Минеральные удобрения

Минеральные удобрения, минеральные туки, неорганические вещества, главным образом соли, содержащие необходимые для растений элементы питания. Минеральные удобрения — сильное средство воздействия на почву (её физические, химические и биологические свойства) и растения. В почве минеральные удобрения подвергаются разнообразным превращениям, которые влияют на растворимость содержащихся в них питательных веществ, способность к передвижению в почве и доступность растениям; характер и интенсивность этих превращений зависят от свойств почвы. Вместе с тем минеральные удобрения оказывают сильное действие на почву: обогащают её питательными элементами, изменяют реакцию почвенного раствора, влияют на микробиологические процессы и др. Т. к. питание растений осуществляется главным образом через корни, то внесение минеральных удобрений в почву позволяет активно воздействовать на рост и развитие растений, а следовательно, на общую биологическую продуктивность поля, луга и т. п.

  При правильном использовании минеральные удобрения — наиболее эффективное средство повышения урожайности с.-х. культур и качества продукции (технологических свойств волокна прядильных культур, сахаристости сахарной свёклы, плодов и ягод, белковости зерна, масличности подсолнечника и др.). Уровень обеспечения минеральными удобрениями 1 га посева является одним из основных показателей интенсификации с.-х. производства и его важнейшей отрасли — земледелия. Почти все минеральные удобрения вырабатываются химической промышленностью (получают их переработкой агрономических руд или синтезом), в относительно небольших количествах в сельском хозяйстве используют природные соли, например калийные, натриевую (чилийскую) селитру, а также отходы промышленности.

  По агрономическому назначению среди минеральных удобрений выделяют прямые и косвенные. Прямые минеральные удобрения (содержат элементы непосредственного питания растений — N, Р, К, Mg, В, Cu, Mn и др.) подразделяют на односторонние и комплексные. Односторонние минеральные удобрения содержат преимущественно какой-либо один питательный элемент. К ним относятся; азотные удобрения (аммиачная, натриевая, кальциевая селитры, сульфат аммония, мочевина и др.), фосфорные удобрения (суперфосфат, фосфоритная мука, преципитат и др.), калийные удобрения (хлористый калий, 30 и 40 %-ная калийная соль, сульфат калия и др.), микроудобрения. Комплексные удобрения (двойные и тройные) содержат два и более питательных элементов (нитрофос, аммофос, нитрофоска и др.). Косвенные минеральные удобрения применяют для улучшения агрохимических и физико-химических свойств почвы и мобилизации её питательных веществ (например, известковые удобрения, гипс). Одно и то же удобрение может совмещать прямое и косвенное действие. Так, внесение томасшлака или фосфоритной муки не только повышает уровень фосфорного питания растений, но ослабляет кислотность почвы. Минеральные удобрения бывают твёрдые — порошковидные и гранулированные (большинство их) и жидкие — аммиачная вода, жидкий аммиак, аммиакаты (см. Жидкие удобрения). В зависимости от влияния на реакцию почвенного раствора различают физиологически кислые, щелочные и нейтральные минеральные удобрения. К физиологически кислым относят удобрения, катионы которых лучше поглощаются почвой, чем анионы, а последние подкисляют почвенный раствор. К физиологически щелочным принадлежат удобрения, анионы которых лучше ассимилируются растениями, а катионы постепенно накапливаются и подщелачивают почву. Физиологически нейтральные минеральные удобрения не изменяют реакции почвенного раствора.

  Промышленные минеральные удобрения получили распространение лишь с 19 в. До этого применяли в основном навоз, золу, фекалии, природные туки.

  В 1-й половине 19 в. стали использовать в качестве удобрений костную муку. В 1840 немецкий химик Ю. Либих предложил обрабатывать кости серной кислотой для перевода основной части — труднорастворимого трикальцийфосфата в водорастворимый, легко усвояемый растениями монокальцийфосфат; это удобрение получило название суперфосфата. Вскоре суперфосфат стали производить путём разложения природных фосфоритов серной кислотой. В конце 19 в. производство и использование суперфосфата получило большое распространение в ряде стран. В России первый завод суперфосфата начал работать в 1868 в Ковно (Каунас). Опыты русского агрохимика А. Н. Энгельгардта 60—80-х гг. 19 в. показали высокую эффективность применения фосфоритной муки на кислых подзолистых почвах и способствовали увеличению добычи и использования фосфоритов. В 20 в. ассортимент фосфорных удобрений значительно расширился.

