Сложные удобрения

Сложные удобрения — минеральные соли, содержащие несколько элементов питания растений, например, нитрат калия (KNO₃), гидрофосфат аммония ((NH₄)₂HPO₄). Как правило, не содержат примесей (балласта), поэтому отличаются высоким содержанием элементов питания.

Сложные удобрения имеют преимущества:

Высокая концентрация питательных веществ, отсутствие или небольшое содержание примесей, например, натрия, хлора.
Меньшие расходы на хранение, транспортировку и внесение удобрений. Часто эти расходы выше затрат на приготовление удобрений. Согласно расчётам, затраты на доставку, хранение и внесение сложных удобрений по сравнению с простыми на 10% ниже.
Благодаря наличию в одной грануле твёрдых комплексных удобрений нескольких питательных элементов позволяет более равномерно распределять их по поверхности почвы.
Отсутствие примесей позволяет применять в условиях, где нежелательна повышенная концентрация солей, например, в засушливых условиях или при удобрении культур, чувствительных к повышению осмотического давления почвенного раствора (лён, огурцы).
Более высокая эффективность удобрений за счёт наличия в общих очагах азота, фосфора и калия.

Производство сложных удобрений

В СССР производство сложных удобрений было начато в 60-х гг. Доля их в общих поставках земледелию в 1980 г. составила 20,2%.

В ассортименте сложных удобрений России преобладает аммофос. Из трёхкомпонентных удобрений с соотношением питательных веществ 1:1:1 преимущественно используется нитрофоска и нитроаммофоска, из двухкомпонентных — нитрофос и нитроаммофос. Позже в ассортименте появились азофоска, диаммоний фосфат, ЖКУ, диаммофоска, аммофосфат, кристаллин. В различных регионах изучалась эффективность внесения карбоаммофоски и карбоаммофоса.

Перспективно расширение ассортимента концентрированных твёрдых и жидких комплексных удобрений за счёт использования полифосфорных кислот, а также обогащение их микроэлементами, магнием и др.

Важным свойством сложных удобрений является растворимость компонентов, входящих в их состав, в воде и растворах.

Технологические способы получения сложных удобрений можно разделить на две группы:

производство на основе азотнокислотного разложения фосфатного сырья — нитрофосы, нитрофоски;
получение с использованием фосфорных кислот — нитроаммофосы, нитроаммофоски, диаммонитрофоски, диаммофосы, карбоаммофосы, карбоаммофоски, аммофосы.

Получение сложных удобрений изначально основывалось на азотнокислотном разложении фосфатного сырья. Сейчас используются технологические схемы с фосфорной кислотой. В качестве азотного компонента применяют аммиачную селитру, мочевину, сернокислый аммоний в твёрдом и жидком виде.

Из фосфорсодержащих компонентов применяется фосфорная кислота, получаемая из апатитов и фосфоритов, а также фосфорсодержащие продукты. Для производства используется высококачественное фосфорное сырьё с повышенным содержанием фосфора, небольшим количеством примесей, прежде всего полуторных оксидов. В фосфорных рудах, как правило, содержится большое количество примесей, поэтому практически все они подлежат обогащению. Фосфориты с соотношением Fe₂O₃: P₂O₅ более 8-10, не применяются для производства водорастворимых фосфорных и сложных удобрений.

Фосфориты, с высоким содержанием оксидов алюминия и железа, малопригодны для сернокислотной переработки для производства фосфорной кислоты, так как образуются нерастворимые фосфаты железа и алюминия, а часть фосфорной кислоты теряется. На практике для получения экстракционной фосфорной кислоты используют фосфатное сырьё с содержанием Fe₂O₃ не выше 8% от массы P₂O₅. Полученную экстракционную фосфорную кислоту с содержанием P₂O₅ 28-32% для производства сложных удобрений упаривают, повышая концентрацию P₂O₅ до 52%.

Для производства сложных удобрений применяют также полифосфорную (суперфосфорную) кислоту, содержащую 75-77% P₂O₅. Свыше половины фосфора в кислоте находится в полифосфорной форме (42% — в пирофосфорной форме H₄P₂O₇, 8% — в триполифосфорной H₅P₃O₁₀, 1% — в тетраполифосфорной H₆P₄O₁₃), 49% P₂O₅ — в ортофосфорной форме.

