Рідкі комплексні добрива та їх застосування

РІДКІ КОМПЛЕКСНІ ДОБРИВА ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ

Рідкі комплексні добрива (РКД) являють собою водні розчини або суспензії, що містять два і більше поживних елементів. Вони не мають у своєму складі вільного аміаку і тому позбавлені суттєвого недоліку рідких азотних добрив — необхідності транспортування і зберігання в герметично закритій тарі і обов'язкового внесення в грунт на визначену глибину. Їх можна наносити на поверхні поля з наступною заробкою будь грунтообробних знаряддям, а також вносити місцево, стрічками.

При переливах з однієї ємності в іншу, при заправці машин для внесення втрати поживних речовин з цих добрив практично відсутні. При роботі з ЖКП несприятливі умови погоди не мають такого істотного впливу, як при використанні твердих добрив. Очевидним достоїнством ЖКП є відсутність потреби і мішкотарі. При необхідності в ЖКП можна вводити мікроелементи, деякі пестициди та стимулятори росту. ЖКП прості в обігу, вони не запалюються, не вибухонебезпечні, не отруйні. Техніка безпеки при роботі з ними дуже проста.
Застосування ЖКП дозволяє повністю механізувати трудомісткі процеси навантаження, розвантаження та внесення в грунт, повністю виключається ручна праця і суттєво знижуються витрати на їх застосування . Зазначені властивості ЖКП роблять їх вельми перспективними для вітчизняного землеробства.
Застосування розчинів удобрювальних солей має давню історію. Ще в 1808 р. Гемфрі Деві намагався використовувати в якості добрив розчини неорганічних солей. Особливо гарні результати були отримані зі слабкими розчинами вуглекислого амонію. В 1840 році Ю. Лібіх запропонував поливати грунт до оранки розчином кісток домашніх тварин в розбавленій сірчаній кислоті.
В овочівництві і в даний час застосовують розчини різного складу зазвичай низької концентрації (0,1—0,2%). У ряді країн овочеві культури, а також плодові дерева, ягідники, виноград поливають водою, в якій попередньо розчиняють добрива. В останньому випадку прагнуть задовольнити потребу рослин одночасно у воді та їжі. Ці прийоми носили і носять, однак, місцевий характер і не пов'язані з промисловим виробництвом рідких добрив. В даний час мова йде вже про промислових рідких комплексних добрив, застосування яких здійснюється в більш або менш широкий масштабах.
У порівняно великому обсязі ЖКП застосовуються в США, де їх використання було почато в Каліфорнії в 1953 р. До 1981 р. застосування цих добрив зросло до 4,4 млн. т в натурі (1,56 млн. т поживних речовин). Частка ЖКП в загальному споживанні добрив перевищує 7%, В останні 10 років у США зростає і виробництво суспензійованих добрив; приблизно одна третина від усіх ЖКП використовується у формі суспензій.
ЖКП набувають популярність і в інших країнах. Кілька заводів побудовано у Франції, Великобританії, Іспанії, Італії, Югославії, Канаді, Бельгії. Так, у Франції споживання ЖКП в 1971 р. склало 195 тис. т (натури), у 1975 р. зросла до 300 тис. т. В даний час використання ЖКП тримається приблизно на цьому ж рівні, складаючи 2,4% від застосування всіх поживних речовин. У Великобританії в 1971-1972 рр. використовувалося 124 тис. т ЖКП, в 1973-1974 рр. — 145, у 1980 р. — 180 тис. т (понад 2,5% всіх використаних добрив), в Канаді у 1969-1970 рр. — 20,3 тис. т, у 1980 р.— 45 тис. т (близько 2,7% всіх добрив). В Італії у 1980 р. внесено 75 тис. т рідких комплексних добрив, або понад 1,3% мінеральних добрив.
У Росії на початку 60-х років почалося вивчення ЖКП на агрохімічних станціях НИУИФ радгоспу «Зоря комунізму» Московської області. В кінці 60-х років широкі наукові та дослідно-виробничі випробування ЖКП на екстракційної ортофосфорної кислоти були проведені в Литві. Досвід сільського господарства цієї республіки показав високу ефективність використання цих добрив у сільському господарстві. З 1974 р. у Воскресенському філії НИУИФ проведено широке виробниче і наукове вивчення агрохімічних і технологічних властивостей дослідно-промислових партій ЖКП на супер-фосфорної кислоти марки 10:34:0, з кінця десятої п'ятирічки в Росії розпочато промисловий випуск цієї марки. У 1980 р. постачання ЖКП склали 26 тис. т P2O5, а в 1983 р. досягли 563 тис. т Р2О5, що становить 8,7% всіх фосфорних добрив, використаних у сільському господарстві, і понад 14% фосфору складних добрив. Випуск цих добрив буде зростати. Таке швидке нарощування виробництва і поставок ЖКП свідчить про їх високої технологічної і агроекономічної ефективності.
Хімічний склад ЖКП, види, форми, марки. Принципова схема отримання ЖКП полягає в нейтралізації фосфорної кислоти аміаком екстракційної або термічної) до pH близько 6,5. В якості нейтралізуючого агента в залежності від схеми отримання використовують водний або безводний аміак. Збільшення вмісту азоту в рідкому добрив досягається додаванням нітрату амонію або сечовини, або суміші нітрату амонію з сечовиною.
У США, як правило, найбільш часто вживаним азотовмісних компонентом є розчин, що має приблизно рівну кількість азоту сечовини та нітрату амонію, так як при такому їх співвідношенні виходить максимальна взаємна розчинність. Ця обставина має вирішальне значення при зберіганні і транспортуванні розчину, а також, коли він застосовується для безпосереднього внесення. В таблиці 64 наведено склад розчинів сечовини — нітрату амонію (MHA) і їх основні властивості.

Як джерело азоту для ЖКП можна застосовувати і окремо нітрат амонію або сечовину.
Однак є ще одна важлива обставина, яка може суттєво впливати на вибір джерела азоту для ЖКП. Присутність у розчині нітрат-іона знижує загальну концентрацію добрива, особливо коли в розчині присутній калій. В результаті проходить реакції утворюється нітрат калію — найменш розчинна сіль, яка зустрічається в системі рідких добрив. На сечовині можна отримувати набагато більш концентровані добрива. Наприклад, при використанні MHA найвищої розчинністю при 0 °C володіє розчин 7:7:7, а при використанні сечовини отримують марку 9:9:9 (табл. 65).

