ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ НА ОСНОВЕ АЗОТНОКИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФАТОВ[15]

Сроки и способы внесения различных видов удобрений на практике во многих случаях совпадают. Это обусловливает целесообразность широкого производства комбинированных удоб-

рений, по своему химическому составу и физическим свойствам в наибольшей мере отвечающих требованиям сельского хозяйства.

Произведенные в последнее время в Научно-техническом комитете при Совете Министров СССР специальные расчеты, показали, что в текущем семилетии не :менее 30% от общего* количества вырабатываемых туков целесообразно выпускать в« виде комбинированных — сложных или готовых смешанных—^ удобрений. Производство комбинированных удобрений может быть осуществлено различными путями. В настоящее время в нашей стране, как и в ряде других стран, весьма большое значение приобретают методы азотнокислотной переработки фосфатов, когда азотная кислота одновременно используется и для превращения фосфатного вещества в усвояемую для растений форму и как источник азотного питания растений.

Состав сложных удобрений, получаемых при азотнокислотной переработке фосфатов, может значительно изменяться в зависимости от принятой технологической схемы. Если принята карбонатная схема, при которой избыток ионов кальция связывается углекислотой с образованием карбоната кальция, то вся усвояемая фосфорная кислота в готовом продукте представлена в цитратнорастворимой форме в виде дикальциевого фосфата (преципитата).

При связывании избытка ионов кальция серной кислотой (схема с добавлением серной -кислоты) или при удалении из процесса части кальция в виде азотнокислой его соли путем вымораживания, в составе готового продукта усвояемая фосфорная кислота может быть представлена двумя формами — водорастворимым фосфатом аммония и цитратнорастворимым ди- кальциевым фосфатом.

Химический состав сложных удобрений, изучавшихся в опытах НИУИФ

Примечание. Все удобрения были получены в гранулированном виде, размер гранул от -1 до 5 мм.

свойств производят в гранулированном виде.

ценность сложных удобрений будет прежде всего зависеть от соотношения в них водорастворимой и цитратнорастворимой Р2О5 и от их гранулометрического состава.

В течение последних трех лет (1956—1958) в НИУИФ изучалась эффективность сложных удобрений, полученных по различным схемам азотнокислотной переработки фосфатов. Исследовались как удобрения отечественного производства, так и полученные из других стран образцы сложных удобрений. В таблице 1 указан их состав.

Наиболее полное и систематическое изучение этих удобрений производилось в 1958 г. в строго контролируемых условиях вегетационного опыта на трех основных типах почв СССР: подзолистой суглинистой почве Долгопрудной опытной станции (Московская область), мощном черноземе Граковского опытного поля (Украина) и карбонатном сероземе из-под Ташкента (Средняя Азия).

Опыты проводились одновременно в трех сериях. В первой серии удобрения равномерно распределялись в почве. Во второй применялось локальное, или местное, внесение удобрений, что осуществлялось в вегетационных опытах путем размещения удобрений очагами в верхнем 5-сантиметровом слое почвы непосредственно под высеваемыми семенами. В третьей серии изучалось влияние величины гранул сложных удобрений на их эффективность.

Во всех опытах сложные удобрения применяли по содержанию в них усвояемой (сумма водо- и цитратнорастворимой) Р205 на выравненном фоне NK.

Азот вносили в форме нитрата аммония, калий — в форме хлористого калия. Результаты этих опытов приведены в таблицах 2, 3 и 4.

Приведенные данные указывают прежде всего на далеко идущий параллелизм между содержанием водорастворимой Р2О5 в гранулированных сложных удобрениях и их эффективностью. Гранулированная карбонатная нитрофоска, содержащая всю фосфорную кислоту в цитратнорастворимой форме, при всех способах внесения не могла служить сколько-нибудь удовлетворительным источником Р2О5.

Порошковидная карбонатная нитрофоска при равномерном ее распределении по всей массе почвы оказалась не менее эффективным источником Р2О5, чем суперфосфат или преципитат. Но при локальном размещении удобрения в почве эффективность Р2О5 порошковидной карбонатной нитрофоски, так же как и преципитата, резко падает. Указанное снижение эффективности вполне закономерно, так как локализация удобрений в сравнительно небольшом объеме почвы сокращает их поверхность, подобно тому как это происходит при гранулировании удобрений. Поэтому вообще все виды удобрений, содержащие массу Р205 в цитратнорастворимой форме независимо от их

Эффективность РгОб простых и сложных удобрений при равномерном распределении их в почве

Примечание. Доза Р2О5 — 0,2 г на сосуд (7,5 кг почвы), доза N — 1,0 г, К2О —Д,0 г на сосуд.