Из калийсодержащих компонентов для получения сложных удобрений применяется в основном хлористый калий.

Сложные удобрения на основе азотно-кислотного разложения фосфатного сырья

Впервые идея о разложении фосфатного сырья азотной кислотой была высказана в 1908 г. Д. Н. Прянишниковым. Однако реализована она была значительно позже, когда возросло производство азотной кислоты из синтетического аммиака.

Процесс разложения природного фосфатного сырья азотной кислотой протекает по реакции:

$${ Ca_5(PO_4)_3F + 10HNO_3 = ЗH_3PO_4 + 5Ca(NO_3)_2 + HF. }$$

Выделяющийся фтористый водород взаимодействует с двуокисью кремния с образованием фтористого кремния, последний вновь реагирует с фтористым водородом, образуя кремнефтористую кислоту. От разложения фосфатного сырья азотной кислотой в вытяжке содержится большое количество нитрата кальция, который является нежелательной примесью в готовом удобрении из-за высокой гигроскопичности и ухудшении физических свойств сложного удобрения.

Высокое содержание кальция в фосфорной кислоте приводит к образованию нерастворимого фосфата кальция, фосфор которого труднодоступен растениям. Поэтому в производстве сложных удобрений азотнокислотным разложением фосфатного сырья важно вывести из системы избыток кальция, снизив соотношение CaO:P₂O₅. В этой технологии производства используется измельченный апатитовый концентрат и 47-55%-я азотная кислота. Технологические схемы различаются по способу выделения из раствора избыточного кальция.

Нитрофосы и нитрофоски

Нитрофосы и нитрофоски получают обработкой фосфатного сырья азотной кислотой. В результате взаимодействия образуются кальциевая селитра и монофосфат кальция с примесью дикальцийфосфата. Для удаления избытка кальция используются следующие способы:

1. Производство нитрофоски с вымораживанием избытка нитрата кальция.

При частичном вымораживании нитрата кальция и его выделении из раствора с последующей обработкой аммиаком с одновременным упариванием образуется смесь, содержащая фосфаты аммония, дикальцийфосфат и аммиачную селитру:

$${ H_3PO_4 + Ca(NO_3)_2 + NH_3 = NH_4H_2PO_4 + CaHPO_4 + NH_4NO_3. }$$

При добавлении к смеси хлористого или сернокислого калия образуется нитрофоска, включающая азот, фосфор и калий. Конечной продукцией являются нитрофоска и кальциевая селитра.

Нитрофоска может содержать до 40-50% питательных веществ. Схема имеет возможность менять соотношение питательных веществ и получать гранулированное удобрение, в котором до 60% P₂O₅ растворимо в воде. Для получения нитрофоски с содержанием 50-60% водорастворимого фосфора по этому методу, из раствора выводят 70% CaO в виде Ca(NO₃)₂⋅4H₂O. Удобрение показало высокую эффективность во всех регионах, где растения испытывают недостаток азота, фосфора и калия.

2. Производство нитрофоски связыванием избытка кальция углекислым газом (карбонатная схема):

$${ H_3PO_4 + Ca(NO_3)_2 + NH_3 + CO_2 = CaHPO_4 + NH_4NO_3 + CaCO_3. }$$

При обработке нитрата кальция и фосфорной кислоты аммиаком и углекислым газом получается смесь, состоящая из дикальцийфосфата, аммиачной селитры и углекислого кальция. После смешивания с хлористым калием смесь без отделения солей кальция гранулируется, сушится, разделяется на фракции и дробится. Карбонатная нитрофоска содержит 35-37% питательных веществ. Схема наиболее экономична по производству, однако агрохимически выпускать карбонатную нитрофоску в гранулированном виде нецелесообразно, так как фосфор находится в ней в цитратно-растворимой форме. Порошкообразная карбонатная нитрофоска может использоваться для основного внесения.

3. Производство нитрофоски и нитрофосов связыванием избытка кальция сульфатом аммония (сульфатная схема).