До теперішнього часу значного поширення набули суспензії MHA на основі аттапульгита з вмістом азоту до 37%. Джерелом фосфору в ЖКП є фосфорна кислота. При використанні термічної ортофосфорної кислоти (ТОФК) отримують прозорі ЖКП. Сумарна кількість поживних елементів у потрійному рідкому добриві марки 1:1:1 (9:9:9) складає 27%. Лімітуючим фактором, що не дозволяє підвищувати вміст поживних речовин в рідкому добриві, є температура кристалізації розчину, різко зростає зі збільшенням концентрації.
На основі ТОФК можна готувати ЖКП з самим різним співвідношенням поживних речовин (табл. 65, 66). Звертає увагу, що загальна концентрація добрива зростає, якщо змінювати співвідношення N P2O5 в добриві в бік збільшення вмісту фосфору. У НИУИФ проведені дослідження, які показали, що ЖКП можна отримувати і на екстракційної ортофосфорної кислоти (ЭОФК). Марки 7:20:0 і 9:9:9 застосовувалися в сільському господарстві Литви. Для агрохімічного вивчення були отримані й інші марки: 3,5:10:10; 5:10:10; 6:18:6; 14:14:0; 12:8:8; 10:5:10 і т. д.

Добрива на основі ортокислоты, крім сечовини, містять моно - і диаммонийфосфаты. Типовий сольовий склад марки 9:9:9 виглядає наступним чином: (NH4)2HPO4 — 12-15%, NH4H2PO4 — 2-4, CO(NH2)2 — 12-13, KCl — 13-14%. На частку амідного азоту припадає 61-66% загального азоту.
Як видно з цих даних, концентрація ЖКП на ортофосфорної кислоти все ж низька, і з економічних міркувань вони рекомендуються для місцевого використання. При перевезеннях на невеликі відстані для внесення із зрошувальною водою, у тому числі в садах, ягідниках, виноградниках і т. д., ці розчини можуть використовуватися з високим економічним ефектом
Різкий якісний стрибок у виробництві і застосуванні ЖКП викликав використання в якості джерела фосфору суперфосфорной кислоти, що представляє собою суміш ортофосфорної і полифосфорной кислот. Термін «суперфосфорная кислота» відносять до кислоті, що містить значну кількість (зазвичай від 40 до 80%) Р2О5 у вигляді неортофосфатов.
Застосування суперфосфорной кислоти забезпечує наступні переваги.
Завдяки високій розчинності поліфосфатів амонію можна отримувати основні (базисні) розчини і врівноважені азотно-фосфорні добрива значно більш високої концентрації, ніж на ортофосфате (табл. 66).
У зв'язку з тим що поліфосфати емульгують домішки, які осідають при амонізациі екстракційної ортофосфорної кислоти, додавання порівняно невеликих кількостей суперфосфорной кислоти (20-30%) дає можливість готувати прозорі добрива на основі екстракційної ортокислоты.
У ЖКП на суперфоефорной кислоті можна вводити значну кількість мікроелементів, в той час як більшість з них (виняток становлять сполуки бору) в присутності тільки ортофосфатів переходить в малорозчинна стан (табл. 67).
Використання мікроелементів у формі оксидів переважніше, оскільки вони забезпечують більш високу розчинність і стабільність розчинів. Вводяться мікроелементи в основні розчини (8:24:0, 10:34:0, 11:37:0) при температурах 50-90 “З, при цьому розчинність сполук Zn, Cu, Fe у розчинах поліфосфатів амонію в 10-60 разів вище, ніж у розчині ортофосфата. Крім зазначених сполук цинку (табл. 67), в розчинах поліфосфату легко растзоряется Znco 3, a ZnS не розчинний в ортофосфате, так і в полифосфатах амонію.

Змішування основних розчинів з сечовиною, нітратом амонію і хлористим калієм зазвичай не змінює в'язкості розчину та часу його зберігання без зміни властивостей.
У НИУИФ розроблені способи введення мікроелементів бору, міді і молібдену в розчин 10:34:0, який може випускатися з добавкою: 1) В, Cu, Mo; 2) В, Cu; 3) Mo, Cu; 4) В, Mo; 5); 6) Cu; 7) Mo. Масові частки мікроелементів складають (у %): бору та міді — 0,05, молібдену — 0,005.
На основі еуперфосфорной кислоти, шляхом її амонізациі, готують основні розчини: 10:34:0, 11:37:0, які використовують для подальшого змішування з азотних і калійних компонентами або вносять безпосередньо в грунт.
Склад фосфорної кислоти ЖКП на суперфосфорной кислоті визначається базовим розчином. Fleming наводить наступний середній склад рідких поліфосфатів (в % загальної Р2О5).

