3. Нерастворимые фосфаты

Фосфоритная мука – с самое дешевое из всех фосфорных удобрений. По объему производства и применения она занимает второе место после суперфосфата. Фосфорит освобождается от посторонней примеси (гипса, песка и др.), затем дробится и размалывается до состояния тонкой муки

Как правило, для производства фосфоритной муки используются низкопроцентные фосфориты, малопригодные для химической переработки.

Основным показателем усвоения фосфорной кислоты из фосфоритной муки является кислотность почвы. На разложение фосфорита действует не только активная кислотность, но и потенциальная. Существенная роль при этом принадлежит обменной кислотности почвы. Процесс разложения фосфоритной муки можно представить уравнением

Са₃(РО₄)₂ + 2H₂CО₃ = 2СаНРО₄ + Са(НCО₃)₂,

[ППК]	Н	+ Са(НCО3)2  [ППК]Са + 2H2CО3
	Н

На разложение фосфоритной муки влияет и гидролитическая кислотность. Этим можно объяснить высокое положительное дей-ствие фосфоритной муки на деградированных и выщелоченных черноземах, на которых обменная кислотность слабо выражена, но они имеют значительную гидролитическую кислотность

• Вносят в почву осенью под перекопку. Снижает почвенную кислотность.

• Обогащает почву микроэлементами (медью, цинком, кобальтом, молибденом).

• Загрязняет почву фтором!

Вивианит (болотная руда) Fе₃(РО₄)₂8Н₂О (28% Р₂О₅) –фосфорнокислая закисная соль железа. Встречается под слоем торфа в виде белесой массы. Это удобрение является хорошим источником фосфора для культур на дерново-подзолистых, серых лесных почвах и выщелоченных черноземах. Вивианит легко разрыхляется при высыхании и неплохо рассеивается.

Применение фосфорных удобрений

Фосфорные удобрения различаются по химическому составу, содержанию в них фосфорной кислоты, растворимости и доступности их растениям. Эффективность их зависит от свойств удобрений,

Зональных особенностей почв, а также от агрохимических методов оптимизации применения фосфорных удобрений.

Особенности применения фосфорных удобрений с учетом растворимости фосфорного соединения: 1) фосфаты, растворимые в воде, можно применять на всех почвах, под все культуры и в разных приемах;

2) Эффективность фосфатов, растворимых в слабых кислотах, зависит от почв – на кислых почвах действие их может быть сильнее (томасшлак, термофосфаты), чем суперфосфатов;

3) труднорастворимые удобрения эффективны на кислых почвах Нечерноземной зоны и на северных черноземах (выщелоченных, деградированных). Однако на всех почвах более устойчивое положительное действие на урожай растений оказывают суперфосфат и преципитат.

Эффективность разных фосфорных удобрений зависит от свойств почвы. В одних почвах фосфаты поглощаются и закрепля-ются, в других – растворяются и переходят в доступное для растений состояние. В связи с этим труднорастворимые фосфаты лучше вносить под зябь, чтобы удобрения смешивались с большим объемом почвы, а легкорастворимые должны иметь меньший контакт с почвенными частицами в целях меньшего поглощения и закрепления фосфорной кислоты удобрения почвой (т.е. последнее лучше вносить в рядки, лунки, борозды). Эффект действия фосфорных удобрений обусловливается способностью отдельных растений усваивать фос-форную кислоту труднорастворимых соединений.

Растения нуждаются в фосфоре с начального периода своей жизни.

Действие фосфатов на урожай сельскохозяйственных культур зависит от способа их внесения. Основная часть удобрений должна быть внесена под зябь в сочетании с рядковым внесением. В сильно увлажненных или орошаемых условиях часть их может быть внесена в подкормку.

Высокоэффективное действие водорастворимых фосфорных удобрений отмечается при внесении их при посеве культуры (в лунки, гнезда и т.д.). В этом приеме применяется гранулированный суперфосфат. Удобрение вносится комбинированной сеялкой. В этом случае Р₂О₅ меньше поглощается почвой и приближается к корням растений, что очень важно, особенно в начальный период роста растений. Под сахарную свеклу, картофель и некоторые другие культуры суперфосфат вносится комбинированными сеялками вместе с азотными или азотными и калийными удобрениями.

Подкормки суперфосфатом сельскохозяйственных культур могут дать эффект при внесении недостаточных доз фосфорных удобрений в основном приеме, под зяблевую вспашку; в районах достаточного увлажнения или при орошении; а также на почвах, где имеет место сильное химическое поглощение при длительном сопри-косновении суперфосфата с почвой, особенно на кислых с высоким содержанием полуторных окислов. В большинстве же случаев под-кормки суперфосфатом менее эффективны, чем внесение аналогич-ных доз фосфора до посева или в рядки.