В горячую кашеобразную смесь нитрата кальция и фосфорной кислоты — пульпу — вводят сульфат аммония, который реагирует с кальциевой селитрой с образованием аммиачной селитры и безводного сернокислого кальция. Смесь высушивают и гранулируют.

В зависимости от расхода сульфата аммония можно получать продукт с различным содержанием водорастворимой P₂O₅.

Для получения тройного удобрения в горячую пульпу вводят необходимое количество хлористого калий, который частично взаимодействует с аммиачной селитрой с образованием хлористого аммония и калийной селитры:

$${ KCl + NH_4NO_3 = NH_4Cl + KNO_3. }$$

После высушивания и грануляции получается сульфатная нитрофоска. Оно характеризуется хорошими физическими свойствами, может использоваться под большинство культур на всех типах почв. Смесь содержит CaHPO₄⋅2H₂O, Ca(H₂PO₄)₂⋅H₂O, NaNO₃, NH₄Cl, KNO₃, CaSO₄.

Если сульфат аммония заменить сульфатом калия, то последний растворяют в азотной кислоте и этим раствором обрабатывают фосфатное сырьё. Суспензия нейтрализуется аммиаком, продукт гранулируется и сушится. В настоящее время это основной способ производства нитрофоски с 33-36%-м содержанием питательных веществ.

4. Производство нитрофоски связыванием избытка кальция серной кислотой (сернокислотная схема).

Избыток кальция связывается серной кислотой в процессе азотно-кислотного разложения фосфатов с последующей обработкой раствора аммиаком. В образующуюся смесь добавляют хлористый калий и получают готовый продукт — сернокислую нитрофоску с содержанием 35% питательных веществ, по составу и свойствам близка к сульфатной нитрофоске. Связанный избыток кальция остаётся в удобрении в виде примеси сульфата кальция.

Аммиак может вызывать вследствие локального подщелачивания среды ретроградацию образовавшихся растворимых солей фосфорной кислоты.

Способ позволяет менять соотношение питательных веществ в широких пределах и выпускать продукт с содержанием до 50-60% P₂O₅ в водорастворимой форме.

5. Производство нитрофоски связыванием избытка кальция фосфорной кислотой (фосфатная схема).

Фосфатное сырьё подвергается разложению смесью азотной и фосфорной кислот в соотношении, определяемом заданным соотношением N:P₂O₅ в готовом продукте и содержанием водорастворимого фосфора. В полученном растворе после разложения входит Ca(NO₃)₂ и свободные фосфорная и азотная кислоты. Его подвергают аммонизации, при которой кальций раствора переходит в дикальцийфосфат (CaHPO₄). Затем вводят хлористый кальций, гранулируют и сушат.

По этой схеме получают удобрение с самым высоким содержанием водорастворимой фосфорной кислоты (до 80%), в сульфатном и сернокислом методах — около 55%. При введении хлористого калия получается фосфорная нитрофоска. Содержание азота, фосфора и калия составляет по 17%.

В России выпускается несколько марок гранулированных нитрофосок.

Таблица. Характеристика нитрофосфатов.

Нитрофосфаты	N, %	P₂O₅ (усвояемая), %	K₂O	Содержание водорастворимой P₂O₅, % (от общего содержания)
Нитрофос марки А	23,5	17	-	50
Нитрофос марки В	24	14	-	50
Нитрофоска марки А (16:16:13)	16-17	16-17	13-14	55
Нитрофоска марки Б (13:10:13)	12,5-13,5	8,5-9,5	12,5-13,5	55
Нитрофоска марки В (12:12:12)	11-12	10-11	11-12	55

Размер гранул нитрофосок составляет 1-4 мм, достаточно прочные, при кондиционировании за счёт добавления небольших количеств минеральных масел и припудривания тальком или размолотым известняком не слёживаются при транспортировке и хранении. Нитрофоски применяют в качестве основного удобрения, припосевного в рядки и в подкормку. Эффективность та же, что и эквивалентных количеств смеси простых удобрений.

Нитрофоски используются как основное удобрение под многие культуры и для локального внесения, прежде всего под картофель.

