В современных тепличных хозяйствах,
которые занимаются выращиванием плодо-
1. Сравнение составов полных удобрений.
Для того, чтобы разобраться в этом
вопросе приведем в таблице химические составы наиболее употребимых видов
“Унифлора” и одного из наиболее известных импортных удобрений «Кемира-
Таблица 3.
Из этой таблицы можно сделать ряд
выводов. Ясно, что микроэлементный состав полных удобрений «Унифлор» идентичен,
а вот их макроэлементный состав заметно отличается. «Унифлор-
Для того, чтобы сравнивать различные
типы удобрений необходимо принять какой-
P отн=(P/(N+P+K))*100%, Mg отн=(Mg/(N+P+K))*100%, Fe отн=(Fe/(N+P+K))*100%, и.т.д.
На первый взгляд может показаться
странным, что за нормирующий базис берется не суммарное содержание всех питающих
элементов в удобрении, а только трех из них, в результате чего суммарное
содержание всех элементов математически оказывается больше 100%. В этом и
состоит главный смысл относительного NPK-
Критерий относительного NPK-
Таким образом, состав любого полного
удобрения, в каком бы виде он ни был представлен производителем, с помощью
простых вычислений может быть пересчитан к относительному NPK-
Здесь следует иметь ввиду, что для
получения сопоставимых результатов все расчеты должны делаться по “чистым”
элементам, а производители часто приводят составы своих удобрений в виде
содержания оксидов элементов : K2O,
P2O5,
MgO, CaO. В этих случаях прежде чем приступить к расчету отн. NPK-
Таблица 4.
Оксид Коэфф.
K2O 0,83
P2O5 0,44
MgO 0,6
CaO 0,71
Теперь рассчитаем относительный NPK-
«Унифлор-
«Кемира» N+P+K=14+4,8+20,8=39,6%
Затем определим относительное содержание каждого элемента, например
«Унифлор-
«Кемира» N отн=14%/39,6%*100% =35,4%
Как видно, не имеет никакого
значения, в каких единицах приведены исходные составы удобрений: в г/л, в
процентах, в г/кг и т.п.,-
Таблица 5.
Теперь,
анализируя эту таблицу можно подробно сравнить баланс этих удобрений по всем
элементам., в том числе и по микраэлементам. Содержание магния и серы во всех
трех видах удобрений практически идентично. “Унифлор-
Анализ баланса по микроэлементам еще
интереснее, так как по исходной таблице 2 его вообще провести не удавалось. Так
содержание железа, бора, молибдена у сравниваемых удобрений оказалось
идентичным. Содержание марганца в “Унифлоре” оказалось в 3 раза ниже, чем в
“Кемире”, что уже было пояснено выше, а содержание йода – в полтора раза выше,
что объясняется ориентацией “Унифлора” преимущественно на регионы России,
большинство из которых имеют континентальный климат, и испытывают йододефицит.
По цинку, меди, кобальту и хрому содержание в “Унифлоре” оказалось от 1,5 до 2
раз ниже, чем в “Кемире”. Это объясняется двумя причинами. Во-
2. Исходные компоненты для составления удобрений.
2.1. Макроэлементный состав удобрений.
С химической точки зрения
макроэлементный состав раствора любого комплексного удобрения представляет собой
не что иное, как смесь катионов и анионов химических элементов, составляющих
питающий комплекс. Калий, магний и кальций всегда представлены в виде катионов K+,
Mg++, Ca++.
Фосфор и сера всегда представлены анионами: фосфор в виде фосфат-
Теперь подробно рассмотрим вопрос о том, каким же веществам следует отдать предпочтение для приготовления комплексных полнорастворимых удобрений. Далеко не все простые удобрения, успешно применяемые в сельском хозяйстве, пригодны для этой цели, как по химическим, так и по технологическим причинам.
-
-
-
-
Фосфор.
