агрохимия Р. ЕЛЕШЕВ

5.1.2.2.3. Ерімейтін фосфор тыңайтқышы

Фосфорит ұны табиғи фосфорит рудасын ұнтақтау арқылы алады, оның құрамында 22-25% фосфоры бар. Оны егіншілікке қолдануды, өткен ғасырдың аяғында әйгілі ғалым А.Н.Энгельгардт ашқан болатын. Ол фосфорит ұнының тиімділігінің топырақ қышқылдығына байланысты екенін анықтады.

Д.Н. Прянишниковтың зерттеу жұмыстары фосфорит ұнын әрбір дақыл түрліше пайдалана алатындығын көрсетті. Ол негізінен дақылдардың тамырларының өсу ерекшеліктеріне байланысты.

Фосфорит ұнының құрамындағы фосфорды өсімдіктерге сіңімді түрге ауыстыруда, олармен бірге физиологиялық қышқыл азот және калий тыңайтқыштарын қолданудың да маңызы орасан зор.

Фосфорит ұны неғұрлым ұнтақ болса, соғұрлым тиімділігі жоғары болады. Фосфорит ұнын пайдаланудың негізгі әдісі - күзде сүдігер жыртар алдында ендіру.

Фосфорит ұнын тиімді пайдалану үшін, одан түрлі қордалар дайындайды. Бұл жағдайда фосфорит біршама ыдырап, құрамындағы фосфор өсімдікке сіңімді түрге ауысады.

5.1.2.2.4. Фосфор тыңайтқыштарының топырақпен әрекеттесуі

Фосфор тыңайтқыштары топырақтың органикалық және минералдық бөліктерінің қосылыстарымен түрлі реакцияларға қатысатын болғандықтан олардың құрамындағы фосфор қышқылы өте баяу жылжиды. Сонымен қатар топыраққа еңгізілген жеңіл еритін және қиын еритін фосфор тыңайтқыштары өзгерістерге ұшырайды. Өзгерістердің бағыты мен қарқыны топырақ пен тыңайтқыш қасиеттеріне байланысты өтеді. Мысалы, қышқыл топырақта, фосфорит ұны мен жай суперфосфаттың өзгеруі бірбіріне қарама-қарсы бағытта жүреді.

161

Мұнда топырақ қышқылдылығының әсерінен фосфорит ұны өсімдікке сіңімді күйге, ал суперфосфаттың фосфор қышқылы, керісінше, нашар еритін түрге ауысады.

Тағы бір ескеретін жәй - фосфор тыңайтқыштарының өзгеруі топырақтағы биологиялық, химиялық, физикалық-химиялық процестерге де тәуелді. Биологиялық процестер топырақтың фосфат режиміне екі жақты әсер етеді. Атап айтқанда, микроорганизмдер өсімдікке сіңімді фосфор қышқылын байланыстыруымен қатар қиын еритін қосылыстардың фосфорын өсімдікке сіңімді түрге ауысуына ықпал жасайды. Алайда фосфордың биологиялық жолмен сіңірілуі уақытша болатын құбылыс. Себебі микроорганизмдердің денесі ыдыраған соң бөлінген фосфор қышқылы химиялық және физикалық-химиялық процестерге қатысады.

Топырақта фосфор қышқылының химиялық жолмен сіңірілуі басымырақ болады. Қышқыл топырақтарда (күлгін, шымдыкүлгін) суда еритін фосфор тыңайтқыштары (монофосфаттар) темір мен алюминийдің гдрооксидтерімен химиялық реакцияға түсіп, нашар еритін тұздар түзеді:

Са(Н2РО4)2 + Fe(OH)3 = CaHPO4 + FePO4 + 3H2O

3 Са(Н2РО4)2 + 4Al(OH)3 = Ca3(PO4)2 + 4AlPO4 + 12H2O

Фосфордың екі, үш негізді тұздары (преципитат, фосфорит ұны) топырақтың құрамындағы қышқылдардың әсерінен азды-көпті еритін түрге өзгереді:

2CaHPO4 + 2H2CO3 = Са(Н2РО4)2 + Са(НCО3)2

Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 = 2CaHPO3 + Са(НCО3)2

Сілтілі фосфор тыңайтқыштарын қышқыл топыраққа бергенде, құрамында су молекуласы бар үш негізді фосфор қосылысы түзіледі:

Ca4P2O9 + 2H2O = Ca3(PO4)2•H2O + Ca(OH)2

163

Жаңадан тұнған үш негізді фосфаттар өсімдікке сіңімді деп саналады. Суперфосфат тобына жататын тыңайтқыштарды (жай және қос суперфосфаттар) реакциясы бейтарап немесе сілтілік топырақтарға (қара, қара-қоңыр, боз) бергенде олар топырақ ерітіндісінің бикарбонаттарымен әрекеттесіп, суда нашар және ерімейтін қосылыстар түзіледі:

Са(Н2РО4)2 + Са(НCО3)2 = 2CaHPO4 • 2H2O + СО2

Карбонаттар қатысында монофосфаттар әрі қарай аздап өзгеріске ұшырайды:

Са(Н2РО4)2 + 2Са(НCО3)2 = Ca3(PO4)2 + 4H2O + 4СО2

Топырақта фосфор тыңайтқыштарының химиялық жолмен сіңірілуін азайту үшін, олардың түйіршікті түрін қолданған дұрыс.

5.1.2.2.5. Фосфор тыңайтқыштарының тиімділігін арттыру жолдары

Біздің республикамыздың ауыл шаруашылығында фосфор тыңайтқышы басқа тыңайтқыштарға қарағанда көбірек қолданылады. Ауыл шаруашылығы дақылдарына арналған фосфор тыңайтқышының қолайлы мөлшерін пайдалану, өсімдіктің бүкіл вегетациялық дәуірінде фосфор элементімен қоректенуін жақсартады. Сөйтіп өнім жоғарылайды және оның сапасы жақсарады.

Кәзіргі кезде топырақтағы фосфор қорын молайтудың ең басты әдісі - фосфор тыңайтқышын қолдану болып саналады.

Ауыл шаруашылығы дақылдарының фосфорды пайдалануы төмен дәрежеде, атап айтқанда, өсімдік бірінші жылы минералдық тыңайтқыштың құрамындағы фосфордың 10-12% пайдаланады.

Фосфор тыңайтқышының тиімділігі топырақтың жылжымалы фосформен қамтамасыз етілу деңгейіне байланысты өзгереді. Топырақты агрохимиялық зерттеудің мәліметтерін пайдалана отырып, фосфор тыңайтқышын қолдану оның тиімділігінің артуына ықпал етеді. Ол үшін жылжымалы фосфор мен жоспарланған өнім деңгейіне сәйкес берілетін тыңайтқыш мөлшеріне түзету еңгізіледі.

164

Фосфор тыңайтқышын көкөніс дақылдарының шұңқырына, жүгерінің ұясына, астық дақылдары егісінің жиектеріне еңгізу фосфорды пайдалануды 5-8 пайызға жоғарылатады. Ауыл шаруашылық дақылдарына фосфор тыңайтқыштарын аз мөлшерде, қатар аралығына еңгізу тыңайтқышты үнемдеуге көмегін тигізеді. Барлық фосфор тыңайтқышын топырақтың қабатына терең еңгізген жөн, сонда оны өсімдік тамыры жақсырақ пайдаланады. Бұл жағдай фосфор тыңайтқышын еңгізу тәсілі мен мерзімінің ерекше мәні бар екенін көрсетеді. Сонымен қатар, фосфор тыңайтқышының еңгізу тәсілі мен мерзімін белгілеу үшін, оның топырақпен әрекеттесу заңдылығын ескеру керек.

Өсімдікті басқа қоректік заттардың қолайлы мөлшерімен қамтамасыз ету фосфор тыңайтқышының тиімділігін арттырады.

Сілтілі топырақ жағдайында суперфосфор немесе полифосфор қышқылдарының негізінде өндірілген тыңайтқыштардың жаңа түрлерін пайдалану өсімдіктің фосфорды көп пайдалануына мүмкіндік тудырады.

Ауыспалы егісте фосфор тыңайтқышын әрбір дақылдың биологиялық ерекшіліктеріне сәйкес қолданудың маңызы үлкен. Мұнда оны органикалық тыңайтқышпен ұштастырып қолдануға көңіл бөлу керек.