Однак потрібно підкреслити, що співвідношення форми фосфору в ЖКП піддається визначеним коливанням. Так, сумарний вміст полиформы у термічної суперфосфорной кислоті, що містить близько 76% загальної Р2О5 — 38-50%, в екстракційної з апатитового концентрату — 48-57, а в кислоті з флот-концентрату Каратау — 64-66%.
Розчинність полифосфатных систем залежить від ступеня амонізациі, співвідношення різних форм присутніх в суперфосфорной кислоті поліфосфатів. Найкраща розчинність та зв'язуючі (секвестирующие, хелатні) властивості досягаються в сумішах поліфосфатів з довжиною ланцюга до п'яти одиниць фосфору; поліфосфати з більш довгим ланцюгом відносно менш розчинні. Крім того, поліфосфати з довгим ланцюгом (і метафосфаты) схильні до більшого гідролізу, ніж піро - і триполифосфаты. Саме тому оптимальний базовий розчин повинен містити 50-70% конденсованих форм.
Практично єдиним (з економічних міркувань) джерелом калію для ЖКП є хлористий калій. Слід підкреслити, що він має низьку розчинність і тому помітно зменшує концентрацію жилкого добрива. Ще менш розчинний нітрат калію, який утворюється, якщо джерелом додаткового азоту є нітрат амонію або розчин МНА. Сечовина в цьому відношенні дещо покращує загальну розчинність системи.
Важливо відзначити, що навіть використання суперфосфорной кислоти не покращує становища: марка 1:1:1 і в цьому випадку буде лише близько 10:10:10. Для ЖКП придатний тільки досить чистий хлористий калій.
Хлорид калію можна замінити поташем або калієвої лугом. Сума поживних речовин при цьому помітно збільшується, але вартість цих сполук дуже висока, і виробництво ЖКП стає нерентабельним. Не дивно тому, що калій — не популярний елемент в ЖКП.
Окремі фірми в США заохочують роздільне внесення твердого калійного добрива з осені, що цілком допустимо і з агрохімічних міркувань. Середня концентрація ЖКП, що випускаються в США, в 1371 р. склала 33% (8,5% N; 16,1 — P2O5; 8,4% K2O), у 1973 р. — 32,8% (8,7% N; 15,6 — P2O5; 8,5% K2O), а в 1981 р.—35,2% (9,0 % N; 16,0) — P2O5; 10,2% K2O). Таким чином, в США відбувається поступове підвищення концентрації ЖКП, головним чином за рахунок збільшення використання суспензій.
Введення в розчин стабілізуючих добавок колоїдної глини, наприклад, аттапульгита, бентоніту або кремнієвої кислоти (наприклад, аеросилу 175 та ін), що оберігають пересичений розчин від випадіння твердої фази,— один із кардинальних способів підвищення суми поживних речовин ЖКП.
Витрата сухої глини на 1 т добрива зазвичай 9-22 кг, але може бути трохи вище. Сума поживних речовин становить 40% і більше (можливі марки 12:12:12; 8:16:16; 5:15:20; 10:30:10; 15:15:15; 20:20:0; 12:24:12; 10:20:20).
Для застосування суспензій необхідний спеціальний комплекс машин, що відрізняється від машин для звичайних ЖКП.
Академік АН Узбекистану М. Н. Набієв з працівниками при розробці способів отримання складних добрив на основі азотно-кислотного розкладу фосфатної сировини запропонував метод виробництва суспензійованих рідких добрив, званих СУМ-Ж-5. Ці добрива являють собою сильно взмученную пульпу після взаємодії HNOa і фосфатної сировини, аммонизированаую до pH 1. Сума поживних речовин близько 22% (азот і фосфор без калію), основна частина азоту представлена нітрат-іоном. Щільність добрива 1,5—1,7, в'язкість 100-150 сП.
Фізичні властивості. Рідкі комплексні добрива мають щільність, значно перевищує одиницю, тому оцінювати їх концентрацію доцільно за кількістю поживних речовин в одиниці об'єму. Це дуже суттєво, оскільки при роботі з добривами, визначенні ємності складів, машин для транспортування і внесення щільність добрив набуває вирішальне значення.
Наведені дані (табл. 68) вносять суттєві корективи в оцінку концентрації ЖКП; за змістом поживних речовин в одиниці об'єму вони не поступаються твердим добривам. У Франції для ЖКП використовують спосіб вираження їх концентрації тільки в кг на 100 л. Наприклад, марка 10:34:0 позначається як 14:48:0 і т. д.

Прозорі ЖКП на основі ортофосфорної кислоти мають щільність 1,2—1,3 г на см3, їх в'язкість не перевищує 10 сантипуаз (зазвичай 2-5 сП). ЖКП, одержувані на екстракційної ортокислоте, відрізняються від ЖКП на термічної кислоті зовнішнім виглядом — є мутними розчинами. Дисперсна суспензія в цих ЖКП при зберіганні повільно осідає і перетворюється в студнеобразную масу, яка тривалий час не втрачає плинності. Під тиском вона легко передається по трубопроводах, що перекачується і вноситься в грунт за допомогою обприскувачів. Оскільки ЖКП схильні до переохолодження, то при спокійному зберіганні загустіння і кристалізація їх відбуваються при температурі близько -20 °C. Тому в тих районах, де середня температура самої холодної декади не нижче — 20 °С, ЖКП, отримані на основі екстракційної ортофосфорної кислоти, можна зберігати протягом зими у відкритих сховищах, у яких лише труби і вентилі треба покрити теплоізоляційним матеріалом. Базисні розчини 10:34:0, 11:37:0 мають дещо більшу щільність 1,35—1,4 г на 1 см3 і в'язкість до 80 сантипуаз, температура їх кристалізації — 18 °C, але і ці розчини схильні до сильного переохолодження при спокійному зберіганні. Навесні при настанні позитивних температур загустілі і закристаллизовавшиеся ЖКП відновлюють свої властивості.
Вітчизняною промисловістю випускаються дві форми рідкого комплексного добрива: 8:24:0 та 10:31:0, а також розроблена технологія одержання марок 9:9:9 і 18:18:0 (табл. 69)

При тривалому зберіганні до 6 міс при температурі від -18 °С до +35 °C не відбувається помітного зміни фізико-хімічних властивостей ЖКП 10:34:0. Стійкість розчину поліфосфату амонію визначається ступенем конверсії Р2О5. При зниженні ступеня конверсії нижче 45% зменшується загальна розчинність солей і можливо випадання опадів.
Склад осадів, що утворюються в процесі виробництва і випадають при зберіганні, складається в основному з засвоюваних форм фосфатів заліза, алюмінію і магнію — NH4(Mg, Al, Fe)PO4*Н2О.
При температурі нижче — 5 °C 9:9:9, — 18 °C для 10:34:0 відбувається часткова кристалізація розчину, при відтаванні складу ЖКП не змінюється. При температурі вище +35 °C з розчину 10:34:0 також випадає тверда фаза, що викликано гідролізом полифосфатных ланцюгів, збільшенням вмісту ортофосфатів і, як наслідок, зниженням загальної розчинності солей.
Намічено освоєння виробництва більш концентрованого розчину — 11:37:0. Згідно ТУ на дослідну партію ступінь конверсії складає 55%, щільність при 20 °C — 1,43 г на 1 см3, а масова частка водонерастворимого залишку — не більше 0,5%.
При приготуванні на основі базисного розчину різних сумішей із заданим співвідношенням поживних речовин отримані розчини мають різні фізико-хімічні характеристики (табл. 70).