Технология производства нитрофосок, основанная на разложении сырья азотной кислотой или её смесью с другими кислотами, используется в зарубежных странах: Германия, Австрия и Франция. В Германии нитрофоски выпускают без хлоридов, некоторые содержат магний. Во Франции выпускают большой ассортимент нитрофосок под различные культуры. Под виноград и плодовые культуры выпускают бесхлорную нитрофоску.

В последние годы разработаны технологические схемы получения нитрофосок с 80-95% P₂O₅ в водорастворимой форме, среди которых распространён норвежский способ. Фосфорит этим способом обрабатывают избытком азотной кислоты с последующей кристаллизацией нитрата кальция при температуре -5 °C. Этот способ или его варианты используются в России, Англии, Германии, Франции и Нидерландах. Во Франции разработана технология получения 54 марок нитрофосок с соотношением азота от 8 до 20%, P₂O₅ — от 7 до 35% и K₂O — до 29%.

Нитроаммофос

Нитроаммофос представляет собой смесь NH₄H₂PO₄ + NH₄NO₃. Получают нейтрализацией смесей азотной и фосфорной кислот аммиаком. Содержание азота и фосфора — 23% каждого. При добавлении калийных солей получают нитроаммофоски. Содержание N, P₂O₅ и K₂O составляет по 16-17%. Почти не содержат балласта. Количество водорастворимых фосфатов составляет свыше 90%. Применяют теми же способами, что и нитрофоски. Эффективность сопоставима со смесями простых удобрений.

Нитроаммофоска марки 17:17:17 получают введением хлористого калия, при введении сернокислого калия — марку 16:16:16. Удобрение универсально и используется на всех типах почв в качестве основного, под сахарную свёклу и картофель — также при посеве.

Сложные удобрения, получаемые нейтрализацией фосфорных кислот аммиаком

Фосфаты аммония (аммофос и диаммофос)

$${ H_3PO_4 + NH_3 = \underset{ Моноаммонийфосфат (аммофос) } { NH_4H_2PO_4 }, }$$

$${ H_3PO_4 + 2NH_3 = \underset{ Диаммонийфосфат (диаммофос) } { (NH_4)_2HPO_4 }. }$$

Аммофос содержит 10-12% N и 46-50% P₂O₅. Диаммофос, производимый из апатитов, содержит 18% N и 50% P₂O₅, из фосфоритов Каратау — 16-17% N и 41-42% P₂O₅. Аммофос характеризуется хорошими физико-химическими и механическими свойствами без применения кондицирующих добавок при гранулировании. Аммофос и диаммофос — физиологически кислые удобрения.

Аммофос в основном применяется в качестве рядкового удобрения под сельскохозяйственные культуры и как основное, например, под хлопчатник. Является хорошим компонентом для приготовления смешанных удобрений, так как совместим со многими удобрениями. Недостатком является неуравновешенное соотношение азота и фосфора (1:4), тогда как оптимальное соотношение азота к фосфору должно быть близким к единице или менее (большинство растений потребляет азота, чем фосфора).

У диаммофоса это соотношение азота и фосфора (1:2,5), но физические свойства хуже. Его также можно использовать для рядкового внесения и в подкормку под технические и овощные культуры. Из-за высокой стоимости его применение ограничено; используется в животноводстве в качестве кормовой добавки. Является самым концентрированным из всех сложных удобрений.

При добавлении к аммофосу и диаммофосу хлорида калия выпускают тройные удобрения, которые распространены в США, Англии, Японии и Индии, так как в этих странах имеются большие запасы серы и крупные производства серной кислоты, что обеспечивает получение фосфорной кислоты и сложных удобрений на её основе. США по производству и использованию моно- и диаммонийфосфатов занимают лидирующее место в мире. Из-за неуравновешенного содержания азота к фосфору в США большой объём этих удобрений используют для получения смешанных удобрений.

Сравнительные испытания этих удобрений с выравниванием доз К под основные культуры и на основных типах почв показали их равную эффективность эквивалентной смеси простых удобрений.

Фосфаты аммония удобны для локального внесения в качестве припосевного или припосадочного удобрения. Они не содержат больших количеств балласта, не создают высокой концентрации раствора и не повышают его осмотического давления.

