UniversityAgro.ru » Агрохимия » Магниевые удобрения

Магниевые удобрения

Сырье для производства магниевых удобрений

Основным источником для производства магниевых удобрений являются природные соединения и минералы этого элемента. Магний входит в состав более 200 минералов, многие из которых используются непосредственно как источник магния или перерабатываются на магниевые удобрения: сульфаты, хлориды, карбонаты, силикаты, гидроксиды, алюмосиликаты.

Способы обеспечения растений магнием

Способы обеспечения растений магнием:

  1. Известкование почв магнийсодержащими известковыми удобрениями. При этом одновременно достигается обеспечение питания всех культур севооборота магнием и кальцием и устраняется избыточная кислотность почвы.
  2. Применение магниевых минеральных удобрений под культуры севооборота с учетом их биологических потребностей.
  3. Внесение органических удобрений, в составе которых магний содержится в количестве 0,01-0,09%.

Классификация магниевых удобрений

В ассортименте магниевых удобрений наибольшая часть приходится на известково-магниевые и калийно-магниевые удобрения. Магниевые удобрения по растворимости классифицируют на:

  1. нерастворимые в воде — размолотые природные минералы и породы, например, дунит, серпентинит, вермикулит, доломит, магнезит, брусит и доломитизированные известняки. При взаимодействии с кислой почвой в почвенный раствор выделяется доступный для растений магний;
  2. растворимые в воде — сырые соли и продукты их переработки — эпсомит, каинит, карналлит;
  3. растворимые в лимонной кислоте и доступные растениями — магниевый плавленый фосфат.

По составу магниевые удобрения делят на:

  • простые — магнезит, дунит;
  • сложные, содержащие несколько питательных элементов:
    • азотномагниевые — аммошенит, доломит-аммиачная селитра;
    • фосфорно-магниевые — магниевый плавленый фосфат;
    • калийно-магниевые — калийномагниевый концентрат, калимагнезия, полигалит, каинит, карналлит;
    • бормагниевые — борат магния;
    • известково-магниевые — доломит, доломитизированные известняки и продукты их переработки);
    • содержащие азот, фосфор и магний — магний-аммонийфосфат. 

Магнийсодержащие известковые удобрения

Магнийсодержащие известковые удобрения одновременно обогащают почву подвижными соединениями магния и нейтрализуют избыточную кислотность, являются практически самым действенным и дешевым способом снабжения магнием песчаных и супесчаных почв.

Доломитовая мука (CaCO3⋅MgCO3) содержит примерно 20% MgO и 30% СаО; на углекислый кальций и магний приходится не менее 85%. Используется для известкования кислых почв в дозе 3-4 т/га. При этом почва обогащается магнием в количестве, достаточном для обеспечения растений на одной-двух ротации севооборота. Наиболее эффективна на легких почвах.

Доломиты нерастворимы в воде, поэтому их действие зависит от тонины помола. Наибольшие прибавки урожаев культур обеспечивает доломитовая мука с размером частиц менее 1 мм.

Полуобожженный доломит (CaCO3⋅MgCO3) — продукт обжига доломита, содержит примерно 27% MgO, 2% СаО, 57% СаСO3. Магний хорошо доступен растениям. Используют для известкования почв.

Магнийсодержащие известковые удобрения
Магнийсодержащие известковые удобрения

Карбонат магния, или магнезит, (MgCO3) содержит 45% MgO — самое концентрированное магниевое удобрение. Представляет собой природный минерал и обожженный магнезит (до 89% MgO), получаемый при производстве огнеупоров. Имеет щелочную реакцию с высокой нейтрализующей способностью, превосходящей действие извести. Однако высокие дозы карбоната магния вызывают кальциевое и борное голодание растений. Поэтому его применение сочетают с внесением бора под требовательные к нему культуры, такие как подсолнечник, свёкла, клевер, а при нейтрализации избыточной кислотности сочетают с карбонатом кальция.

Жженую магнезию упаковывают в мешки из водонепроницаемого материала, хранят в сухом помещении.

Основные магниевые удобрения

В Российской Федерации промышленно производят калимагнезию и каинит. Доля в общем ассортименте калийно-магниевых удобрений незначительна.

Дунитовая мука и магниевый змеевик

Дунитовая мука и магниевый змеевик, или серпентинит, — отходы горнорудной и асбестовой промышленности. По химическому составу представляют силикаты магния в плохо растворимой форме, поэтому их применяют заблаговременно в больших дозах. Эти магнийсодержащие удобрения используют как сырьё для получения сложных магнийсодержащих удобрений, а также в качестве местного удобрения. Под действием почвенных кислот медленно разлагаются. Тонкоразмолотый дунит содержит 41-47% MgO. Серпентинит состоит из метасиликата магния и содержит 32-43% MgO.

Вермикулит

Аммошенит

Аммошенит ((NH4)2SO4⋅MgSO4⋅6H2O) — двойная соль сульфата аммония и сульфата магния. Представляет собой кристаллический минерал от светло-коричневого до серого цвета. Используется как азотно-магниевое удобрение; содержит не менее 7% N и 10% MgO. Перевозят в многослойных мешках, пропитанных битумом.