Менш сприятливими фізичними властивостями володіють суспензії. Це щільні і в'язкі рідини з питомою масою 1,4—1,5 г на 1 см3 і в'язкістю 100-1000 сантипуаз. Суспензії порівняно легко загустевают і розшаровуються. Термін зберігання не повинен перевищувати 3 тижнів, тому готувати їх доцільно безпосередньо перед використанням.
Найбільш поширеними стабілізуючими агентами є аттапульгитовая і бентонітова глини, які володіють високорозвиненою питомою поверхнею і яскраво виражену здатність до сорбції та обміну катіонів. Вирішальне значення в приготуванні стійких суспензій має додавання глини. Рекомендується 25%-ва суспензія глини в чистій воді, в яку доцільніше вводити спочатку розчин 10:34:0, потім сечовину-нітрат амонію і в останню чергу хлористий калій. Для приготування суспензій придатний червоний флотаційний хлористий калій з розміром частинок 0,8—1 мм
Найбільш ефективна технологія застосування розчинів, суспензій, заснована на використанні для транспортування ЦАУ-9 і ЦАУ-13,5, а для внесення — машин ПЖУ-5 і ПЖУ-9.
Ефективність ЖКП на ортофосфорної кислоти. Є дві основні форми рідких комплексних добрив: на ортофосфорної кислоти і на суперфосфорной. Кожна з цих форм може випускатися у вигляді розчинів і суспензій.
Ефективність ЖКП доцільно пов'язувати з оцінкою значення гранулометричного складу складного добрива. Агрохімічний аспект цієї проблеми полягає у встановленні того, наскільки і в якому напрямку контакт добрива з грунтом впливає на його ефективність. Швидкість взаємодії добрива з грунтом знаходиться у зворотному зв'язку з розміром частинок, отже, можна вважати, що рідкі добрива взаємодіють з грунтом повніше, тобто з великим об'ємом ґрунту, і швидше (внаслідок наявності води), ніж гранульовані. Дуже істотно, що швидкість взаємодії добрив з ґрунтом може, мабуть, визначати і характер сполук, що утворюються, їх розчинність, а отже, і доступність рослинам.
Наведені нижче досліди, поставлені на основних ґрунтах країни, що служать для визначення принципових, але не кількісних закономірностей. Добрива в дослідах вносили по фосфору, перемішуючи їх з усім об'ємом ґрунту або стрічкою на глибину 8-10 см від поверхні грунту. Вологість ґрунту підтримували на рівні 60% (рідше 70%) HB. Повторність три-чотириразова. Дані дослідів наведені в таблиці 71.

Результати дослідів дозволили зробити принциповий висновок про закономірності дії фосфатного компонента на різних грунтах при зменшенні розміру частинок складних фосфоровмісних добрив.
На кислому, активно фіксує фосфор ґрунті (красноземе), при низькому вихідному фосфатному рівні можна очікувати зниження дії рідкого комплексного добрива порівняно з гранульованими формами. Це можливо і на бідних кислих грунтах дерново-підзолистого типу. Однак зниження ефективності спостерігається тільки при використанні повного рідкого добрива, що містить азот, фосфор і калій у співвідношенні, близькому до 1:1:1, причому додатковий азот представлений нітратом амонію. Застосування неврівноваженого добрива з співвідношенням N:Р2О5 як 1:4,5 (так само, як 1:3) не викликає зниження дії фосфатного компонента на кислому (неизвесткованной) дерново-підзолистому ґрунті. На вапнованих дерново-підзолистих грунтах так само, як і на чорноземах, ефективність розчинів і гранульованих добрив приблизно однакова. На карбонатних ґрунтах з лужною реакцією (карбонатні чорноземи, каштанові ґрунти, сіроземи) агрохімічна цінність рідких форм, як правило, вище, ніж гранульованих.
На кислих дерново-підзолистому грунті відбувається короткочасне зниження вмісту легкорухливою фосфору при внесенні розчину, що пов'язано з більшою фіксацією фосфатів полуторними окислами. На чорноземі цього не спостерігається. На сероземе зменшення розміру частинок добрива мало велике позитивне значення для освіти легкоподвижных сполук фосфору в ґрунті та їх подальшої динаміки. У всіх випадках при внесенні рідкого добрива в сероземе міститься набагато більше рухомого фосфору, ніж при використанні гранульованого добрива.
Прийнято вважати, що в ефективності складного добрива вирішальна роль належить фосфорному компоненту. Однак для рідких комплексних добрив може мати певний агрохімічне значення і форма азотного компонента.
Нітрат амонію та сечовина в грунті ведуть себе по-різному. Нітрат амонію певною мірою підкислює середовище, а сечовина, у перший період гидролизуясь до карбонату амонію, зрушує реакцію середовища в лужну сторону. Це перетворення відбувається в досить короткі терміни, поки сечовина в значній кількості не дифундує за межі мікроділянки взаємодії краплі розчину з грунтом. Позитивна роль сечовини зазвичай відзначалася на кислих ґрунтах, в яких зсув реакції у лужний бік може на певний період знизити фіксацію фосфатного компонента з ЖКП. Однак саме в початковий період росту рослина найбільшою мірою потребує забезпечення легкоподвижными фосфатами.
Досліди показали, що на кислих дерново-підзолистому грунті, і в особливості на красноземе, ЖКП на нитрате амонію значно менш ефективні, ніж тверді гранульовані добрива. ЖКП на сечовині на дерново-підзолистому грунті рівноцінні твердим добривам, а на сільнокіслой (рНка 4,0) красноземе поступаються, але значно меншою мірою, ніж на ЖКП нитрате амонію (табл. 72).

На типовому чорноземі зі слабокислою реакцією (рНKCl 5,8) (табл. 73) форма азотного компонента не впливає на дію ЖКП: ефективність розчинів і гранульованих добрив є рівноцінною. На сероземе також не відзначено впливу форми азотного компонента на ефективність ЖКП. Розчини виявили більш високу дію і виявилися кращими джерелами фосфору для рослин, ніж гранульовані добрива.

Вивчення перетворення в ґрунтах рідких комплексних добрив з різним азотним компонентом підтвердило наведені вище закономірності: наявність в добриві сечовини позитивно позначалося на накопиченні рухомого фосфору в кислих ґрунтах і не мало значення на чорноземі і сероземе.