Полифосфаты аммония

До недавнего времени технология производства суперфосфата, преципитата и фосфата аммония основывалась на применении ортофосфорной кислоты (H₃PO₄), которая в чистом виде содержит не более 54% P₂O₅. Смеси полифосфорных кислот содержат от 70 до 83% P₂O₅, что позволяет получать более концентрированные комплексные удобрения.

Получение полифосфорных кислот требует нагревания и вакуума:

$${ 2H_3PO_4 \xrightarrow[Нагревание]{Вакуум} H_4P_2O_7 + H_2O; }$$

$${ H_3PO_4 + H_4P_2O_7 \xrightarrow[Нагревание]{Вакуум} H_5P_3O_{10} + H_2O; }$$

$${ H_5P_3O_{10} \xrightarrow[Нагревание]{Вакуум} 3HPO_3 + H_2O\ и\ т. д. }$$

В этих реакциях происходит конденсация фосфатных групп, поэтому полифосфорные кислоты называют конденсированными. В химической промышленности их также называют суперфосфорными кислотами, которое, скорее, является коммерческим термином.

Полифосфорные кислоты: HPO₃ — метафосфорная, H₄P₂O₇ — пирофосфорная, H₃Р₃О₁₀ — триполифосфорная, H₆Р₄O₁₃ — полифосфорная. В СССР полифосфаты были получены в 1964 г.

Для транспортировки полифосфорных кислот используют специальные автомобильные и железнодорожные цистерны из нержавеющей стали.

Исходным продуктом для производства полифосфатов служит смесь полифосфорных кислот, получаемую из концентрированной ортофосфорной кислоты или из фосфора. Наиболее концентрированные полифосфорные кислоты получают из термической ортофосфорной кислоты.

Из полифосфорных кислот получают тройной суперфосфат, содержащий 55% P₂O₅. При насыщении аммиаком полифосфорных кислот под давлением получают полифосфаты аммония.

Таблица. Характеристика некоторых полифосфатов аммония.

Удобрение	Формула	N, %	P₂O₅, %	N:P₂O₅	N+P₂O₅, %
Диаммоний пирофосфат	(NH₄)₂H₂P₂O₇	13	66,9	1:5	79,9
Триаммоний пирофосфат	(NH₄)₃HP₂O₇	18,3	62,0	1:3,4	80,3
Тетрааммоний пирофосфат	(NH₄)₄P₂O₇	22,7	57,7	1:2,5	80,4
Пентааммоний триполифосфат дигидрат	(NH₄)₃P₃O₁₀⋅2H₂O	18,4	56,2	1:3,1	74,6

Для практических целей ценными являются второй и третий из приведенных полифосфатов аммония, характеризующиеся высоким содержанием фосфора и азота и приемлемым их соотношением. Эти сложные удобрения используют в твёрдом виде или вводят основным компонентом в состав жидких и суспендированных удобрений.

Полифосфаты аммония хорошо растворимы в воде. Аммоний полифосфатов частично может заменяться калием, кальцием или микроэлементами (цинк, медь, железо). Последние с ортофосфатами образуют нерастворимые соли, тогда как с полифосфатами они хелатируются и сохраняют доступность для растений, что перспективно для создания новых видов и форм удобрений.

Физические свойства полифосфатов аммония хорошие, гранулы прочные, являются хорошим компонентом для смешанных удобрений. Так, добавлением аммиачной селитры или карбамидом и хлорида калия, можно получать тройное удобрение с суммарным содержанием действующего вещества 60%.

В США твёрдые смеси готовят из полифосфорной кислоты и твёрдого полифосфата аммония с добавлением соли калия, оксидов магния, цинка, расплавленной серы. Это позволяет выпускать более сложные по составу и целевому назначению удобрения.