5.1.3. КАЛИЙ ТЫҢАЙТҚЫШТАРЫ

5.1.3.1. Өсімдік үшін калийдің маңызы

Калий-өсімдіктер тіршілігіне қажетті элементтердің бірі. Орыс ғалымы К.А.Тимирязев: “Өсімдікке калий қажет, ол калийсіз тіршілік ете алмайды” деген болатын. Калий өсімдікте ион түрінде, цитоплазма коллоидтарында, ал негізінен (80-пайыз шамасында) клетка шырынында тұздар түрінде кездеседі. Ол органикалық қосылыстар құрамында болмайды. Калий өсімдіктің жас мүшелерінде көбірек болады. Көпшілік өсімдік күлінде оның мөлшері едәуір, ал картоп түйнегінде барлық күл мөлшерінің 50-пайыздан астамы калий үлесіне тиеді. Егер азот, фосфор дәнде көп болса, калий дәнді дақылдардың сабанында көбірек кездеседі. Калий өсімдіктердің бір мүшесінен екіншісіне тез еніп, түнде оның біразы өсімдіктен топыраққа бөлінеді. Көне жапырақтағы осы элементтің біраз бөлігін

165

жаңбыр суы шаяды. Оны өсімдік қайтадан қабылдайды. Бұл құбылысты реутилизация деп атайды. Өсімдік тіршілігінде калий көптеген физиологиялық үрдістерге қатысады. Ол қарапайым және күрделі көмірсулардың синтезделуіне ықпал етіп, жапырақтағы көмірсулардың тамырға жылжуына себепші болады. Сөйтіп қант қызылшасының тамырында қанттың, картоп түйнегінде крахмалдың молаюына көмектеседі. Фотосинтез және тыныс алу үрдістері өсімдіктің калиймен қоректену деңгейіне байланысты.

Калий өсімдік организмдегі кейбір ферменттердің қызметіне әсер етеді. Мысалы, амилаза, инвертаза сияқты ферменттердің белсенділігін арттырады.

Өсімдікте кейбір витаминдердің түзілуі калий элементінің қатысында өтеді. Мысалы, аммиактан азотты органикалық заттардың пайда болуына әсер ететін тиамин витамині калий қатысында түзіледі. Калий жетіспесе плазма коллоидтарының суды ұстап тұру қабілеті төмендейді, өсімдік сола бастайды. Калий ауыл шаруашылық дақылдарының суыққа және түрлі ауруларға төзімділігін күшейтеді.

Калий өсімдік клеткаларының толысуына, бүршіктердің неғұрлым қаулап жетілуіне үлкен әсер етеді.

Д.Н.Сабинин калий, натрий, кальций өсімдіктердің цитоплазма құрылымын жақсартатын ролін көрсетті.

Ауыл шаруашылығы дақылдары вегетациялық дәуірінде калийді түрліше дәрежеде пайдаланады. Мысалы, көкөніс, қант қызылшасы, картоп, қарақұмық, темекі сияқты дақылдар астық дақылдарына қарағанда калийді молырақ қабылдайды. Дақылдардың негізгі және қосымша өнімдерінде калий мөлшері бірдей болмайды. Мысалы, пайдаланатын бүкіл калийдің 15 пайызы дәнді дақылдардың өнімінде, 85 пайызы сабанда, ал картоп түйнегінде 95 пайызы жинақталады. Кейбір дәнді бұршақ тұқымдастардың дәнінде калий көп болады. Сондықтан ауыл шаруашылық дақылдарын тыңайтуда калий элементінің рөлін білудің маңызы зор.

166

5.1.3.2. Топырақ құрамындағы калий қосылыстары және олардың өзгеруі

Калийдің жалпы мөлшері топырақтың гранулометриялық құрамына байланысты. Саз, сазды топырақтарда оның мөлшері 2-3 пайызға дейін жетеді. Құм, құмайт топырақта едәуір аз (0,1-0,5%) болады. Калийдің жалпы қоры топырақтың жыртылатын қабатында азоттан 5-50 есе, фосфордан 8-40 есе көп. Бірақта калийдің жалпы қоры топырақтың өсімдікті бұл элементпен қамтамасыз ету деңгейін білдірмейді. Өйткені топырақтағы калийдің небәрі 1 пайызы ғана өсімдікке сіңімді болып келеді.

Топырақ құрамындағы калийдің барлық қосылыстарын өсімдікке сіңімділігіне қарай 5 топқа бөледі:

1. Алюмосиликат минералдарының құрамына енетін калий. Олардың құрмындағы калийді өсімдік өте нашар сіңіреді. Дегенмен судың, суда еріген СО2, микроорганизмдердің әсерінен және температураның өзгеруінен минералдар ыдырайды да калийдің суда еритін тұздары түзіледі.

2.Алмасатын калий өсімдіктің көректенуінде басты рөл атқарады. Оның мөлшері топырақтың типі мен гранулометриялық құрамына байланысты болады. Мысалы, жалпы калийдің құмайт топырақта 0,8 %, сазды топырақта 1,5%, қара және боз топырақтарда 1-3% алмасатын калий үлесіне тиеді. Топырақ қасиеті мен ауа-райының жағдайларына сәйкес ауыл шаруашылық дақылдары алмасатын калийдің белгілі бөлігін ғана қабылдайды.