Ефективність ЖКП на ортофосфорної кислоти в польових дослідах. Результати численних польових дослідів свідчать про приблизно однакової ефективності рідких ортофосфатів і гранульованих стандартних добрив на дерново-підзолистих грунтах, вилужених і опідзолених чорноземах (табл. 74-78).
Дані багаторічних досліджень Раменской агрохімічної дослідної станції НИУИФ показали, що якість товарної продукції (зерна, бульб, сіна) однаково при використанні рідких і твердих добрив. Також дуже близькими були коефіцієнти використання азоту, фосфору і калію.

У дослідах, проведених Д. А. Филимоновым на суходольном лузі в Єгор'євському районі Московської області, рідке добриво 9:9:9 порівнювали з нітрофоскою і сумішами на аміачної селітрі і сечовини. Добрива вносили врозкид в дозі N60P60K60. Прибавки врожаю сіна рідких добрив отримано не нижче надбавок від нітрофоски і еквівалентного кількості суміші простих добрив (табл. 76).

В окремі роки прибавки врожаю сіна від застосування сумішей на сечовині були нижче, ніж від сумішей на аміачній селітрі. Це, мабуть, було пов'язано з втратами азоту сечовини, чому сприяла суха і тепла погода у період внесення добрив.

Дослідження, проведені в Ставропольському краї, підтвердили високу ефективність рідкого ортофосфата, що перевершує на карбонатних грунтах дія гранульованого амофосу (табл. 77). Це встановлено і на чорноземі Молдавії (табл. 78).
У більшості дослідів на сіроземах (табл. 79) рідке добриво СУМ-У-Ж було рівноцінно твердим добривам, але в дослідах з озимою пшеницею, капустою пізньою і цибулею СУМ-У-Ж істотно перевершував їх.

Вивчення ефективності суспензійованих добрив у вегетаційних і польових дослідах показало, що їх дія повністю співпадає з дією відповідних аналогів прозорих добрив і, отже, залежить від властивостей азотного і фосфорного компонентів. Наявність суспензирующего агента не впливає на ефективність рідких добрив (табл. 80).

Рідкі комплексні добрива на суперфосфорной кислоті. У ЖКП на суперфосфорной кислоті близько половини фосфору знаходиться в полиформе. В цілому ефективність добрив, що містять поліфосфати, визначається наявністю ортоформы, темпами гідролізу поліфосфатів до ортофэрмы та властивостями сполук, які утворюються при внесенні в грунт поліфосфатів. Дві останні характеристики залежать від властивостей грунту. Розглянемо принципові законі мірності дії рідких поліфосфатів на основних ґрунтах Росії. Застосовувалися в дослідах розчини 10:34:0 і 11:37:0 містили 45-65% загального фосфору в полиформе.
На дерново-підзолистих грунтах рідкі поліфосфати амонію діють як тверді і рідкі ортофосфати. Післядія фосфору цих добрив рівноцінно (табл. 81).

Вапнування ґрунту не змінює цієї закономірності (табл. 82).
Вивчення перетворення рідких поліфосфатів в дерново-підзолистому грунті показало, що вони формують фосфатний режим загалом такий же, як і ортофосфати.
На сільнокіслой бідному фосфором красноземе рідкі поліфосфати зазвичай кілька менш ефективна, ніж гранульовані ортофосфати (табл. 83).

Особливістю поведінки поліфосфатів у кислих ґрунтах на відміну від ортофосфатів є більша взаємодія їх з залізом, в той час як ортофосфати більшою мірою фіксуються алюмінієм.
У дослідах, проведених з зерновими культурами на типовому чорноземі вилугуваному, дія рідких поліфосфатів було рівноцінно дії як рідких, так і гранульованих ортофосфатів (табл. 84).
Інше становище спостерігається при використанні ЖКП на ряді карбонатних чорноземів (табл. 85-87). На кукурудзі встановлено краще, ніж гранульованого амофосу, дію не тільки розчину 10:34:0, але і розчину ортофосфата. Пшениця більшою мірою збільшує врожай від внесення розчину 10:34:0, а рідкий ортофосфат діє на неї так само, як амофос, а іноді (наприклад на карбонатних чорноземах Криму) — значно краще. При цьому у всіх дослідах на карбонатних чорноземах встановлено більш високий вміст рухомих ортофосфатів при внесенні рідких форм і більшого накопичення фосфору рослинами.

На сероземе рідкі поліфосфати, діючи рівноцінно або кілька перевершуючи рідкі ортофосфати, як правило, мають перевагу перед гранульованими ортофосфатами (табл. 88).
Ефективність рідких добрив в післядії показана за матеріалами досвіду (табл. 89), в якому післядія враховували 4 роки.

Поліфосфати амонію в перший рік діяли на квасолю значно краще, ніж ортофосфати. В перший рік післядії відмінності між орто - і полифосфатами не проявилося. У другий рік післядії поліфосфати помітно збільшували урожай соломи пшениці в порівнянні з ортсфосфатами. У третій і четвертий рік краще дію поліфосфатів амонію відзначалося вже в ранні фази розвитку рослин і чітко проявилося на врожаї зерна і соломи.
В сумі за 5 років використання фосфору (табл. 90) з поліфосфатів виявилося в 1,5—2 рази вище, ніж з ортофосфатів. Засвоюваність рідких форм була вище, ніж твердих.
Таким чином, на сіроземних ґрунтах рідкі поліфосфати амонію мають більш високу засвоюваність, ніж ортофосфати. По дії на урожай поліфосфати рівноцінні, а в низці випадків, зокрема при місцевому внесенні, перевершують ортофосфати. В післядії поліфосфати також виявлялися кращими джерелами фосфору, ніж ортофосфати. Реакція різних рослин на поліфосфати, мабуть, не однакова. Частіше найкраще їх дія при суцільному внесенні проявляється на бобових культурах і кукурудзі, рідше на ярої пшениці.

