Home » Агрохимия » Известковые удобрения

Известковые удобрения

Известковые удобрения — материалы и смеси веществ, содержащие соединения (карбонаты, гидроксиды, оксиды) кальция, иногда магния, используемые для известкования кислых почв и в качестве источника кальция и магния в питании растений.

Известковые удобрения подразделяются на:

  1. твердые известковые породы, пригодные к использованию после размола или обжига;
  2. мягкие известковые породы;
  3. отходы промышленности, с высоким содержанием извести.
Известковые удобрения
Классификация известковых удобрений

Твердые карбонатные породы в зависимости от содержания кальция и магния делятся на:

  • известняки (50-56% СаО, 0,9% МgO),
  • доломитизированные известняки (42-55% СаО, 0,9-9,0% МgO),
  • доломиты (30-32% СаО, 18-20% МgO).

В зависимости от содержания примесей (глины, песка) известковые удобрения делятся на:

  • чистые с примесью до 5% (доломит, известняк);
  • мергелистые, или песчанистые с примесью от 5 до 25%;
  • мергелевые, или песчаные с примесью от 25 до 50%

Использование известковых пород с примесями свыше 15-20% целесообразно при отсутствии более чистых материалов. Действие удобрений с высоким содержанием примесей медленное.

К мягким известковым породам относят известковые туфы, содержащие 80-98% СаСO3; гажа, или озерная известь — 80-95% СаСO3.

К промышленным отходов относятся: сланцевая зола с 30-50% СаО, 1,5-4,0% MgO; дефекат — 60-75% СаСO3 и 10-15% органического вещества с примесями азотных, фосфор- и калийсодержащий веществ.

К основным известковым удобрениям относят известняки, доля кальция и магния в которых составляет 75-100% в пересчете на СаСO3.

Известняковую и доломитовую муку, известковый туф, мел и другие карбонатные формы известковых удобрений можно вносить одновременно с навозом, торфом или компостом, смешивать или компостировать с органическими удобрениями. При этом потери азота отсутствуют.

Аммиачные формы азотных удобрений для улучшения их физических свойств можно смешивать с карбонатными формами известковых удобрений. Известковые удобрения, содержащие оксиды и гидроксиды кальция и магния не допускается смешивать с аммиачными формами азотных удобрений из-за больших потерь азота.

Потребность в известковых удобрениях часто покрывается за счет местных ресурсов — известьсодержащих отходов промышленности или местных залежей карбонатных пород. В большинстве случаев это рыхлый мел, известковые туфы, озерная известь, доломитовая мука. Однако в целом по России местные известковые материалы и известьсодержащие промышленные отходы не играют большой роли в балансе известковых удобрений.

Известняковая и доломитовая мука

Известняковую и доломитовую муку получают при дроблении и размоле известняков и доломитов. В России (в соответствии с ГОСТ 14050-78) известняковую муку выпускают двух классов и двух сортов, в пылящей с влажность до 1,5% и слабопылящей (4-6% влаги) формах. Сорта муки различаются по нейтрализующей способности: I сорт не менее 88%, II сорт — не менее 85% СаСO3. По гранулометрическому составу — первый класс более тонкого помола, чем второй. Классы в пределах сортов отличаются по гранулометрическому составу, второй класс более тонкого, чем первый, помола различается по фракциям: < 0,25 мм на 5-10%, < 1 мм на 3-10%.

Основным компонентом известняков является карбонат кальция СаСO3, часто включают до 10-15% МgO в виде карбоната магния. Присутствие МgСO3 повышает твердость доломитизированных известняков. Белый, серый, желтоватый и коричневатый цвета известняков обусловлены примесями, которые могут включать органические вещества, различные соединения железа, марганца.

Чистые доломиты состоят из карбоната кальция (до 54,4% СаСO3) и  карбоната магния (до 45,6%).

Согласно данным полевых опытов, обобщенных ВИУА, в среднем за пять лет, показали, что наиболее эффективна тонко размолотая, то есть менее 0,25 мм, фракция известняковой муки. Это объясняется тем, что грубая  фракция медленнее реагирует с почвой, поэтому в первые годы после внесения мало способствует улучшению свойства почвы.

Снижение эффективности известняковой муки с увеличением доли частиц крупнее 0,25 мм, возрастает при переходе от чистых известняков к доломитизированным, то есть к более твердым размалываемым породам.

Таблица. Эффективность фракций известковой муки различного гранулометрического состава (по рекомендациям ВИУА, 1992)

Фракция, мм
Средняя ежегодная прибавка урожая
т корм. ед/га
%
< 0,25
1,66
100
0,25-1,0
1,48
89
1,0-3,0
0,94
57

Доломитизированные известняки с содержанием 79-109% действующего вещества в пересчете на СаСO3 можно использовать в севооборотах, насыщенных бобовыми культурами, картофелем, льном, корнеплодами, а также на сильно оподзоленных почвах.