гранулометрического состава, непригодны для местного, локального, внесения в почву.

Нитрофоска 78 отечественного производства и нитрофос II производства французской фирмы «РЕС», содержащие около 40% от всей усвояемости Р2О5 в водорастворимой форме, были в общем несколько худшими источниками Р2О5 по сравнению с суперфосфатом или с нитрофоской 83. При равномерном распределении удобрений нитрофоска 72 была близка по эффективности к нитрофоске 83, но при локальном размещении удобрений нитрофоска 72, как и нитрофос И, действовала значительно слабее.

Еще худшими источниками Р2О5 оказались гранулированные сложные удобрения, в составе которых водорастворимая Р2О5

Эффективность Р2О5 простых и сложных удобрений при локальном их размещении в почве (доза Р2О5 — 0,075 г на сосуд)

была представлена в сравнительно небольшом количестве (нитрофоска 72 отечественного производства, нитрофоска 12-12-12 из ФРГ, нитрофос III фирмы «РЕС»),

Кроме учета урожаев, во всех опытах был произ!веден анализ растений на содержание в них фосфора. Полученные аналитические данные позволили определить степень использования Р2О5 различных удобрений подопытными растениями. Эти данные (в среднем для всех испытывавшихся почв) представлены в таблице 5.

Степень использования Р2О5 испытывавшихся сложных удобрений в общем соответствует их эффективности. Однако для карбонатной нитрофоски в большинстве опытов она была несколько более высокой, чем это можно было ожидать на основании ’данных об урожайности. Изучение поступления фосфора в растения на ранней стадии их развития показало, что в этот период Р2О5 карбонатной нитрофоски практически не используется растениями.

Недостаточное фосфатное питание в молодом возрасте нарушает нормальный обмен веществ и понижает формообразовательную потенцию растений, вследствие чего количество зародышевых колосшв и количество зачаточных завязей, кото-

Таблица 4

Влияние величины гранул сложных удобрений на эффективность их Р2О5

я

и ?

« й се К VO ¦=?

Я 0gt;

Он Он

с со « ® 2 з л § *5 * и

н"*

S3*

2*

? о «

0,4

О gt;gt;i=t

Ра вномерноераспределение удобренийв почве (доза Р2О5 — 0,2 г на сосуд)

Локальное размещение удобрений в почве (доза РгОб — 0,075 г на сосуд)

рые фор1Мируются в первые 2—3 недели жизни злаковых растений, сильно понижаются, что в конечном счете приводит к резкому снижению величины колоса и числа зерен в нем.

Значительное понижение формообразовательной потенции растений, вызванное недостатком фосфорного питания на ранней стадии их развития, ограничивает в дальнейшем возмож-

Степень использования Р2О5 различных удобрений подопытными растениями

ность продуктивного использования фосфатов, поступивших в растение в более поздние периоды, когда растение развивает достаточно мощную корневую систему. Поэтому при запоздалом поступлении фосфатов последние накапливаются в растении, но уже не могут в должной мере использоваться на построение полезной продукции урожая. В результате процентное содержание Р2О5 в конечном урожае при использовании удобрений с недостаточной усвояемостью фосфатов иногда может быть даже выше, чем по хорошо усвояемым источникам фосфора (табл. 5).

Полевые опыты по изучению сложных удобрений, получаемых'на основе азотнокислотной переработки фосфатов, проводились в 1958 г. на Раменском опытном поле НИУИФ. Иссле-

довалось влияние их на урожай картофеля и овса в условиях подзолистой суглинистой дочвы.

В опытах с овсом внесение всех форм фосфора не дало эффекта. Результаты опыта с картофелем указаны в таблице 6.

Таблица 6

Влияние сложных удобрений, полученных на основе азотнокислотной переработки фосфатов, на урожай картофеля, ц/га

В условиях полевых опытов при высоком действии Р2О5 нитрофоски 83, равном действию Р2О5 гранулированного суперфосфата, фосфор карбонатной нитрофоски практически не оказывал, влияния на урожай картофеля. Таким образом, все полученные экспериментальные данные указывают на нецелесообразность применения, а следовательно, и производства гранулированной карбонатной нитрофоски, в составе которой вся фосфорная кислота представлена цитратнорастворимой формой.