Велика ефективність поліфосфатів на карбонатних ґрунтах пояснюється тим, що при їх внесенні в ґрунті тривалий час зберігається значно більшу кількість легкозасвоюваної ортоформы. Це ж підтверджують дані післядії добрив. З допомогою 32P в одному з дослідів було враховано стан залишкового фосфору і встановлено, що запас розчинних ортофосфатів по двох великих доз фосфору опинився за полифосфату значно (майже в 2 рази) вище, ніж за ортофосфату. Отже, при внесенні в ґрунт, що містить значні кількості карбонату кальцію (що в даному разі визначає реакції фосфатів у ґрунті), поліфосфати формують більший запас розчинних і засвоюваних фосфатів, ніж ортофосфати.
У серії вегетаційних дослідів з томатами і кукурудзою на гумусової кислому грунті (рн KCl 4.5) і карбонатному грунті, бідної органічною речовиною (pH KCl8,3), вивчено дію рідкого поліфосфату амонію складу 14:48:0 у порівнянні зі шлаками, потрійним гранульованим суперфосфатом і рідким ортофосфатом амонію. Добрива застосовували у зростаючих дозах. На кислих грунтах поліфосфат надав значно кращу дію на кукурудзу, ніж шлаки. На карбонатному грунті ефект від поліфосфату був ще великим (табл. 91).

Спеціальними дослідами показано, що пироформа вибірково (переважно) фіксується карбонатом кальцію з розчину поліфосфатів, при цьому поглинання ортоформы суттєво обмежується, тобто вона в основному залишається не пов'язаної карбонатом кальцію.
Слід зазначити також, що в присутності невеликої кількості пироформы кристалізація ортофосфатів з розведених розчинів йде за типом утворення метастабільних сполук, але не гідроксилапатиту. Встановлено також, що внесення пірофосфату викликає розчинення обложеного ортофосфата, підвищуючи тим самим доступність останнього рослинам.
Слід зазначити, що одне специфічне властивість поліфосфатів, яке проявляється в умовах карбонатних грунтів, поліпшення постачання рослин цинком. На це вказують багато дослідників, що працюють з полифосфатами, але реальні докази отримані лише Juste, Singh, Dartigues, Caurpron, Singh, Dartiques і нами. Експерименти з кукурудзою показано, що при внесенні поліфосфатів підвищується рухомості цинку у рослині, поліпшується його транспорт в надземну частину.
Високоефективні та мікроелементи, введені у склад розчину 10:34:0. За даними лабораторії мікроелементів НИУИФ, бор в кількості 0,33% в ЖКП 10:34:0 підвищив урожай моркви більш ніж в 1,5 рази, ніж така ж кількість бору, але введене в амофос. У дослідах з салатом на дерново-підзолистому легкосуглинистой грунті встановлено високу позитивну дію молібдену, введеного в кількості 0,09% в розчин 10:34:0. На кукурудзі випробовувався рідкий поліфосфат амонію з вмістом 0,5% Zn. Ефективність його виявилася на 16-18% вище, ніж без розчину цинку.
Останнім часом розпочато дослідження щодо визначення впливу хімічних властивостей поліфосфатів, зокрема змісту полиформы, на ефективність і засвоєння фосфору рослинами. Відомо, що високий вміст полиформы в ЖКП необхідно для стабілізації розчинів при зберіганні. Однак при використанні суспензій на базі розчину 10:34:0 значення полиформы як стабілізуючого чинника різко знижується. Тому важливо визначити оптимальне зміст полиформы в добривах для одержання найбільшого агрономічного ефекту на карбонатних грунтах, де поліфосфати мають перевагу перед ортофосфатами.
В таблиці 92 наведено результати випробування ЖКП 10:34:0 з різним коефіцієнтом конверсії (До). Найкращі результати на сероземе отримані при К в інтервалі 19,4—48,4%. Засвоєння фосфору було максимальним при, рівному 38,6%. По варіанту з внесенням ЖКП з До, дорівнює 67%, встановлено зниження врожаю і засвоєння фосфору порівняно з оптимальним варіантом.

На карбонатному чорноземі урожай кукурудзи і споживання фосфору були найбільшими при, рівному 48,4 %. В інших дослідах -підвищення коефіцієнта конверсії понад 50% знижувало урожай і засвоєння фосфору рослинами.
Ефективність ЖКП на суперфосфорной кислоті в польових дослідах. До теперішнього часу польових дослідів з рідкими добривами, отриманими на основі суперфосфорной кислоти, ще відносно мало. В зоні дерново-підзолистих ґрунтів враховано 70 досвіду-років. З 70 порівнянь у 17 рідкі добрива дещо переважали тверді, в 16 — поступалися їм, у 37 випадках діяли рівноцінно. Якщо надбавку від удобрення виразити у відсотках, то в середньому з 70 випадків порівняння вона склала від рідких і твердих добрив відповідно: на зернових культурах — 64 і 69%, на картоплю — 57 і 52 кормових — 70 і 55%. Таким чином, в середньому результати, отримані від ЖКП і твердих добрив, практично однакові (табл. 93).

Тривалі досліди з ЖКП. Для комплексної оцінки ефективності ЖКП дуже важливі матеріали багаторічних польових дослідів, у яких отримані дані впливу добрив на урожай і якість сільськогосподарських культур, а також на накопичення фосфору і зміна інших агрохімічних показників грунту.
На Раменской агрохімічної дослідної станції НИУИФ проводяться три польових досвіду з агрохімічної оцінки рідких комплексних добрив.
Досвід I по вивченню дії та післядії нових форм комплексних добрив при суцільному і локального способів їх внесення під монокультуру картоплі Лорх. Закладений у 1967 р. на слабоокультуренной легкосуглинистой дерново-підзолистому ґрунті. Результати досліду представлені в таблиці 94.

Всі форми комплексних добрив (виняток спостерігалося в 1969 р.) при суцільному і місцевому способи внесення діяли практично однаково на врожай бульб, зміст і збір крохмалю. Рідкі як орто-, так і поліфосфати були у всі роки досвіду при обох способах внесення рівноцінні гранульованих добрив.
Всі порівнювані форми комплексних добрив надавали приблизно однакову дію на накопичення рослинами картоплі азоту, фосфору, калію і кальцію.
Порівняльна оцінка післядії добрив за 5 років дала приблизно рівні результати всіх испытывавшихся фосфоровмісних мінеральних комплексних добрив як при впливі на урожай, так і засвоєння фосфору (табл. 95).