Выбор источника фосфора является
наиболее ответственным. Во-
Наиболее распространенным источником фосфора в сельском хозяйстве являются различные марки суперфосфатов. Однако для приготовления удобрений, о которых идет речь в этой статье, они совершенно не пригодны. Суперфосфат очень плохо растворяется и на приготовление вытяжки из него уходит очень много времени. При этом остается большое количество нерастворимого осадка, как в виде крупных частиц, так и в мелкодисперсном состоянии, отделение которых весьма затруднительно. Но самое главное, что содержание растворимого фосфора в суперфосфате очень не стабильно и может сильно отличаться от партии к партии даже у одного производителя. Поэтому приготавливаемое удобрение будет иметь неопределенное содержание фосфора и величину pH. Кроме того, большинство месторождений фосфоритов, из которых производят суперфосфат, содержат плавиковый шпат, который предопределяет заметное содержание фтора в суперфосфате.
Азофоска и ее аналоги также являются фосфоросодержащим сырьем. Содержание фтора в азофоске находится в пределах допустимого. Все же остальные недостатки, присущие суперфосфату, характерны и для азофоски, хотя и в заметно меньшей степени.
Идеальным источником фосфора для
полнорастворимых удобрений является монофосфат калия или дигидроортофосфат калия
(KH2PO4).
Это хорошо растворимая кислая соль ортофосфорной кислоты, помимо фосфора
содержащая также и калий, что весьма благоприятно. Кислый характер этой соли
обеспечивает оптимальную слабокислую реакцию рабочего раствора в пределах 5,7-
Есть путь существенного снижения цены
монофосфата калия, если его приобретать не в готовом виде, а получать прямо в
растворе удобрения. Дело в том, что монофосфат калия это продукт реакции
нейтрализации ортофосфорной кислоты нормированным раствором калий-
2H3PO4+K2CO3=2KH2PO4+H2O+CO2(↑)
При этом углекислый газ выделяется в атмосферу, а в растворе остается монофосфат калия. О том как расчитывать и проводить эту реакцию будет описано в следующих разделах, здесь же ограничимся выбором сырья для этого процесса.
Ортофосфорная кислота относится к
кислотам средней силы и поэтому относительно безопасна в работе по сравнению с
сильными кислотами. Для приготовления удобрений следует использовать только
кислоту категории “техническая”, так как кислота более высокой категории очистки
(“ч”,”чда”) резко возрастает в цене. Среди “технической” ортофосфорной кислоты
существуют три вида: экстракционная, экстракционная улучшенная и термическая.
Самая дешевая экстракционная кислота обычно имеет концентрацию 50-
В качестве калий-
Калий.
Как ясно из предыдущего раздела, монофосфат калия помимо фосфора вносит в
раствор удобрения и некоторое количество калия. Однако в подавляющем большинстве
случаев этого количества калия для получения удобрения с заданным балансом
оказывается недостаточным. Поэтому необходимо подобрать дополнительный источник
калия. Это должна быть нейтральная соль калия, чтобы не изменить величину pH,
заданную монофосфатом калия. Поэтому карбонат калия (поташ), имеющий щелочную
реакцию здесь не подходит. Хлористый калий (KCl) также не применим из-
Поэтому единственным приемлемым источником калия является нитрат калия или калийная селитра (KNO3). Это хорошо растворимая нейтральная соль, как правило, не содержащая заметного количества нерастворимых примесей. Как видно из химической формулы это соединение, помимо калия содержит и азот в нитратной форме, что также полезно.
Азот.
