Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) — комплексные удобрения, представляющие водные растворы или суспензии, содержащие основные питательные элементы, иногда с добавками микроудобрений, пестицидов и стимуляторов роста растений.
По сравнению с твердыми удобрениями преимуществами комплексных жидких удобрений являются простота изготовления, меньшие капитальные и эксплуатационные затраты. Соотношение питательных элементов в ЖКУ можно регулировать в широких пределах. В отличии от жидких азотных удобрений ЖКУ не содержат свободный аммиак.
Проведенные испытания показали равноценность применения твердых и жидких комплексных удобрений. Несколько большая эффективность ЖКУ отмечена на карбонатных и почвах, насыщенных основаниями.
Жидкие комплексные удобрения относятся к одним из перспективных видов удобрений. Схема получения удобрений заключается в нейтрализации аммиаком фосфорной кислоты до рН 6,5. Существует два вида ЖКУ, производство которых отличается используемой кислотой: ортофосфорной и суперфосфорной.
В качестве источника азота для ЖКУ применяют нитрат аммония, мочевину или их смесь. Мочевина позволяет получать более концентрированное удобрение, особенно при наличии в растворе калия, так как образующийся при добавлении аммонийной селитра в растворе нитрат калия — наименее растворимая соль в жидких удобрениях.
Жидкие комплексные удобрения на основе термической ортофосфорной кислоты представляют собой почти прозрачные жидкости, на основе экстракционной ортофосфорной — мутные растворы (из-за образования фосфатов алюминия и железа, кремниевой кислоты). Концентрация азотно-фосфорных ЖКУ на основе суперфосфорной кислоты выше, чем на основе ортофосфорной.
При использовании термической ортофосфорной кислоты получают жидкие комплексные удобрения с соотношением питательных элементов 9:9:9, суммарно 27% N, Р2O5 и K2O. Кристаллизация раствора не позволяет повысить содержания питательных веществ. Типичный состав марки 9:9:9 представлен: (NH4)2HPO4 — 12-15%, NH4P2O4 — 2-4%, (NH2)2CO — 12-13%, KCl — 13-14%. Амидный азот составляет 61-66% от общего. Эти удобрения можно получать также из экстракционной фосфорной кислоты. Из-за низкого содержания питательных веществ экономически целесообразно их местное использование. Хороший экономический эффект ЖКУ дает их внесение с оросительной водой, в том числе в садах, ягодниках, виноградниках.
Таблица. Соотношение основных элементов питания в жидких удобрениях, получаемых на основе ортофосфорной и суперфосфорной кислот1Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.
При применении полифосфорной кислоты за счет высокой растворимости полифосфатов аммония получают основные растворы и уравновешенные удобрения с более высокой концентрации. В ЖКУ на полифосфорной кислоте можно вводить микроэлементы, которые хелатируются полифосфатами, сохраняя доступность растениям, тогда как ортофосфаты микроэлементов за исключением бора образуют нерастворимые соединения. Микроэлементы вносят в виде оксидов, так как этим обеспечивается высокая растворимость и стабильность растворов. Микроэлементы вводятся в основные растворы (8:24:0; 10:34:0; 11:37:0) при температуре 50-90°. Основные растворы, полученные на основе полифосфорной кислоты, могут вноситься непосредственно в качестве удобрения или использоваться для дальнейшего смешивания с азотным и калийным компонентами.
Источником калия для ЖКУ является хлористый калий. Из-за недостаточной растворимости он уменьшает концентрацию жидкого удобрения. Менее растворим нитрат калия, который образуется при использовании в качестве дополнительного азотного компонента нитрата аммония или смеси мочевина-нитрат аммония. Мочевина несколько повышает общую растворимость системы.
В США калийное удобрение вносят раздельно осенью или вводят в жидкие комплексные удобрения за счет суспензий. Поэтому ЖКУ состава 10:34:0 лучше применять на почвах, достаточно обеспеченных доступным калием. В этом случае калийные удобрения в севообороте вносят один раз в 2 года под калиеволюбивые культуры.
Введение в раствор стабилизирующих добавок, например коллоидных глины или кремниевой кислоты, предохраняет пересыщенный раствор от кристаллизации. На приготовление 1 т удобрения расходуется 9-22 кг сухой глины. Рекомендуется для применения 28%-я суспензия глины в чистом виде, в которую вводят вначале раствор 10:34:0, затем смесь мочевины-нитрата аммония, в последнюю очередь — хлористый калий. Для суспензий пригоден красный флотационный хлористый калий с размером частиц 0,8-1 мм. Сумма питательных веществ в суспензированных СЖКУ достигает 40-45%. В качестве стабилизирующих добавок суспендированных ЖКУ используют аттапульгитовые или бентонитовые глины (1,0-1,5%).
Жидкие комплексные удобрения изготавливают методами горячего и холодного смешивания. При горячем смешивании при температура 210-250 °С нейтрализуют фосфорную или полифосфорную кислоты аммиаком, осуществляют на крупных предприятиях, получая при этом базовые (основные) растворы орто- и полифосфатов аммония. Метод холодного смешивания при температуре 35-45 °С применяют на небольших установках недалеко от районов применения, при этом изготавливают удобрения с заданным соотношением питательных веществ, вводя в базовые растворы карбамид, нитрат аммония, соли калия.
Жидкие комплексные удобрения не содержат свободного аммиак, поэтому их можно разбрызгивать по поверхности поля с последующей заделкой, а транспортирование не обязательно в герметически закрытой таре.
Жидкие комплексные удобрения не воспламеняются, не взрывоопасны, не ядовиты.