Если в некоторых западных странах производится и используется гранулированная карбонатная нитрофоска, то, по всей вероятности, это можно объяснить лишь тем, что в результате длительного применения удобрений почвы там насыщены фосфором («зафосфачены») и потребность их в этом элементе проявляется сравнительно слабо. К тому же слабая усвояемость Р2О5 карбонатной нитрофоски или других гранулированных сложных удобрений, содержащих Р2О5 в цитратнорастворимой форме, перекрывается там высокой их дозировкой. Однако в последнее время и в зарубежных странах был опубликован ряд работ, свидетельствующих о нецелесообразности применения таких удобрений. Так, в журнале Американского общества почвоведов в 1956 г. опубликована работа Термана,,

Знтони, Мортенсена и Лютца, в которой обобщены итоги исследований, проведенных TVA (американская фирма и исследовательский центр по проектированию ,и производству новых видав удобрений) совместно с семью опытными станциями. На основе многочисленных полевых опытов авторы пришли к выводу, что в сложном удобрении, в составе которого 93% от всей Р2О5 представлено цитратнорас творимой и только 7% водорастворимой формой, увеличение размера гранул до 2— 4 мм понижает урожайность пшеницы и овощных культур на 15—20%.

В вариантах, где в составе удобрений не менее 40% от общей Р2О5 было представлено водорастворимой формой, размер гранул не оказывал сколько-нибудь заметного влияния на урожай.

В полевых опытах, проведенных в Англии на Ротамстедской опытной станции (Кук и др., 1958), урожайность сельскохозяйственных культур под действием гранулированной карбонатной нитрофоски была на 30% ниже, чем при использовании обычного набора удобрений, включающего в качестве фосфатного компонента суперфосфат или порошковидный преципитат. В опытах польских ученых (Бычковский и Остроменская) гранулированный нитрофосфат, содержащий Р2О5 в цитратнораст- воримой форме, был менее эффективен, чем порошковидный нитрофосфат.

Таким образом, те методы и схемы азотнсgt;кислотной переработки фосфатов, при .применении которых вся или основная масса Р2О5 будет получаться в цитратнорастворимой форме, не могут обеспечить получения полноценных гранулированных фосфорсодержащих сложных удобрений. В этих удобрениях азот и калий будут хорошо усваиваться растениями, но фосфор, по крайней мере в первый год внесения удобрений, окажется малодоступным растениям. Только при изготовлении таких удобрений не в гранулированном, а в порошковидном виде они могут эффективно использоваться для основного, допоеевного, внесения, разумеется в том случае, если соотношение питательных элементов в них будет удовлетворительно, а их физические качества — достаточно хорошими.

На складе удобрений Долгопрудной агрохимической опытной станции уже около 6 месяцев хранится в штабелях упакованная в обычные крафтцеллюлозные мешки размолотая карбонатная нитрофоска. Проведенные наблюдения показывают, что за время хранения не произошло заметного ухудшения физических свойств этой нитрофоски: она и сейчас так же суха и рассыпчата, как и при поступлении на оклад. Однако соотношение азота и фосфора в карбонатной нитрофоске, равное 1 : 0,7 или в лучшем случае 1 : 0,8, для ряда культур и почв СССР не является оптимальным. В большинстве случаев необходимо, чтобы в составе предпосевного основного удобрения,

для которого только и может быть использована эта нитрофоска, отношение фосфора к азоту было больше или во всяком случае не меньше 1.

Поэтому, если производство карбонатной нитрофоски достигнет значительных размеров, необходимо разработать соответствующие технологические приемы для выведения части азота из процесса с тем, чтобы получить удобрение с более уравновешенным соотношением азота и фосфора. Соотношение азота и фосфора в сложных удобрениях, полученных по другим схемам азотнокислотного метода переработки фосфатов (с вымораживанием, с добавлением серной или фосфорной кислоты), может варьировать в зависимости от степени вымораживания нитрата кальция или от количества добавляемой серной или фосфорной кислоты. В этом заключается преимущество названных схем перед карбонатной схемой в ее нынешнем виде, где на единицу азота при всех условиях приходится не более 0,8 единицы Р2О5.