Суперфосфаты могут применяться во всех зонах, под все культуры и любым приемом. Фосфорная кислота суперфосфата при взаимодействии с почвой может переходить в труднодоступную форму. На черноземных почвах с нейтральной и щелочной реакцией с содержанием карбоната кальция или кальция в поглощенном состоянии монокальцийфосфат может переходить в дикальций- и трикальцийфосфат. В почвах же кислых, не насыщенных основаниями, фосфорная кислота растворимых фосфатов осаждается преимущественно в виде малорастворимых в слабокислой среде и труднодоступных для растений фосфатов железа и алюминия:

Fe (ОН)₃ + Н₃РО₄ = Fe PO₄ + 3 Н₂О.

В кислых почвах интенсивно протекают процессы фиксации растворимых фосфатов на поверхности почвенных коллоидов, богатых полуторными окислами. Интенсивность хими-ческого и коллоидно-химического поглощения почвой фосфорной кислоты удобрения находится в прямой зависимости от содержания в почве подвижных форм полуторных окислов

По энергии поглощения фосфорной кислоты растворимых удобрений почвы располагаются в такой последовательности: красноземы > подзолистые почвы > черноземы >сероземы.

Преципитат по своему действию на урожай близок к суперфосфату, однако пригоден он лишь для основного внесения под вспашку. Вносят его в тех же дозах Р₂О₅, что и суперфосфат. На почвах, не насыщенных основаниями, действие преципитата имеет преимущество перед суперфосфатом вследствие более сильного связывания фосфорной кислоты суперфосфата. На черноземных почвах действие суперфосфата равно или несколько выше действия преципитата. На сероземах отмечено более высокое действие преципитата, что объясняется, по-видимому, также более интенсивным связыванием фосфорной кислоты суперфосфата.

Томасшлак, плавленые магниевые фосфаты, термофосфаты в ассортименте фосфорных удобрений занимают небольшой удельный вес. При внесении томасшлака в почву тетракальциевый фосфат и силикокарнатит в результате взаимодействия с почвенной влагой, содержащей углекислоту, постепенно распадаются с образованием свежеосажденного трикальцийфосфата, который хорошо доступен растениям.

Томасшлак можно применять на всех почвах, на которых фосфорные удобрения оказывают положительное действие на урожай, но эффективность его на разных почвах неодинакова. На черноземах действие его несколько слабее, чем суперфосфата, а на почвах Нечерноземной зоны, особенно кислых торфянистых и песчаных, томасшлак более эффективен, чем суперфосфат (смягчает кислотность). Нейтрализующая способность томасшлака особенно важна при сочетании фосфорных удобрений с физиологически кислыми формами азотных удобрений.

По эффективности термофосфаты близки к томасшлаку и могут применяться на всех почвах. На кислых почвах они оказывают более сильное действие на урожай, чем суперфосфат. Особенно рекомендуется применять эти удобрения в зоне подзолистых почв.

Таким образом, разложение фосфорита в кислых подзолистых почвах и северных черноземах определяется общей кислотностью почвы, т.е. при прочих равных условиях фосфоритная мука лучше будет действовать там, где кислотность больше. Однако такая простая зависимость между общей кислотностью почв и эффективностью фосфоритной муки наблюдается для почв с близкой по величине емкостью поглощения. В других случаях взаимосвязь оказывается более сложной. Почвы с гидролитической кислотностью 2,5 ммоль/100 г почвы способны разлагать фосфорит, но весьма слабо. Если же кислотность выше 2,5, то действие фосфоритной муки повышается и приближается к действию растворимых фосфатов. Однако растворение фосфорита в сильной степени зависит от емкости поглощения и степени насыщенности почв основаниями.

Почвы с малой емкостью поглощения при гидролитической кислотности 3–3,5 ммоль/100 г почвы и насыщенности основаниями 50–60% имеют обычно кислую реакцию (5,0–5,5). Кислотность таких почв в значительной мере обусловлена обменной кислотностью. При большой емкости поглощения, гидролитической кислотности 6– 7 ммоль/100 г почвы и степени насыщенности 75–85% реакция почвы близка к нейтральной (6,0–6,5). Следовательно, высокое положительное действие фосфоритной муки будет при высокой кислотности почвы и меньшей степени насыщенности почв основаниями.

Действие фосфоритной муки усиливается при наибольшем контакте удобрения с почвой, что зависит от тонины помола, которая наибольшее значение имеет на слабокислых почвах. Эффективность фосфоритной муки зависит также от геологического возраста и минералогического состава фосфорита. Фосфориты древнего проис-хождения с кристаллическим строением фосфатного вещества от-личаются слабой доступностью для растений, особенно трудно-доступен апатит. Более молодые фосфориты, в которых фосфатное вещество не имеет явно выраженного кристаллического строения, более усвояемы растениями.

Сопутствующие удобрения также влияют на эффективность фосфоритной муки. При совместном внесении ее с физиологически кислыми удобрениями ((NH₄)₂SO₄ и NH₄NO₃) фосфор фосфорита становится более доступным для растений. Физиологически щелочные удобрения при совместном внесении их с фосфоритной мукой действуют в противоположном направлении.