Специальными машинами жидкие комплексные удобрения вносят местно, ленточно, под любые культуры. Их применяют на орошаемых землях и с поливной водой.
Для внесения суспензий требуется специальный комплекс машин, отличающийся от механизированных средств для внесения обычных ЖКУ. Отечественная промышленность выпускает жидкие комплексные удобрения марок 8:24:0 и 10:34:0, освоено производство более концентрированного раствора — 11:37:0.
Таблица. Характеристика некоторых свойств ЖКУ2Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.
Применение ЖКУ позволяет механизировать процессы погрузки и разгрузки, устранить потери при транспортировке, хранении и при внесении в почву. При этом исключается ручной труд и снижаются затраты.
Преимуществами жидких комплексных удобрений также являются: автоматизированный контроль распределения удобрений по полю, возможность совместного внесения гербицидов, инсектицидов, микроэлементов.
Экономический эффект связан с сокращением капитальных затрат за счет исключения некоторых стадий технологического процесса производства, например, сушки и грануляции. Капитальные затраты на строительство цехов по производству ЖКУ на 20-30% меньше, чем твердых удобрений. Даже при равной себестоимости ЖКУ затраты труда на их использование в 3-3,5 раза меньше. Транспортировка и внесение ЖКУ в 2-2,5 раза дешевле, чем твердых удобрений.
Внедрение ЖКУ требует создания специальных машин. Необходимо учитывать, что эти удобрения (особенно суспендированные) отличаются коррозийной активностью.
Жидкие удобрения взаимодействуют с почвой полнее, чем гранулированные. Скорость взаимодействия определяет характер образующихся соединений, их растворимость и доступность растениям.
Особенности применения и эффективность жидких комплексных удобрений
Особенности применения жидких комплексных удобрений:
- При использовании ЖКУ на основе ортофосфорной кислоты на кислой, фиксирующей фосфор почве, например, красноземе, при низком содержании фосфора, а также на бедных кислых дерново-подзолистых почвах действие ЖКУ слабее, чем гранулированных форм. Это отмечается при внесении полного ЖКУ с соотношением 1:1:1 и дополнительном азотном компоненте (нитрат аммония). При применении неуравновешенного раствора с соотношением N:Р2O5 1:4,5 или 1:3, снижения действия фосфатного компонента на кислой дерново-подзолистой почве не отмечается.
- На известкованной дерново-подзолистой почве и чернозёмах жидкие комплексные удобрения и гранулированные удобрения равноценны.
- На карбонатных почвах со щелочной реакцией, например, на карбонатных черноземах, каштановых почвах, сероземах, агрохимическая ценность жидких форм, чаще, выше, чем гранулированных.
- На кислой дерново-подзолистой почве отмечается кратковременное снижение содержания подвижного фосфора при внесении раствора, что связано с фиксацией фосфатов полуторными оксидами. На черноземах это не наблюдается. На сероземе после внесения ЖКУ количество подвижного фосфора увеличивается по сравнению с внесением гранулированного удобрения.
- Эффективность ЖКУ определяется входящим в его состав фосфорным и азотным компонентами. Например, ЖКУ с нитратом аммония на кислой дерново-подзолистой почве и краснозёме менее эффективно, чем твердое гранулированное удобрение, на мочевине — равноценно. На типичном черноземе со слабокислой реакцией и сероземах форма азотного компонента не влияет на действие удобрения: эффективность растворов и гранулированных удобрений равноценна. Растворы — лучший источник фосфора для растений, чем гранулированные формы. Наличие в удобрении мочевины положительно влияет на накоплении подвижного фосфора в кислых почвах и не имеет значения на чернозёмах и серозёмах, что обусловлено временным подщелачиванием среды при превращении мочевины.
Действие ЖКУ на качество продукции (зерна, картофеля, сена) также равноценно твердым удобрениям.
Действие суспензированных удобрений совпадает с действием ЖКУ и зависит от свойств азотного и фосфорного компонентов. Суспензированный агент не влияет на эффективность жидких удобрений.
В ЖКУ на основе полифосфорной кислоте половины фосфора находится в форме полифосфатов. Эффективность таких удобрений определяется наличием ортофосфатов, темпами гидролиза полифосфатов в ортофосфаты и свойствами соединений, которые образуются при внесении в почву. Закономерности действия полифосфатных ЖКУ — растворов 10:34:0 и 11:37:0 с содержанием 45-65% фосфора:
- На дерново-подзолистых почвах жидкие полифосфаты аммония создают фосфатный режим такой же, как и ортофосфаты, одинаково влияют на урожай, как в прямом действии, так и последействии. Известкование почв не влияет на эту закономерность. На сильно кислом, бедном фосфором краснозёме действие жидких полифосфатов несколько хуже, чем гранулированных ортофосфатов.
- На типичном и выщелоченном черноземах действие жидких полифосфатов на зерновых культурах равноценно действию жидких и гранулированных ортофосфатов.
- На карбонатных чернозёмах полифосфатные жидкие комплексные удобрения проявляют лучшее действие на урожай сельскохозяйственных культур, по сравнению с гранулированными удобрениями. Это объясняется тем, что при внесении полифосфатов в почве более длительное время сохраняется большее количество доступных ортофосфатов, формируется запас растворимых фосфатов, чем на фоне ортофосфорных удобрений. На карбонатных почвах полифосфаты способствуют снабжению растений цинком.
- На серозёмах жидкие полифосфаты аммония усваиваются лучше, чем ортофосфаты. Действие на урожай равноценно ортофосфатам или превосходит их. В последействии полифосфаты лучший источник фосфора, чем ортофосфаты.
- Эффективны полифосфаты, обогащенные микроэлементами.
Литература
Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.