  В 30-х гг. 19 в. начали использовать природную натриевую селитру, месторождения которой были открыты в Чили. Развитие производства азотных удобрений началось после промышленного освоения синтеза аммиака из водорода и атмосферного азота (1914—18). В 60-х гг. 19 в. после открытия Штасфуртского месторождения калийных солей в Германии стали применять калийные удобрения. В дальнейшем с открытием новых месторождений, в том числе богатейших в мире — Соликамских в СССР (в 20-х гг. 20 в.), калийные удобрения получили широкое распространение. В изучении роли минеральных удобрений в поднятии урожаев огромный вклад внесли отечественные учёные А. Н. Энгельгардт, Д. И. Менделеев, П. А. Костычев, К. А. Тимирязев, П. С. Коссович, К. К. Гедройц, Д. Н. Прянишников, П. А. Баранов, С. И. Вольфкович, В. М. Клечковский, А. В. Соколов и др. С середины 20 в. производство и потребление минеральных удобрений быстро увеличивается во всём мире (табл. 1). Из зарубежных стран крупными производителями их являются (в млн. т действующего вещества NPK, 1972): США 16,4 (на душу населения 78 кг), ФРГ 4,6 (78 кг), Франция 4,7 (91 кг), ГДР 3,3 (193 кг), Япония 2,8 (26 кг), Польша 1,9 (57 кг), Италия 1,7 (32 кг), Великобритания 1,3 (22 кг), Румыния 1,2 (58 кг), Чехословакия 0,8 (52 кг), Венгрия 0,6 (53 кг), Болгария 0,4 (51 кг). Обеспеченность минеральными удобрениями 1 га пашни (в кг NPK): США ок. 110, ФРГ 350, Франция 140, ГДР 332, Япония около 390, Чехословакия 254 (1971). Эффективность минеральных удобрений велика. Считается, что из общей прибавки урожая примерно 50 % её обеспечивается удобрениями, 25 % достоинством сорта и 25 % технологией возделывания. Каждый кг NPK удобрений, примененных при правильном соотношении, даёт в среднем 10 кг зерна или эквивалентное количество другой с.-х. продукции.

Табл. 1. — Мировое производство минеральных удобрений

(тыс. т действующего вещества — N, P2O5 и K2O)

 

Удобрения

Годы

азотные (N)

фосфорные (Р2О5)

калийные (К2О)

всего (NPK)

1950

4382

6120

4315

14817

1955

7106

8719

6915

22740

1960

10564

10703

8668

29935

1965

18788

15669

12678

47135

1970

31911

21286

17564

70761

1972

36060

23906

19795

79761

 

  В дореволюционной России промышленность минеральных удобрений была представлена небольшими суперфосфатными заводами, калийные и азотные туки почти не производились. В СССР уже в первые пятилетки были построены крупные предприятия (Березниковский азотно-туковый завод, Новомосковский химический комбинат, Воскресенский химический комбинат и др.), вырабатывающие азотные и фосфорные минеральные удобрения, создана калийная промышленность (Соликамский калийный комбинат и др.). К концу 2-й пятилетки (1937) было произведено 703 тыс. т минеральных удобрений (действующего вещества); в 1913 — 17 тыс. т. В последующие годы, особенно после Великой Отечественной войны 1941—1945, производство минеральных удобрений в СССР и поставки их сельскому хозяйству непрерывно увеличиваются (табл. 2 и 3).

  В переводе на стандартные туки (азотные удобрения, содержащие 20,5 % N, фосфорные — 19,6 % P2O5 и калийные — 41,6 % K2О) в 1972 в СССР произведено 66,1 млн. т минеральных удобрений К 1975 производство их значительно возрастет, причём большую часть составят высококонцентрированные (двойной суперфосфат, мочевина, хлористый калий и др.) и комплексные сложные (аммофос, диаммофос и др.) удобрения.

  Районами наибольшего применения минеральных удобрений в СССР являются зоны хлопководства республик Средней Азии и Закавказья, чаеводства Грузии, Азербайджана и Краснодарского края, свекловодства, льноводства и коноплеводства РСФСР, Украины и др. Крупными потребителями минеральных удобрений стали районы орошаемого земледелия — Поволжье, Северный Кавказ, юг Украины, Средняя Азия и Казахстан, где успешно развивается рисосеяние, выращиваются сорта высококачественной пшеницы. Всё больше используют удобрений под овощные культуры и картофель, на лугах и пастбищах.