Досвід II проводиться з 1969 р. Вивчається дія форм комплексних добрив у ланці сівозміни: рання картопля, озима пшениця.
У всі роки відзначено високу дію добрив; дію рідких і твердих комплексних добрив на орто - і суперфосфорной кислоті на врожай та вміст крохмалю в картоплі і білка в пшениці приблизно рівноцінно (табл. 96).
Рідкі і тверді добрива чинили вплив на споживання азоту, фосфору і калію досліджуваними культурами. В ході проведення досліду спостерігали за зміною основних агрохімічних показників грунту.
Паралельно внесення добрив в досвіді збільшувався вміст рухомого фосфору (табл. 97).

Як показують наведені матеріали, накопичення фосфору по всіх форм добрив, як рідким, так і твердим, йде приблизно однаково. Фракційний аналіз зразків ґрунту за Гінзбург-Лебедєвої встановив рівний вплив на різні грунтові фосфати рідких і твердих комплексних добрив.
Досвід III — щорічне і періодичне внесення фосфоровмісних добрив. Досвід проводиться на двох поруч розташованих полях при незмінному вирощували озимої пшениці Миронівська 808 і картоплі Лорх протягом 6 років. Далі висівається овес на зелений корм, під який вносять лише азотно-калійні добрива, потім культури міняють місцями. Поле з пшеницею закладено в 1970 р., з картоплею — в 1971 р.
В досліді проведено 4 циклу, дані врожаю і показники якості товарної продукції представлені в таблиці 98. За результатами, наведеними в таблиці, видно, що, незалежно від способу внесення, ЖКП 10:34:0 діяли на урожай картоплі та пшениці і вміст крохмалю в бульбах та білка в зерні так само, як і тверді добрива. В середньому за 12 років споживання азоту, фосфору і калію рослинами було однаковим за ЖКП і твердим добривам.

Динаміка вмісту рухомих форм фосфору і калію представлена в таблиці 99. Наведені дані показують однакову дію рідких і твердих добрив на зміну цих показників.
Таким чином, матеріали багаторічних дослідів показують однакову дію на рослини і родючість ґрунтів рідких комплексних добрив і твердих.
Ефективність ЖКП 10:34:0 у порівнянні про твердими простими добривами вивчалася на Краснодарській овощекартофельной селекційної дослідної станції в дослідах з овочевими культурами на лучно-чорноземному ґрунті (гумус 3,4%, рН KCl 6,2) і вилугуваному чорноземі (гумус 4,8%, рН KCl 6,9). При внесенні ЖКП отримано рівний або трохи більший урожай томатів, огірків і цибулі.
У багаторічних польових дослідах на Граковском дослідному полі отримано рівне дію ЖКП в сівозміні порівняно з сумішшю на амофосі.
У 1975-1980 рр. у Всесоюзному інституті чаю й субтропічних культур проведено польовий дослід, в якому вивчалася дія базисного розчину 10:34:0 в порівнянні з ефективністю гранульованих добрив. Краснозем містив гумусу 6,7%, рухомого Р2О5 67,5 мг на 100 г (по Оніані) і 40 мг на 100 г Аррениусу. Фосфоровмісні добрива вносили щорічно або періодично-раз у 2 роки (табл. 100).

Результати досліду показали, що на высокогумусном красноземе старої чайної плантації при досить високому вмісті в грунті рухомого фосфору розчин 10:34:0 при щорічному внесенні діє на рівні амофосу і гранульованого поліфосфату амонію і дещо краще на подвійному суперфосфаті.
На чорноземах слабовыщелоченном і карбонатному, темнокаштанової грунті і сероземе в більшості польових дослідів встановлено стійке перевагу рідкого поліфосфату 10:34:0 порівняно з гранульованими ортофосфатами (табл. 101).

X. Адхамовым на кафедрі агрохімії Ташкентського СХИ під керівництвом П. В. Протасова була виконана робота з дослідження порівняльної ефективності під бавовник ЖКП 10:34:0 та амофосу при різних способах внесення. Всього було проведено три трирічних досвіду. У першому з трьох випадків порівняння з оптимальними варіантами внесення амофосу під чизель ЖКП 10:34:0 мало перевагу в 1,8 ц з 1 га бавовни-сирцю. У другому досліді (табл. 102) перевага розчину виражалося величиною 2,6 ц з 1 га У третьому досліді з 5 порівнюваних варіантів ефективність розчину виявилася на 2 ц з 1 га вище. В цілому за 27 досвіду-років краща ефективність розчину 10:34:0 порівняно з аммофосом на хлопчатнике в умовах типового серозема дорівнювала 2 ц з 1 га бавовни-сирцю.
В Інституті хімії АН Узбекистану розроблений спосіб отримання ЖКП складу 20:20:0 на основі амионизации полифосфорной та азотної кислот. Добриво містить 55% загального фосфору у вигляді полиформы. А. В. Романовська, Е. Бузуруков та С. Л. Шацман відчували розчин 20:20:0 на хлопчатнике, выращиваемом на типовому сероземе протягом трьох років. Річна норма добрив N200Р120К60.
Результати досліду показали рівноцінне пряма дія як амофосу, так і ЖКП 20:20:0. Післядія розчину було на 2 ц з 1 га вище.

Економічна ефективність рідких комплексних добрив. Опубліковані зарубіжні дані, а також розрахунки, виконані в НИУИФ, показують, що капітальні витрати на будівництво цехів по виробництву ЖКП приблизно на 20-25% нижче, ніж для твердих мінеральних добрив. Однак собівартість рідких і твердих добрив розрізняється в меншій мірі, що пов'язано з використанням в першому випадку більш чистих і більш дорогих напівпродуктів. Це відноситься до фосфатам та калію. В даний час абсолютно ясно, що найбільш бажаним джерелом фосфору для ЖКП є суперфосфорная кислота, хоча цілком можливе застосування ортофосфатів, а також суспензій на основі ортофосфатів амонію і кальцію.
У США відпускні ціни на тверді та рідкі добрива розрізняються на 5-10%. Вартість перевезення і зберігання ЖКП трохи дешевше, ніж твердих добрив.
Фахівці, що займаються проблемою використання рідких добрив, одностайно сходяться у тому, що головна їхня перевага перед твердими спостерігається в сфері застосування. Можливість повної механізації всіх процесів обігу, легкість здійснення цієї механізації, повна безпека робіт, різке зниження витрат праці — ось ті чинники, які стимулюють інтерес до рідким комплексним добривам. На загальну думку, економічна ефективність рідких добрив безперечна. В роботі Чуби наведено дані досліджень, проведених у Польщі з метою порівняння витрат часу, праці і коштів при застосуванні рідких або твердих добрив (табл. 103).
Вітчизняні дані дають подібну картину зниження витрат людської праці.
В таблиці 104 наведені розрахунки, выпольенные НИУИФ та іншими науковими установами за даними дослідів з відносно низкоконцентрированными ЖКП на ортофосфорної кислоти (9:9:9, 7:20:0). Завдяки механізації затрати на внесення ЖКП в 2-2,6 рази нижче, ніж на використання твердих добрив. У Ионавской базової лабораторії НИУИФ витрати на перевезення ЖКП на ортофосфорної кислоти на відстань 20 км і на подальше поводження з ними в 1,6 раза нижче, ніж для твердих добрив.