Для повышения усвояемости фосфоритную муку можно компостировать с верховым торфом или навозом. В этом случае эффект более высокий, чем от внесения только фосфоритной муки или торфа.

Эффект от применения фосфоритной муки зависит также от способности растений усваивать фосфорную кислоту из трудно-растворимых фосфатов. Злаки, лен, свекла, картофель, вика могут усваивать фосфорную кислоту фосфоритной муки только при воздействии на нее кислотности почвы. Хорошо усваивают фосфор фосфорита люпин, гречиха, горох, эспарцет, горчица. Это связано с выделением корнями растений кислот, а также уменьшением концентрации кальция в растворе. Растения, поглощающие больше кальция, обладают лучшей способностью усваивать фосфор фос-форитной муки, чем растения, потребляющие меньше кальция.

Фосфоритную муку следует вносить заблаговременно. Лучшие условия разложения фосфоритной муки в почве достигаются при внесении ее под глубокую пахоту в достаточно влажный слой. При этом она перемешивается со всем пахотным слоем. Фосфоритная мука, внесенная в двойной или тройной дозах, оказывает длительное последействие, которое не ограничивается одной ротацией севооборота.

Весьма эффективны фосфорные удобрения на черноземе. Это объясняется хорошим обеспечением почвы азотом, а также хорошим развитием корневой системы растений. На удобренном фосфором фоне растения на 10–15% меньше расходуют влаги на создание единицы урожая. На серых лесных почвах действие фосфора несколько снижается вследствие худшего их обеспечения азотом и высокой подвижности в них фосфорорганических соединений. На дерново-подзолистых почвах эффективность фосфорных удобрений достаточно высокая, если они применяются в сочетании с другими видами удобрений, при выполнении необходимых агротехнических и мелиоративных мероприятий. При использовании фосфорных удобре-ний важно учитывать их химические и физические свойства.

Например, во избежание потерь аммиака необходимо со-блюдать следующие условия.

1. Нельзя смешивать щелочные формы фосфорных удобрений (томасшлак, фосфатшлак) с аммиачными солями.

2. Сухой суперфосфат рекомендуется смешивать с аммиачной селитрой накануне внесения. Заблаговременное смешивание этих удобрений может привести к отсыреванию смеси, что затрудняет их внесение.

3. Заблаговременное смешивание суперфосфата с сульфатом аммония часто приводит к образованию гипса. В этом случае смесь затвердевает.

4. При смешивании кислого суперфосфата с нитратными удобрениями возможна потеря летучей азотной кислоты:

Н₃РО₄ + NaNO₃ = NaH₂PO₄ + HNO₃.

5. Необходимо нейтрализовать кислотность суперфосфата, оказывающую вредное влияние на молодые растения. Для этого суперфосфат механически смешивают с фосфоритной (до 15%) и доломитовой мукой (до 10%) или с таким же количеством углекислой извести.

Труднорастворимые фосфаты, например фосфоритную муку, в севообороте вносят на несколько лет. Этот прием получил название «фосфоритование». Это один из важнейших приемов улучшения плодородия почв, повышения эффективности применения минераль-ных удобрений и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. При этом фосфоритная мука вносится высокими дозами (1– 1,5 т/га), что обеспечивает питание растений фосфором в течение 6– 8 лет и существенно улучшает фосфатный режим почвы, что повышает продуктивность севооборота.

Улучшение фосфатного режима почв увеличивает эффективность других удобрений. Фосфоритование является эффективным мелиоративным приемом повышения плодородия низкоплодородных кислых почв. Эффективность его зависит от степени кислотности почв и обеспеченности их подвижным фосфором. Первоочередное фосфоритование нужно проводить при рН ниже 5,5 и содержании подвижного фосфора до 5 мг/100 г почвы.

Фосфоритование в севообороте лучше проводить в пару под озимые культуры и зерновые с подсевом бобовых трав, которые, используя фосфор фосфоритной муки, больше накапливают азота в почве, способствуя повышению продуктивности последующих культур севооборота. Хорошо отзываются на фосфоритную муку гречиха, горчица, горох, люпин, корневая система которых легко усваивает фосфор из труднодоступных соединений. Фосфоритование эффективно при коренном улучшении лугов и пастбищ. Если этот прием проводят совместно с известкованием, то фосфоритную муку и известь вносят раздельно (перед вспашкой и после нее) в разные слои почвы.

Фосфоритование должно стать обязательным приемом при улучшении вновь осваиваемых низкоплодородных земель, при осушении и разработке торфяников и низкоплодородных кислых лугов на минеральных почвах. При фосфоритовании в почву вносится не менее 200 кг Р₂О₅, или 1 т в физическом весе муки. Для расчета дозы фосфоритной муки с целью повышения фосфатного уровня почвы можно использовать нормативы расхода питательного ве-щества для повышения подвижного фосфора на 1 мг/100 г почвы, разработанные во Всероссийском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте химизации (табл. 5.9).