Сульфат магния

Сульфат магния, или сернокислый магний, (элеонит и кизерит) — одностороннее магниевое удобрение, содержит не менее 84% MgSO4⋅7H2O и не более 6% NaCl (17,7% MgO). Хорошо растворим в воде. Применяют в интенсивном земледелии в условиях дефицита магния на слабокислых и нейтральных почвах. В этом случае при высокой урожайности отмечается постоянная потребность в легкорастворимых источниках магния. Применяют также на интенсивных лугах, в тепличных хозяйствах, в овощеводстве открытого грунта. Сульфат магния применяют для устранения острого магниевого голодания путем некорневой подкормки. При попадании в почву большая часть магния переходит в обменное состояние.

Калимагнезия

Калимагнезия (K2SO4⋅MgSO4⋅6H2O) — полупродукт при выработке сульфата калия из каинита. Содержит в основном минерал шенит.

Показывают высокую эффективность на песчаных дерново-подзолистых почвах благодаря хорошей растворимости и соотношению калия и магния.

Таблица. Состав гранулированных видов калимагнезии, в пересчете на сухой продукт (%).

 
1-й сорт
2-й сорт
окись калия
> 30
> 28
окись магния
> 10
> 8
хлор
< 5
не нормируется
влажность
< 2
< 2

Калийно-магниевый концентрат

Калийно-магниевый концентрат получают из каинитолангбейнитовой породы методом флотации. В состав удобрения в основном входит минерал лангбейнит (K2SO4⋅2MgSO4), в небольшом количестве — полигалит, галит, гипс и др. В среднем содержит 30-38% K2SO4, 39-40% — MgSO4, 4-5% — KCl и 8-10% NaCl.

Калийно-магниевый концентрат выпускается двух сортов: 1 сорт содержит не менее 19% K2O и 9% MgO, 2 сорт — не менее 17,5% K2O и 8% MgO, с влажностью до 5%. Содержание хлора не нормируется, но в 1 сорте — не более 8%.

Полигалитовые соли

Полигалитовые соли (K2SO4⋅MgSO4⋅CaSO4⋅6H2O) содержат 10-11% K2O, 8-12% MgO, в воде растворяются плохо, но калий и магний доступны растениям. Полигалитовые солы показывали эффективность на разных культурах, особенно на лугах и пастбищах.

Каинит

Каинит (KCl⋅MgSO4⋅3H2O) — с примесью хлорида натрия до 45-47% от общей массы. Содержит 10-12% K2O, 22-25% — Na2O; 6-7% — MgO, 15-17% — S и 32-35% — Cl. Удобрение низкопроцентное, поэтому применяется преимущественно лугах и пастбищах, где имеет преимущества перед хлористым калием из-за наличия магния.

Промышленные отходы

В качестве калийно-магниевых удобрений могут использоваться отходы калийных и магниевых комбинатов — обезвоженный карналлит, содержащий 23-24% K2O, 18-20% — MgO, 0,9% — Na2O, 50-51% Сl, и хлор-калий-электролит, содержащий 39-42% K2O, 4% — MgO, 50% — Сl. Негативное действие хлора устраняется заблаговременным внесением. Обезвоженный карналлит эффективен под различные культуры на супесчаных почвах.

Фосфорно-магниевые удобрения

Термофосфаты и томасшлак — фосфорно-магниевое удобрение, побочный продукт металлургии. Питательные вещества содержатся в лимонно-растворимых формах и доступны растениям.

К этой группе удобрений относится плавленый магниевый фосфат (ПМФ), содержащий доступные растениям фосфор и магний (Са3(РO4)2 + MgSO4⋅SiO3). Получают сплавлением природных фосфатов и магниевое сырье (дунит, кизерит, серпентинит, оливинит) при температуре 1350-1400°С с последующим быстрым охлаждением плава водой. Представляет собой стекловидные прозрачные гранулы разной формы и размера. Цвет гранул варьирует от ярко-зеленого до черного в зависимости от исходного сырья.

Плавленый магниевый фосфат содержит 19-21% доступного лимоннорастворимого Р2O5 и 8-14% MgO. Фосфор в ПМФ содержится в виде модификации трикальцийфосфата, растворимой в 2%-й лимонной кислоте. Производство не требует применения серной кислоты и не связано с большим расходом энергии и воды, позволяет применять низкопроцентные природные фосфаты без предварительного обогащения. Удобрение характеризуется хорошими физическими свойствами, не слёживается, не содержит свободной кислотности.

Тонко размолотый ПМФ проявляет высокую эффективность при основном внесении на всех типах почв. На кислых песчаных и супесчаных почвах ПМФ в некоторой степени нейтрализует почвенную кислотность. В условиях влажного тропического климата удобрение более перспективно, чем водорастворимые формы, так как не слеживается и меньше теряет питательные вещества от вымывания с атмосферными осадками.

Термические фосфаты эффективны в тонко размолотом виде, однако в таком состоянии они сильно пылят. Одним из путей решения этой проблемы является гранулирование тонкоразмолотого ПМФ с хлористым калием.