За даними Краснодарського філії ЦИНАО, при рівній або дещо більшу прибавку від ЖКП (перевага розчину отримано на карбонатному чорноземі) рентабельність від внесення цих добрив більш стійка (табл. 105).
Аналіз структури витрат на застосування 1 т добрив свідчить про скорочення капітальних вкладень на 28,5%, експлуатаційних витрат — на 24,7 і трудових витрат на 56,2% (табл. 106).
За даними Литовського жодна із, при внесенні ЖКП 10:34:0 під озиму жито в нормі 45 кг на 1 га NP експлуатаційні витрати на застосування добрив склали 17,9 руб. на 1 га, при внесенні сухої суміші — 20,9 руб. на 1 га, або на 17% вище. Наведені витрати, за даними цих авторів, на виробництво і застосування 100 тис. т. Р2О5 становлять для ЖКП 10:34:0 25,7 млн. руб., сумішей на подвійному суперфосфаті та амофосі відповідно 29,3 та 31,7 млн. руб. Народногосподарський ефект від заміни сухих сумішей рідким добривом складе в першому випадку 18, у другому — 30 млн. крб. у перерахунку на 500 тис. т P2O5. Витрати праці, в відповідності з прийнятими усередненими витратами на використання ЖКП 10:34:0 в 1,5 рази менше, ніж для суміші на подвійному суперфосфаті.

Агрохімічні дослідження показали принципову можливість використання рідких комплексних добрив на всіх грунтах Росії. Особливо перспективні рідкі поліфосфати для районів карбонатних грунтів. ЖКП доцільно впроваджувати в практику сільського господарства в першу чергу в районах високої ефективності і інтенсивності використання мінеральних добрив, оскільки вони будуть застосовуватися в основне удобрення. Слід зауважити, що машини для внесення рідких добрив використовуються більш продуктивно, якщо середня площа одного поля (контуру) не менше 20 га.
При виборі культур необхідно враховувати особливості їх системи удобрення. На першому етапі впровадження ЖКП доцільно для безпосереднього внесення використовувати базисний розчин 10:34:0. Перевагою цієї марки є висока концентрація і широкий діапазон строків внесення: восени, навесні і при необхідності в підгодівлю. Азот в цьому випадку можна застосовувати в твердому вигляді або у вигляді розчину (без тиску) сечовини-нітрату амонію. Фізико-хімічні властивості азотних розчинів дозволяють використовувати той же комплекс машин, що і для ЖКП. На першому етапі застосування ЖКП 10:34:0 і інших марок, мабуть, будуть використовуватися ємності для зберігання і машини з-під водного аміаку. У цьому випадку особливу увагу слід звертати на необхідність промивання всіх резервуарів водою при переході з одного добрива на інше з метою видалення залишків водного аміаку. Присутність навіть невеликих кількостей водного аміаку призводить до випадання осаду фосфату амонію, який може також засмічувати трубопроводи.
При вирішенні питання з калійним добривом слід взяти до уваги, що на першому етапі ЖКП 10:34:0 зручніше застосовувати на ґрунтах, достатньо забезпечені доступними для рослин калієм. У цьому випадку калійне добриво можна вносити періодично, наприклад раз в 2 роки. При удобренні цукрового або кормових буряків кращим джерелом калію є натрийсодержащая 40%-ная калійна сіль, вносити яку також можна раз в два роки. На першому етапі використання розчину 10:34:0 калійне добриво зручніше застосовувати в твердому вигляді. З розвитком технології виробництва і застосування суспензій калій також можна буде вводити в склад ЖКП, збільшуючи тим самим асортимент рідких добрив без зниження їх концентрації.
Краснодарський філія ЦИНАО розглянув можливі зміни в системі удобрення сільськогосподарських культур з урахуванням створення умов для максимального використання рідких комплексних добрив. Калій в твердому вигляді пропонувалося вносити в запас на ряд років під цукрові буряки та озиму пшеницю, що йде після соняшнику. Проведені розрахунки показали, що в типовому 12-польном сівозміні 20,6% всього азоту і 94,4% фосфору може бути успішно використано у вигляді рідких комплексних добрив. Розрахунки, зроблені для Краснодарського краю, показали, що ЖКП можна використовувати на площі 4203 тис. га в обсязі 727,9 тис. т в натурі. Розподіл за мазка при цьому виявилося наступним: 1:34:0 — 54,7%; 1:1:1 -34,8; 1:1:0 — 10,5%.
Впровадження ЖКП в практику сільського господарства необхідно здійснювати з урахуванням наявного досвіду щодо ефективності цього добрива та експлуатації системи машин. В цілях отримання найбільшої агроекономічної ефективності слід концентрувати застосування ЖКП з тим, щоб у вигляді розчину вносити 5-75% всього фосфору.
В останні роки успішно розробляються способи одержання різних марок повних суспендованих добрив з твердих порошкоподібних або гранульовані. За матеріалами фірми «Фергюссон індастріз» (США), вартість суспензій на основі амофосу, приготованих на спеціальній установці, що виявляється на 15-20% (для різних марок) нижче вартості аналогічних за складом (концентрації і співвідношення поживних елементів) суспензій на основі розчину 10:34:0 і глин. Розширення досліджень застосування твердих ортофосфатів амонію і кальцію для отримання концентрованих суспензій представляється доцільним.