Полифосфаты в почве менее подвижны, чем ортофосфаты, так как активнее взаимодействуют с почвенными минералами. В почве протекают процессы гидролиза полифосфатов, интенсивность которых возрастает с повышением биологической активности среды. При 7-12 °С они протекают медленно, с повышением температуры — усиливаются. Оптимальная температура для гидролиза — 30-35 °С. Реакции гидролиза полифосфатов:

$${ HPO_3 + H_2O \to H_4Р_2О_7; }$$

$${ H_4Р_2О_7 + H_2O \to 2H_3PO_4; }$$

$${ H_5P_3O_{10} + 2H_2O \to 3H_3PO_4. }$$

Поглощение растениями фосфора полифосфатов происходит медленнее, чем ортофосфатов, в связи с гидролизом последних до ортофосфорной формы. За вегетационный период преимущество в поглощении фосфора сохраняется за полифосфатами, так как ретроградация выражена меньше, чем у ортофосфатов. Полифосфаты аммония применяются под все культуры на всех типах почв.

Фосфоаммомагнезия

Фосфоаммомагнезия, или магнийаммонийфосфат (MgNH₄PO₄⋅H₂O) — малорастворимое сложное удобрение, содержащее 10,9% N, 45,7% P₂O₅ и 25,9% MgO. Нитрификация аммония в почвенных условиях протекает так же быстро, как и аммонийных удобрений. Азот представлен водонерастворимой формой, фосфор и магний — лимонно-растворимой. Поэтому эти сложные удобрения относятся к удобрениям длительного действия. Их целесообразно применять на лёгких песчаных почвах в качестве основного под картофель, корнеплоды и овощные культуры, а также в орошаемом земледелии, теплицах при выращивании овощей на гидропонике.

Магний-аммоний-фосфат образуется при взаимодействии раствора моноаммонийфосфата с водной суспензией оксида магния или его солей или фосфорной кислоты, аммиака и гидроксида магния с его солями (хлоридом, сульфатом или карбонатом). Например:

$${ MgCl_2 + (NH_4)_2HPO_4 + NH_4OH \to MgNH_4PO_4 + H_2O + NH_4Cl. }$$

Фосфаты и полифосфаты мочевины

Фосфаты и полифосфаты мочевины образуются при взаимодействии фосфорных кислот с мочевиной. Содержат 16-19,6% N и 41-45% P₂O₅, хорошо растворимы, применяются всеми способами. Полифосфат мочевины получают взаимодействием полифосфорных кислот с мочевиной с последующей аммонизацией продукта. Состоит из 31-35% N и 24-31% P₂O₅. Меняя соотношение мочевины и полифосфорной кислоты, получают удобрения с заданным соотношением азота и фосфора, при добавлении в смесь калийных солей — и калия. Могут применяться под большинство культур, за исключением лугов и пастбищ, так как при поверхностном внесении значительны потери азота, снижающие эффективность.

В Японии и США выпускаются сложные удобрения: мочевина-фосфат аммония, мочевина-двойной суперфосфат с содержанием питательных веществ 52-60%, мочевина-полифосфат аммония.

Соотношение питательных элементов можно регулировать введением аммиака и хлорида калия.

Карбоаммофосы и карбоаммофоски

Карбоаммофосы получают при взаимодействии полупродуктов синтеза карбамида (аммиака и двуокиси углерода) и фосфорной кислоты. Соотношение азота и фосфора составляет — 25:30; 34:17; 33:20 и др.

При введении калийсодержащих солей получают карбоаммофоску с суммарным содержанием питательных веществ до 60-65%, например, марки 20:20:20. Азот в этих удобрениях находится в амидной (70-75%) и аммиачной формах, до 90% фосфора — в водорастворимой форме.

В полевых опытах применение этих удобрений равноценно смесям простых удобрений. На рис и хлопчатник влияют лучше, чем смесь простых удобрений с аммиачной селитрой. На сенокосах и пастбищах при поверхностном внесении отмечены потери азота.

Метафосфат калия

Метафосфат калия (KPO₃) содержит до 60% P₂O₅ и до 40% K₂O, концентрированное сложное удобрение. Получен метафосфат калия с содержанием фосфора в цитратнорастворимой и водорастворимой формах. Наиболее перспективным является способ получения разложением хлористого или углекислого калия ортофосфорной кислотой при температуре 450 °С. При применении экстракционной фосфорной кислоты получают формы метафосфатов калия, содержащие 54% P₂O₅ (в водорастворимой форме), 35-40% K₂O, а также 60% P₂O₅ (в цитратно-растворимой форме) и 40% K₂O.