  Большое разнообразие в СССР почвенно-климатических зон обусловливает различную эффективность минеральных удобрений (прибавку урожая на 1 кг действующего вещества удобрения или на 1 га). В Европейской части страны положительное действие удобрений уменьшается с З. на В. и с С. на Ю., в Сибири — с В. на З., что связано главным образом с количеством осадков и распределением их в течение года. Наиболее эффективны минеральные удобрения в зонах дерново-подзолистых, серых лесных почв и выщелоченных чернозёмов. На осушенных торфяниках и лёгких песчаных почвах наибольшую прибавку урожая обеспечивают калийные туки. На обыкновенных и южных чернозёмах, каштановых почвах минеральные удобрения, кроме фосфорных, менее эффективны. Средние прибавки урожая с.-х. культур в СССР при наиболее целесообразных нормах минеральных удобрений следующие (в ц с 1 га): зерновых (на дерново-подзолистых почвах и чернозёмах лесостепи) 5—8; льна-долгунца (на дерново-подзолистых почвах) 1,5 (волокно); сахарной свёклы (на чернозёмах) 40—70; картофеля (на дерново-подзолистых и серых лесных почвах) 35—60.

Табл. 2. — Производство минеральных удобрений в СССР

(тыс. т действующего вещества — N, P2O5 и K2O)

 

 

 

Удобрения

 

 

Годы

азотные (N)

фосфорные (Р2О5)

калийные (К2О)

всего (NPK)

1940

199

326

221

746

1950

392

532

312

1236

1960

1003

1192

1084

3279

1965

2712

2300

2368

7380

1970

5423

3585

4087

13095

1972

6551

3940

5433

15924

 

Табл. 3. — Поставки минеральных удобрений сельскому хозяйству СССР

 

 

Удобрения (тыс. т действующего вещества ¾ N, Р2О5 и K2O)

 

 

На 1 га пашни, кг (NPK)

Годы

азотные (N)

фосфорные (Р2О5)

калийные (К2О)

всего (NPK)

 

1940

162

346

219

727

3,7

1950

307

532

422

1261

7,3

1960

769

1088

766

2623

12,2

1965

2282

2121

1891

6294

28,5

1970

4605

3184

2574

10363

47,0

1972

5624

3661

3238

12523

55,9

  Примечания: 1. В России в 1913 обеспеченность минеральными удобрениями 1 га пашни составляла 0,21 кг. NPK. 2. На душу населения произведено (кг NPK): 0,1 в 1913, 3,9 з 1940 и 64 в 1972.

 

  Эффективность минеральных удобрений повышается в условиях орошения и высокой технологии возделывания культуры, при внесении их совместно с органическими удобрениями, применении правильных норм, учитывающих потребности растений, свойства почвы и самого удобрения, при выращивании отзывчивых сортов и т. п. Минеральные удобрения (и органические) в севообороте применяют в определённой системе, называется системой удобрения, в которой предусматриваются распределение их по полям, нормы, сроки и способы внесения, определяемые по данным агрохимического анализа почвы и результатам полевых опытов. Средние нормы минеральных удобрений в СССР (в кг/га): 30—100 N, 30—60 P2O5 и 45—90 K2O; более высокие — под технические (хлопчатник, сахарная свёкла и др.) и овощные (огурец, томат и др.) культуры. Минеральные удобрения вносят осенью или весной (основное удобрение), одновременно с посевом (припосевное удобрение) и во время вегетации (подкормка растений). Способы внесения: разбросной (туковыми сеялками, с самолёта) с заделкой в почву плугом, культиватором или бороной — удобрения смешиваются с почвой всего пахотного слоя; локальный — в рядки или лунки (комбинированными сеялками и сажалками) при посеве семян, посадке клубней, рассады, сеянцев. Минеральными удобрениями также обрабатывают семена перед посевом (опыливание, намачивание в растворе). Неправильное применение минеральных удобрений (например, избыточные дозы, плохая заделка) может понизить плодородие почвы, вызвать гибель растений и животных, загрязнение рек и водоёмов.

 

  Лит.: Прянишников Д. Н., Об удобрении полей и севооборотах, Избр. статьи, М., 1962; Кореньков Д. А., Минеральные удобрения и их рациональное применение, М., 1969; Справочная книга по химизации сельского хозяйства, под ред. В. М. Борисова, М., 1969; Авдонин Н. С., Научные основы применения удобрений, М., 1972.

  И. И. Синягин.

 


ПраймКемикалсГрупп