3.Суда еритін калийге көмір, азот, фосфор, күкірт тағы басқа қышқылдардың топырақ ерітіндісіндегі калий тұздары жатады. Калийдің бұл тұрі топырақ минералдарының химиялық, биологиялық құбылыстар әсерінен ыдырауынан және сіңіру кешен құрамындағы алмасатын калийдің ығыстырылуынан пайда болады. Мысалы, нитрификация процесінен түзілген азот қышқылы топырақ минералдарын ыдыратады. Суда еритін калий, алмасатын калийдің 1/5-1/10 бөлігін құрайды.

4.Микроорганизмдер плазмасының құрамында кездесетін калий микробтар денесі ыдыраған соң өсімдікке сіңімді түрге көшеді.

5.Алмаспайтын калий топырақтағы алмасатын және суда жақсы еритін түрлерінің қиын ығыстырылатын күйге көшуінен

167

пайда болады. Бұл құбылыс құрамында монтмориллонит, гидрослюда минералдары кездесетін топырақта қарқынды жүреді. Органикалық тынайтқышты жоғары қолдану калийдің алмаспайтын түрінің көбеюіне ықпал етеді. Сонымен бірге кебірленген топырақта алмаспайтын калий мөлшері жоғары болады. Ал минерлдық калий тынайтқышын қолдану топырақта алмаспайтын калий мөлшерінің азаюына әкеп соғады.

Калийдің жеке түрлерінің арасында жылжымалы тепе-теңдік

Топырақтың калий режиміне сипаттама беру үшін оның құрамындағы калийдің жеке түрлерінің мөлшерін анықтаумен шектелуге болмайды. Ол үшін калийдің жылжымалылық дәрежесін, яғни оның өсімдікке сіңімділігін білу керек. Өйткені топырақтағы калийдің жылжымалылығы топырақтың қатты және сұйық бөліктеріндегі калий, кальций және магний иондарының арасындағы физикалық-химиялық байланысқа негізделген. Бүл иондардың арасындағы өзара байланысты калий потенциалы деп аталатын көрсеткіш арқылы өрнектейді. Тұрақты температура мен тұрақты қысым жағдайында топырақтың қатты фазасы топырақ ерітіндісі жүйесінде калий ионының кальций және магний иондарымен алмасу реакциясына түсуінен бос энергияның өзгеруін калий потенциалы деп атайды. Калий потенциалын мына формуламен өрнектейді:

Z0= рК - 0,5рСа.

мұнда, р - калий ионының және кальций мен магний иондарының

қосындысының белсенділігінің теріс логарифмі.

Калий потенциалы топырақтың сіңіру комплексіндегі калий ионының ерітіндіге өту мүмкіншілігін білдіреді. Неғұрлым калий потенциалының мәні жоғары болса, соғұрлым оның ерітіндіге өту қабілеті төмен болады. Калий потенциалы 1,8-2,2 тең болса, өсімдік үшін калийдің мөлшері жеткілікті (қолайлы) екенін, 2,5-2,9 көрсеткіші калийдің жеткіліксіздігін, ал 1,5-тен төмен болуы бұл элементтің мөлшерінің артық екенін көрсетеді.

Бұл мәліметтерді калий тыңайтқыштарын қолдануда пайдалануға болады.

168

5.1.3.3. Калий тыңайқыштары, оларды алу жолдары, қасиеттері және қолдану

Калий тыңайтқыштарын табиғи калий тұздарынан өндіреді. Табиғи калий тұздарының негізгі қоры Қазақстан (Ақтөбе облысы), Ресей, Украина, Беларусь, Канада, АҚШ, Франция, Испания сияқты елдерде орналасқан. Калий тыңайтқыштарын өндіру үшін мына минералдарды пайдаланады: сильвинит КСI•NaCl, карналлит KCl•- MgCl2• 6H2O, каинит KCl•MgSO4•3H2O, шенит K2SO4•MgSO4•- 6H2O, лангбейнит K2SO4•MgSO4, полигалит K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O. Калий тыңайтқыштары жартылай өңделген калий тұздары және концентрлі калий тыңайтқыштары болып екі топқа бөлінеді. Жартылай өңделген калий тұздарын, табиғи минералдарды гранулометриялық жолмен қайта өндеу (ұнтақтау) арқылы өндіреді. Концентрлі калий тыңайтқыштарын табиғи калий тұздарынан химиялық тәсілмен алады (6-сурет).