В ряде опытов картофель, сахарная свёкла, ячмень, лён показывали хороший эффект от применения этого удобрения.

Калийная селитра

Калийная селитра, или азотнокислый калий, нитрат калия (KNO₃), содержит 13% азота и 46% оксида калия, не содержит балластных примесей, обладает хорошими физическими свойствами. Образование нитрата калия основано на обменной реакции NaNO₃ и KCl:

$${ NaNO_3 + KCl \to NaCl + KNO_3. }$$

В качестве исходного сырья используют концентрированные растворы нитрата натрия, которые образуются при щелочной абсорбции отходящих нитрозных газов в производстве азотной кислоты, и хлористый калий. Удобрение негигроскопично, хорошо рассеивается. Вносят под овощные культуры, особенно в закрытом грунте. Хорошо подходит для культур, чувствительных к хлору.

Недостатком калийной селитры является соотношение между азотом и калием (1:3,5). Поэтому при её внесении требуется дополнительное применять азотные удобрений, а при необходимости внесения фосфора, то и фосфорных.

Применение и эффективность сложных удобрений

Действие сложных удобрений на урожайность культур зависит от:

наличия в их составе водорастворимых форм фосфора;
вида и биологических особенностей сельскохозяйственных культур;
почвенно-климатических условий;
агрономической технологии применения (сроков и способов внесения);
соотношения питательных веществ в удобрении;
форм компонентов азота, фосфора и калия, входящих в состав удобрений;
комплекса агротехнических приёмов, на фоне которых используются сложные удобрения.

Все факторы взаимосвязаны. Так, на дерново-подзолистых почвах цитратно-растворимая форма P₂O₅ при прямом действии и последействии также доступна для растений, как и водорастворимая, тогда как на чернозёмах, серозёмах и каштановых почвах более доступна водорастворимая форма. В сложных гранулированных удобрениях оптимальное содержание водорастворимой P₂O₅ от усвояемой должно составляет не менее 50%, на чернозёмах и серозёмах — не менее 60-70%.

Сернокислотная нитрофоска, нитроаммофоски и диаммонитрофоски с наибольшим содержанием водорастворимого фосфора обеспечивают максимальную эффективность на дерново-подзолистых почвах. Действие карбонатных гранулированных нитрофосок, которые почти не содержат водорастворимый фосфор, хуже действия эквивалентных смесей простых удобрений, прежде всего на чернозёмах. С увеличением в составе удобрения доли водорастворимого фосфора возрастает и коэффициент его использования растениями. Та же закономерность сохраняется при оценке способов внесения удобрений. Например, при локальном внесении более эффективны сложные удобрения с большим содержанием фосфора в водорастворимой форме.

Трехкомпонентные сложные удобрения в различных почвенно-климатических условиях показывают высокую эффективность. В зональном аспекте с учётом биологических особенностей культур отмечены следующие закономерности по сравнению со смесями простых удобрений:

В лесолуговой и лесостепной зонах на дерново-подзолистых почвах и чернозёмах трёх- и двухкомпонентные сложные удобрения в посевах зерновых, сахарной свёклы, льна и картофеля при основном внесении по эффективности равноценны смесям односторонних удобрений, в ряде случаев превосходят их. На картофеле более эффективна бесхлорная нитрофоска.
В степной зоне на обыкновенных, карбонатных, южных чернозёмах эффективность сложных удобрений меньше, чем в лесолуговой зоне. В этой зоне прибавки урожая зерновых культур от внесения нитроаммофоски выше, чем от нитрофоски.
На каштановых почвах и серозёмах орошение повышает эффективность удобрений. На зерновых культурах, кукурузе, хлопчатнике действие двух- и трёхкомпонентных сложных удобрений лучше, чем смесей простых удобрений.
В условиях возделывания риса как затопляемой культуры эффективность сложных удобрений, содержащих нитратный азот, ниже смесей удобрений, содержащих аммонийный или амидный азот.
Сложные удобрения эффективны при припосевном внесении под зерновые, технические, силосные культуры и однолетние травы.
Локальное внесение нитроаммофоски на дерново-подзолистых, серых лесных почвах и чернозёмах эффективнее суперфосфата. На фоне основного внесения и повышенного содержания в почве фосфора при рядковом внесении действие минеральных удобрений снижается. Биологические особенности культур и разнообразие почв обусловливают необходимость в сложных удобрениях с различным соотношением азота, фосфора и калия.

