астық жинауды қамтамасыз етеді.

Қос суперфосфат өндіру технологиясы екі сатыдан тұрады. Ең алдымен фосфорит концентратын күкірт қышқылымен өңдейді:

158

[Ca3(PO4)2]3 •CaF2 + 10H2SO4 + 10H2O = 6H3PO4+10CaSO4 •2H2O + 2HF

Фосфор қышқылын гипстен сүзу арқылы бөліп алып, оны фосфат шикі затын өңдеуге пайдаланады:

[Ca3(PO4)2]3•CaF2 + 14H3PO4 + 10H2O = 10Ca(H2PO4)2•H2O + 2HF

Кәзіргі кезде фосфат рудасын 14000С - 16000С температурада қыздырудан түзілген P2O5 суда ерітіп фосфор қышқылын алады. Осы қышқылды фосфорит концентратынан қос суперфосфат алу үшін пайдаланады.

Қос суперфосфат құрамында 45-50% P2O5 бар, суда жақсы еритін түйіршікті тыңайтқыш. Қос суперфосфат тыңайтқышы Қазақстанның суармалы, далалық және қуаң далалық аймақтардың карбонатты топырағында кең қолданылады. Суда еритін P2O5 мөлшерімен есептесек, тиімділігі жай суперфосфатпен бірдей.

Байытылған суперфосфат тыңайтқышын, апатит концентратын күкірт және фосфор қышқылдарының қоспасымен әрекеттестіру арқылы алады. Оның құрамында 23,5-24,5% сіңімді P2O5 бар. Бүл тыңайтқышты жай және қос суперфосфаттар сияқты қолданады.

Суперфос жаңа фосфор тыңайтқышы. Оны фосфоритті фосфор қышқылымен жартылай ыдырату арқылы алады. Ол үшін қышқыл екі есе аз жұмсалады. Құрамында 38% жалпы фосфор болады. Оның 19 пайызы өсімдікке сіңімді болып саналады. Өзінің тиімділігі жағынан қос суперфосфатқа жақын.

5.1.2.2.2. Әлсіз қышқылда еритін фосфор тыңайтқыштары

Преципитат фосфор қышқылын кальций гидрооксидімен бейтараптау арқылы алады:

H3PO4 + Ca(ОH2 ) = CaHPO4 • 2H2O

Құрамындағы 25-35 % фосфор қышқылы бар, ақ немесе ақшыл-сұр түсті, лимон қышқыл аммоний ерітіндісінде еритін ұнтақ. Преципитат ылғалды өз бойына аз тартады, бірігіп қалмайды. Мұны күзде егістік жерді жыртар алдында пайдаланады. Оны үстеп

159

қоректендіру үшін және тұқыммен бірге қолдануға болмайды. Преципитатты қышқыл және ылғалы мол топырақтарға қолданғанда тиімділігі арта түседі.

Фторсызданған фосфат тыңайтқышын апатит немесе фосфорит концентратына 2-3% кремнезем қосып, 14000С-15000С температурадағы судың буымен өңдеу арқылы алады. Фосфоритті қыздырған кезде оның құрамындағы фтордың 90 пайызы ұшып кетеді, бұл өте пайдалы, өйткені фтор көпшілік дақылдар үшін улы болып саналады.

[Ca3(PO4)2]3•CaF2 + H2O + 0,5SіO2 = 3Ca3(PO4)2 + 0,5Ca2SіO4 + 2HF

Фторсызданған фосфат ақшыл түсті, ұнтақ тыңайтқыш, аздап ылғал тартады. Құрамында 22-28% фосфор болады.

Бұл тыңайтқыштың фосфоры әлсіз қышқылдарда еритін болғандықтан, оны суармалы, ылғалы өте мол және қышқыл топырақтарға күзде егістікті жыртар алдында қолданған дұрыс. Фторсызданған фосфаттың дақылдарға арналған екі-үш жылдық мөлшерін бірден беруге де болады.

Томасшлак шойынынан темір және болат өндіргенде жанама өнім есебінде алынады. Томасшлак майда, ауыр күңгірт-сұр немесе қара ұнтақ зат. Қүрамында 14-18 % P2O5 бар. Қышқыл топырақтарға күзде қолдану керек.

Фосфатшлак металллургиялық зауыттардың қосымша өнімі ретінде алынады. Құрамында 14-16% шамасында фосфор сұр түсті, аса ұнтақ тыңайқыш. Ылғалды аз сіңіреді. Фосфатшлак құрамында фосфордан басқа, өсімдіктерге аса қажетті түрлі микроэлементтер кездеседі.

Бұл тыңайтқыштар суармалы аймақтардың топырақтарында күзде қолданғанда жақсы нәтиже береді.

Балқытылған магнезиялық фосфат құрамында 18-20% фосфор және 10-12% магний бар, сұр түсті, өте майда ұнталған түрінде өндіріледі. Бұл тыңайтқышты гранулометриялық құрамы жеңіл, магний элементі аз топырақтарға, күзде қолдану аса тиімді. Үстеп қоректендіруге және тұқыммен бірге беруге болмайды.

160