Калийная селитра вносит в состав удобрения некоторое количество азота, однако для получения требуемого баланса, этого количества явно не достаточно. Поэтому необходимо подобрать дополнительные источники азота. Наиболее распространенными азотными удобрениями являются нитрат аммония или аммиачная селитра (NH4NO3) и мочевина или карбамид (CO(NH2)2). С химической точки зрения оба эти вещества в равной степени подходят в качестве источников азота. Однако здесь надо учитывать ряд моментов. Содержание азота в мочевине значительно выше, чем в аммиачной селитре, а учитывая, что цены на эти вещества примерно одинаковые, то применение мочевины оказывается выгоднее. Другим, хотя и незначительным преимуществом мочевины является то, что азот в ней находится в амидной форме, которая немного лучше усваивается растениями, чем нитратная или аммонийная. Еще одно преимущество мочевины состоит в том, что, как видно из ее химической формулы, она содержит связанный углерод. И хотя источником углерода для растений является углекислый газ атмосферы, дополнительная углеродная компонента питания в составе удобрения весьма полезна, тем более, что за это ничем не приходится платить. Отсюда можно сделать вывод, что если в хозяйстве имеются запасы аммиачной селитры, то ее можно использовать для изготовления растворов. Если же встает вопрос о приобретении азотных удобрений, то предпочтение следует отдать мочевине. При использовании аммиачной селитры надо иметь ввиду, что встречаются сорта, содержащие значительное количество кальция. Такая селитра представляет собой совершенно не прозрачные гранулы с желтоватым оттенком и не пригодна для данного применения.
Магний и сера.
Магний вводится в состав полнорастворимых удобрений в виде сульфата магния. Это легкорастворимая соль чаще всего встречающаяся в виде семиводного кристаллогидрата (MgSO4*7H2O). Учитывая то, что цена на «технический» и «чистый» сульфат магния отличается незначительно, а количество магния в составе удобрений невелико по сравнению с другими макроэлементами, применение «чистого» сульфата магния экономически оправдано, тем более, что это вещество категории «технический» встречается довольно редко. В состав сульфата магния входит также сера в соотношении, как правило соответствующим балансу большинства удобрений. Поэтому введения дополнительного количества серы обычно не требуется. В тех же редких случаях, когда это все же необходимо, применяется сульфат аммония ((NH4)2SO4) или сульфат калия (K2SO4).
Кальций.
Кальций составляет значительную долю в рационе питания растений и является обязательным макроэлементом. Если в технологиях открытого грунта потребность в кальции обеспечивается за счет известкующих средств, вносимых при подготовке почвы, то при малообъемных и гидропонных технологиях кальций может поступать только в составе питающего раствора. Однако, если обратить внимание на химический состав готовых комплексных полнорастворимых удобрений любых производителей, то можно увидеть, что кальций в их составе отсутствует. Объясняется это чисто химической причиной. Любое такое удобрение содержит серу в виде сульфата. Если ввести в удобрение необходимое количество кальция в виде хорошо растворимой соли, например, нитрата кальция или кальциевой селитры (Ca(NO3)2), то произойдет реакция
Ca(NO3)2+(
-
Образующийся при этом сульфат кальция – малорастворимое соединение. В высококонцентрированных жидких удобрениях, а также в маточных растворах собственного изготовления введение кальция привело бы к кристаллизации и образованию осадка сульфата кальция и, как следствие к нарушению баланса по кальцию и сере, т.е. к браку. В кристаллических удобрениях введение кальция приводит к образованию медленнорастворимых включений, что сильно замедляет приготовление рабочих растворов из таких удобрений. Поэтому все производители комплексных полнорастворимых удобрений в инструкциях на применение рекомендуют добавлять кальциевую селитру прямо в рабочие питающие растворы. Требуемая концентрация кальция в рабочих растворах оказывается ниже порога растворимости его сульфата и образование осадка не происходит.
2.2. Содержание элементов питания в сырье.
Для того, чтобы произвести полный расчет удобрения заданного состава, описанный в следующем разделе, необходимо знать содержание каждого элемента питания в тех видах сырья, которые выбраны для составления удобрения. Содержание элемента определяется в виде коэффициента содержания (например KN – коэффициент содержания азота) по химической формуле вещества как отношение атомного веса интересующего элемента к молекулярному весу вещества с учетом кристаллизационной воды, если она присутствует. Часто в справочной литературе эти коэффициенты приводятся в виде процентного содержания. Так как в расчетах использовать коэффициенты удобнее, приведем их в таблице 6.