На дерново-подзолистых почвах фосфорных и калийных удобрений при внесении осенью и весной показывают примерно одинаковую эффективность. Весеннее внесение азотных удобрений более эффективно, чем осеннее, так как азот за зимне-весенний период вымывается в нижележащие слои почвы, что вызывает азотное голодание озимых и яровых культур весной. Поэтому на рыхлопесчаных почвах сложные удобрения и эквивалентные смеси простых удобрений при внесении в полной дозе с осени малоэффективны. На озимых культурах возрастает действие сложных удобрений при половинной дозе азота, вносимой весной.

Таким образом, на дерново-подзолистых почвах сложные удобрения с преобладанием фосфора и калия при осеннем внесении под озимые и яровые и внесении азота в полной дозе весной более эффективны по сравнению со всей дозой удобрений в выровненном соотношении питательных веществ, внесенной осенью.

В зоне достаточного увлажнения, прежде всего на лёгких дерново-подзолистых почвах, рекомендуется внесение осенью сложных удобрений с меньшим содержанием азота (1:2:2, 1:2:1, 1:4:0) с последующим весенним внесением дополнительного азота до оптимального содержания. На выщелоченных чернозёмах и дерново-подзолистых глинистых почвах разовое внесение всей дозы сложных или смесей простых удобрений не уступает дробному внесению в процессе вегетации.

Сложные удобрения на основе мочевины при основном внесении под зерновые, картофель, сахарную свёклу, кукурузу и другие культуры на почвах лесолуговой и лесостепной зон также эффективны, как нитроаммофоска и смеси простых удобрений. При удобрении риса на лугово-чернозёмной почве карбоаммофоска и смесь удобрений с сульфатом аммония показывали большее положительное действие на урожай, чем нитроаммофоска, так как последняя содержит азот в нитратно-аммиачной форме.

На лугах и пастбищах на дерново-подзолистых и горно-луговых почвах карбоаммофоски и карбоаммофоса по действию уступают удобрениям с нитратно-аммиачной формой азота, что связано с потерями азота в результате гидролиза мочевины при поверхностном внесении. На хлопчатнике и зерновых культурах в условиях орошения на каштановых почвах и серозёмах карбамидсодержащие сложные удобрения эффективнее смесей на основе аммиачной селитре.

Полифосфаты по эффективности не уступают удобрениям на ортофосфатной основе, поэтому могут применяться под сельскохозяйственные культуры в различных почвенно-климатических условиях.

В порошковидном полифосфате кальция фосфор находится в цитратнорастворимой форме, что в некоторых случаях снижает его действие, например, на картофель — культуру, которая лучше отзывается на водорастворимые фосфорные удобрения.

Включение в макроудобрения микроэлементов улучшает питание растений и повышает их эффективность. Разработан ассортимент сложных удобрений, обогащённых микроэлементами. Например, аммофос, содержащий N — 12% и P₂O₅ — 51%, В — 0,4%, Zn — 1,0% Mn — 3,0%; нитроаммофоска, содержащая N — 17%, P₂O₅ — 17%, K₂O — 17%, В — 0,17%, Мо — 0,05%, Mn — 1,5%, Со — 0,05% и I — 0,003%; карбоаммофоска — N — 21%, P₂O₅ — 21%, K₂O — 21%, I — 0,2%.

Литература

Минеев В. Г., Сычёв В. Г., Гамзиков Г. П. и др. Агрохимия. Учебник. / Под ред. Минеева В. Г. М.: Изд-во ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова. 2017
Ягодин Б. А., Жуков Ю. П., Кобзаренко В. И. Агрохимия. / Под ред. Б. А. Ягодина М.: Колос. 2002