Доломитовую и магнезиальную известняковую муку в первую очередь целесообразно использовать на легких по гранулометрическому составу почвах.

Магнийсодержащие известковые материалы являются оптимальными формами известковых удобрений в севооборотах со льном, картофелем и люпином.

Отходы промышленности

Отходы промышленности в качестве известковых удобрений по общим объемам применения в России занимают второе место. По эффективности они часто не уступают известняковой муке.

Экономически использование отходов промышленности часто более выгодно, так как отсутствуют расходы на добычу и переработку. Экологически промышленные отходы более целесообразны при условии отсутствия опасных примесей, чем промышленные известковые удобрения.

Многие отходы различных производств, например, цементная пыль, отходы целлюлозно-бумажных комбинатов и фабрик, содовых, мыловаренных, кожевенных и других производств, содержащие оксид, гидроксид, карбонат или силикат кальция при отсутствии опасных примесей могут использоваться в качестве известковых удобрений.

Пыль печей и цементных заводов при содержании СаСO3 более 60% применяется в хозяйствах, расположенных недалеко от цементных заводов. Эти материалы машинами с закрытыми ёмкостями и с пневмоустройствами.

Цементная пыль содержит значительные примеси калия, имеет тонкий гранулометрический состав и является быстродействующим известковым удобрением. Её внесение эффективно на бедных подвижным калием почвах и под чувствительные к недостатку калия культуры.

Жженая и гашеная известь

Жженая известь содержит более 170% СаСO3 и является быстродействующим известковым удобрением. Её получают обжигом карбонатных пород по реакции:

CaCO3 ⋅ MgCO3 → CaO + MgO + 2CO2.

При длительном хранении оксиды кальция и магния поглощают влагу, при этом образуются гидроксиды кальция и магния — гашеная известь, пушонка:

CaO + H2O = Ca(OH)2.

Растворимость Са(ОН)2 значительно выше, чем СаСO3, (Мg(ОН)2 в воде плохо растворим), поэтому в первые годы после внесения гашеная известь эффективнее, чем известняковая мука, но в последующие периоды их действие выравнивается, длительность последействия меньше из-за быстрого вымывания кальция.

Гашеная известь содержит до 135% в пересчет на СаСO3, получается как отход производства на известковых заводах, а также при производстве хлорной извести.

Нейтрализующая способность 1 т Са(ОН)2 соответствует 1,35 т СаСO3.

Сланцевая зола

Сланцевую золу получают при сжигании горючих сланцев. Содержит 30-40% СаО, 1,5-3,8% МgO, примеси соединений калия, натрия, фосфора, серы, некоторых микроэлементов. Представляет собой пылевидный материал, используется в Прибалтике и Белоруссии.

Согласно ТУ 46-7-71 к сланцевой золе предъявляются требования:

  • нейтрализующая способность должна быть не менее 60% СаСO3;
  • содержание влаги не более 2%;
  • по гранулометрическому составу 97% массы должны быть менее 1 мм.

Большая часть кальция и магния в золе содержится в виде кремнекислых форм, которые менее растворимы, чем СаСO3, поэтому нейтрализация кислотности происходит значительно медленнее. Даже при высоких дозах (20 т/га) зола положительно влияет на культуры, плохо переносящие избыток кальция (лен, картофель).

Дефекационная грязь (дефекат)

Дефекационная грязь, или дефекат, представляет собой отходы свеклосахарных заводов, содержащие СаСO3 и Са(ОН)2.

Согласно ТУ 570-74 к дефекату первого класса предъявляются требования:

  • нейтрализующая способность должна соответствовать содержанию СаСO3 не менее 60%;
  • содержание влаги — не более 20%.

К дефекату второго класса:

  • нейтрализующая способность — не менее 40% СаСO3;
  • содержание влаги — не более 30%.

Дефекат с 20-30% влажности является сыпучим и содержит 10-15% органического вещества, 0,2-0,7% азота, 0,2-0,9 Р2О5 и 0,3-1,0% К2O. При внесении в эквивалентных по СаО количествах дефекат превосходит по эффективности известняковую муку для всех культур. Дефекат имеет значение не только на кислых почвах, но и на черноземных в районах возделывания сахарной свеклы.

Шлаки сталеплавильные

Шлаки сталеплавильные — мартеновские, электросталеплавильные, доменные.