Сильвинит құрамында 12-18%, K2O және 35-40% Na2O бар, суда толық еритін, қызғылт-қоңыр түсті, ауадағы ылғалды сіңіру қабілеті жоғары тыңайтқыш. Калий элементінің аз болуына байланысты, сильвинитті өндіретін жерге жақын орналасқан шаруашылықтарда қант қызылшасы, малазықтық және асханалық тамыржемістілер сияқты дақылдарға күзде сүдігер жыртар алдында қолданады.

Каинит құрамында 10-12% K2O мен 6-7% MgO бар, суда жақсы еритін, сұрғылт түсті кристаллды тұз. Бүл тыңайтқышты күзде жеңіл топырақтарға қолданады.

Карналлит суда жақсы еритін, құрамында 12-13 % К2О болатын, ауа ылғалын көп сіңіретін, жабысқақтығы жоғары тыңайтқыш. Ауыл шаруашылығында өте сирек қолданады және магний өндіру үшін пайдаланады.

Калий хлориді негізгі калий тыңайтқышы болып саналады. Құрамында 53,7-60,0% К2О бар, суда толық еритін, қызғылт немесе ақшыл-сұр түсті кристаллды тұз. Бұл тыңайтқышты табиғатта кездесетін сильвинит минералынан флотациялық және галургиялық тәсілдермен өңдеу арқылы алады. Флотациялық әдіспен калий хлоридін өндіру үшін, алдын ала ұнтақталған сильвинит рудасын майлы амин қосылған суға салып араластыра отырып шайқайды да ауа үрлейді. Сол уақытта руда құрамындағы сильвинит ауа көбігіне

169

жабысады. Көбікті қалқып алып, сыртқа тепкіш күш арқылы ажырататын аппаратта құрғатып, кептіргішке көшіреді. Бұл әдістің артықшылығы - бүкіл процесс төменгі температура жағдайында орындалатындықтан энергия аз жұмсалады және физикалық қасиеті жақсы тыңайтқыш алуға болады. Галургиялық әдіспен калий хлоридін өндіру сильвинит рудасының құрамындағы KСl және NaCl қосылыстарының суда түрліше ерігіштігіне негізделген. Ол үшін ұнтақ сильвинитті NaCl тұзының ерітіндісіне қосып, температураны 1100С жеткізеді. Бұл жағдайда руда құрамындағы КСI толық ериді, ал NаСI тұнбаға түседі. Тұнба бетіндегі ерітіндіні бөліп алып 20250С салқындатады. Сонда калий хлоридінің кристаллды тұнбасы пайда болады. Осы тұнбаны құрғатып кептіреді. Калий хлоридін ауыл шаруашылық дақылдарына күзде сүдігер жыртар алдында қолданады. Ал картоп, темекі, қант қызылшасы сияқты хлор элементінен зиян шегетін өсімдіктерге қолдануға болмайды.

Аралас калий тұзы құрамында 40-44% калий бар, қызғылт, ақшыл-сұр түсті, суда жақсы еритін, ірі кристалды тыңайтқыш. Оны калий хлоридін сильвинит немесе каинит сияқты рудалармен араластыру арқылы алады. Бұл тыңайтқыш құрамында калийден басқа 30-50% натрий болғандықтан, оны натрий элементін қажет ететін дақылдарға (сәбіз, қант қызылшасы) қолданған пайдалы. Калий тұзын күзде жер жыртар алдында қолданған тиімді.

Хлоркалий-электролит құрамында 32-45% калий, 5% магний, 5% натрий және 50% хлор бар, майда кристалды, сарғыштау түсті, суда толық еритін тыңайтқыш. Ол карналлит рудасынан магний өндіруде қосалқы зат ретінде алынады. Бұл тыңайтқыш Өскеменнің титан-магний комбинатында өндіріледі. Оның бірқатар дақылдар үшін тиімді екенін жүргізілген тәжірибелер көрсетуде.

Күкірт қышқыл калий - К2SO4, құрамында 45-52% калий бар, майда кристалды, ақ түсті, суда толық еритін тыңайтқыш. Күкірт қышқыл калийді шенит, лангбейнит рудаларынан өндіреді.

2КСI + 2MgSO4 = K2SO4•MgSO4 + MgCI2

K2SO4•MgSO4 + 2KСl = 2K2SO4 + MgCI2

2K2SO4•2MgSO4 + C = K2SO4 + 2MgO + 2SO2 + CO2

170