Таблица 6.
В качестиве исходного сырья для
составления удобрений могут использоваться многокомпонентные промышленно
выпускаемые удобрения, такие как аммофос, диаммофоска, нитроаммофоска, азофоска
и др. Строго говоря, эти названия носят не химический, а скорей коммерческий
характер. Эти удобрения не могут быть описаны одной химической формулой, в
отличии от веществ, приведенных в таблице 6. Все они представляют физические
смеси нескольких химических веществ и поэтому содержание элементов питания в них
может быть любым, это зависит только от производителя. Поэтому например,
азофоска выпускается разных марок, например N:P:K=16:16:16 или N:P:K=22:11:11 и
т.д. Поэтому при использовании такого сырья надо ориентироваться на паспортные
данные производителя, которыми обязательно должна сопровождаться каждая упаковка
или партия удобрения. При приобретении обязательно проверяйте наличие паспортных
данных химического состава на упаковке или требуйте копию паспорта на партию
товара! Но даже имея паспортные данные, ими надо правильно распорядиться.
Возьмем к примеру азофоску марки N:P:K=16:16:16. Это означает, что содержание
азота, фосфора и калия составляет по 16 %. Для удобства расчетов приведем это к
коэффициентам содержания, как в таблице 6. С азотом все просто. Содержание
доступного азота действительно соответствует 16%, т.е KN=
0,16. С фосфором все намного сложнее. 16% -
3. Использование и составление удобрений.
Подбор и нормы применения полных удобрений зависят от множества факторов: видом культуры, периодом вегетации, применяемой технологией и агротехникой.
В первую очередь определяется
требуемый NPK-
Затем определяется требуемая
концентрация удобрения. Концентрацию удобнее всего рассчитывать по сумме N+P+K.
Этот параметр полностью зависит от применяемой агротехники и технологии. Как
правило для обычных технологий закрытого грунта, горшечных культур используются
концентрации N+P+K от 0,4 до 0,5 г/л рабочего раствора, для систем капельного
орошения – 0,25-
Для случая применения удобрений
«Унифлор» приведем пример. Допустим, требуется получить рабочий раствор с
концентрацией суммы N+P+K 0,3 г/л. Из табл.2 определим сумму N+P+K удобрения, то
есть концентрата, например “Унифлора-
N+P+K=70+26+70=166 г/л
Тогда требуемое количество удобрения для приготовления 1 литра рабочего раствора заданной концентрации будет 0,3/166=0.0018 л. или 1,8 мл.
Составление собственных удобрений с
заданным макроэлементным балансом из простых удобрений у специалистов
затруднений не вызывает. Однако могут возникнуть сложности с расчетом нормы
введения микроудобрения для получения оптимального баланса по микроэлементам,
тем более, что кроме “Унифлора-
Допустим, что приготовлено удобрение,
содержащее все необходимые макроэлементы в нужном соотношении, и для превращения
его в полное необходимо добавить микроэлементный состав в виде «Унифлор-
Из таблицы 4 можно определить оптимальное процентное содержание бора относительно суммы N+P+K. Для “Унифлора” оно составляет 0,06%, а для “Кемиры” – 0,051%. Возьмем среднюю величину –0,055%.
Это значит, что для концентрации в рабочем растворе N+P+K=0,3 г/л количество бора должно составить 0,3*0,00055=0,000165 г/л или 0,165мг/л
Из табл.4 следует, что содержание
бора в удобрении «Унифлор-
0,165/1200=0,000138 л. или 0,138 мл.
При использовании «Унифлор-
В заключении следует отметить, что
при составлении полных удобрений из простых с добавлением микроудобрения
«Унифлор-