В соответствии с ЧМТУ 11-37-69 к ним предъявляются требования:

  • нейтрализующая способность должна быть не менее 80% СаСO3;
  • влажность — не более 2%;
  • гранулометрический состав: 70% массы должна иметь размер частиц менее 0,25 мм, 90% — менее 0,5 мм.

Большая часть кальция содержится в виде силикатов, которые менее растворимы, чем СаСO3. По этой причине эффективность сталеплавильных шлаков в качестве известкового удобрения зависит от тонины помола.

Помимо кальция, магния и кремния шлаки содержат в примеси фосфора, марганца, серы. Поэтому эффективность шлаков часто выше эквивалентных доз известняковой и доломитовой муки. Содержащаяся кремниевая кислота способна к химическому связыванию подвижного алюминия, косвенно способствуя увеличению подвижных форм фосфора в почве.

Белитовая мука

Белитовая мука является отходом (шламом) при производстве алюминия. Содержит 45-50% СаО, 25% смеси Na2O и К2O, до 30% SiO2, 3,4% Аl2O3, примеси фосфора, серы и микроэлементов.

По гранулометрическому составу 50% массы муки должны иметь размер частиц менее 0,15 мм, 90% — менее 1 мм. По эффективности белитовая мука не уступает другим шлакам.

Местные известковые удобрения

Местные известковые удобрения состоят из рыхлых (мягких) карбонатных пород. По объемам их использования в России занимают третье место. Они не требуют размола, проявляют более быстрое действие и эффективность, чем молотые известняки.

Часто местные залежи мягких пород находятся в зонах распространения кислых почв, поэтому их применение для известкования близлежащих угодий агрономически и экономически выгодно. Разница в эффективности крупных и мелких фракций этих удобрений выражена гораздо слабее, чем твердых. Согласно данным ВИУА, за 11 лет все фракции мельче З мм показывали примерно одинаковое влияние на урожаи культур.

Известняковые туфы (ключевая известь)

Известковые туфы, или ключевая известь, состоит из 70-98% СаСO3 с примесями органических веществ, до 25% глины и песка, 0,1% Р2О5.

Встречаются в притеррасных поймах, в местах выхода ключей, низинах Нечерноземной зоны. По внешнему виду представляют собой рыхлую, пористую, легко рассыпающуюся массу серого, иногда ржавого, бурого или темного цветов.

Известняковые туфы с содержанием до 30% влаги и 85% массы мельче 5 мм, по содержанию СаСO3 подразделяют на:

  • первый сорт с более 80% СаСO3;
  • второй сорт с 70-80% СаСO3.

По скорости действия превосходят известняк.

Озерная известь (гажа)

Озерная известь, или гажа, по химическому и гранулометрическому составу близка к известковым туфам. При влажности 15-20% она содержит до 75-80% СаСO3 с примесями минеральных и органических веществ.

Месторождения чаще находятся в высохших водоемах, также собирают при очистке дна существующих водоемов с последующим подсушиванием. Озерная известь имеет мелкозернистое сложение, легко рассыпается. Является высокоэффективным известковым удобрением.

Торфотуфы

Торфотуфы — низинные торфа, содержащие от 10-20% до 50% СаСO3. Являются ценным известково-органическим удобрение. Эффективны на бедных органическими веществами и нуждающихся в известковании почвах.

Недостатком этого вида известковых удобрения является низкая рентабельность их применения, поэтому их целесообразно использовать при небольшом удалении полей от месторождений.

Мергель

Мергель содержит 25-75% СаСO3, более 1% МgСO3 и 20-40% примесей песка и глины. Месторождения встречаются в виде рыхлых и плотных масс. Действие проявляется медленно.

Плотный мергель на зиму целесообразно вывозить на поля, размещая небольшими кучками, которые под действием смены температур и влажности к весне рассыпаются на мелкие частицы. После заделки в почву по эффективности не уступают известняковой муке. Чаще применяют на легких почвах.

Мел

Мел содержит 90-100% СаСO3 (до 55% в пересчете на CaO) с примесью до 0,6% MgO. По действию превосходит известняк, особенно в первые годы после внесения, в тонкоразмолотом виде является хорошим известковым удобрением.

Доломитовая природная мука

Доломитовая природная мука при влажности до 12% состоит из 80% и более карбонатов кальция и магния в пересчете на СаСO3 с примесями.

По гранулометрическому составу представляет массу, 50-70% которой — частицы размером менее 0,25 мм, до 85% — менее 5 мм. Является ценным известковым удобрением, благодаря содержащемуся магнию может превосходить по эффективности известняковую муку на почвах легкого гранулометрического состава. Действует медленнее, чем известковые туфы.

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.