Магний-аммонийфосфат (МАФ) (MgNH4PO4nH2O) — концентрированное удобрение, содержащее фосфор, азот и магний. Производят из фосфорной кислоты, аммиака и гидроксида магния или хлорида, сульфата, карбоната магния. Может быть в виде кристаллогидрата, содержащего одну (MgNH4PO4⋅Н2О) или шесть (MgNH4PO4⋅6Н2О) молекул воды. Последний неустойчив при хранении, при 30-50° выделяет аммиак. Одноводный магний-аммонийфосфат негигроскопичен, устойчив до 230 °С, не выделяет аммиака при хранении. Из-за меньшего количества воды одноводная соль содержит на 35% больше питательных веществ, чем шестиводная. Азот в МАФ плохо растворим в воде, что уменьшает его вымывание на легких почвах и не повышает осмотическое давление почвенного раствора. В одноводном МАФ содержится 45,7% Р2O5, 10,9% N и 25,9% MgO.

Фосфор в МАФ содержится в лимонно-растворимой форме, поэтому это удобрение вносят в виде порошка. При применении в дозе 45-60 кг Р2O5/га с ним вносится количество магния, способное обеспечить потребность всех культур на песчаных и супесчаных оподзоленных почвах. МАФ на таких почвах применяют как основное допосевное удобрение.

Магний-аммонийфосфат также можно использовать как концентрированное азотно-фосфорное удобрение. В этом качестве его применяют в условиях орошаемого земледелия, где до посева фосфор и азот вносят малыми дозами, затем в виде подкормок.

Магний-аммонийфосфат благодаря хорошим физическим свойствам можно использовать для приготовления концентрированных тукосмесей или сложных удобрений. При этом его обогащают азотом и калием до обычных соотношений.

Органические удобрения

Источником пополнения обменных форм магния являются органические удобрения. Систематическое внесение увеличивает накопление поглощенного магния в почве, прежде всего на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах.

Внесение навоза снижает эффективность минеральных форм магниевых удобрений. На супесчаных почвах при дефиците магния максимальные урожаи могут получаться при совместном внесении органических удобрений и минеральных форм магния.

Значение магниевых удобрений

Прибавки урожая зерновых культур от применения магниевых удобрений составляют 0,2-0,6 т/га, клубней картофеля — 1,5-3 т/га, корнеплодов сахарной свёклы — 2-4 т/га, зеленой массы кукурузы — 2-6 т/га, сена многолетних трав — 0,4-0,7 т/га, чайного листа — 0,5-1,0 т/га. Магнийсодержащие удобрения повышают уровень и качество урожая. В растительной продукции увеличивается содержание крахмала, сахара, белка, витамина С. Улучшается качество семенного материала — повышается всхожесть и энергии прорастания, усиливается устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды, грибным заболеваниям.

Потребность растений в магнии

Для обеспечения оптимальных условий магниевого питания культур в севообороте и внесения рациональных доз удобрений требуется:

  1. определение потребностей культур в магнии на планируемый урожай;
  2. обеспечить почвы доступными формами магния;
  3. использование методы диагностики;
  4. определение состояния баланса магния в системе почва-растение севооборота.

Потребность растений в магнии зависит от культуры и величины урожая. В таблице представлены средние многолетние данные по выносу магния с урожаями культур, полученные на дерново-подзолистых супесчаных почвах, на которых недостаток магния проявляется наиболее часто.

Общий вынос магния культурами за ротацию севооборота зависит от специализации. При увеличении доли в структуре посевных площадей зернобобовых, овощных, картофеля и других пропашных вынос магния возрастает. Между потребностью культур в магнии и их отзывчивостью на магниевые удобрения отмечается связь: более требовательные к магнию культуры дают более высокий прирост урожая при его внесении.

Зерновые культуры характеризуются меньшей требовательностью к магнию по сравнению с овощными, техническими и пропашными. Однако недостаток магния, особенно в начале вегетации, на хлебных злаках приводит к магниевому голоданию. Это объясняется неглубоко залегающей корневой системой зерновых культур в начале вегетации, которая не может использовать питательные вещества более глубоких слоев почвы. На дефицит магния сильно реагирует овес, менее чувствительны — пшеница и ячмень.

Таблица. Вынос магния с урожаем сельскохозяйственных культур, кг/т основной продукции[1]

Культура
MgO
Культура
MgO
Ячмень
3,8
Озимая рожь
2,7
Клевер
4,5
Яровая пшеница
3,8
Лен-долгунец
3,2
Овёс
3,0
Озимая пшеница
3,3
Сахарная свёкла
3,0
Вико-овсяная смесь
1,0
Люпин (зерно)
14,7
Картофель
0,9

Диагностика магниевого питания

Оценить обеспеченность растений магнием можно по внешнему виду растений, который при недостатке или избытке изменяется вследствие нарушения биохимических процессов. Главным внешним признаком магниевого голодания является пятнистый некроз: листья становятся пестрыми, участки между жилками бледнеют, жилки сохраняют свою окраску. Эти проявления связаны с тем, что ткани, прилегающие к проводящей системе, богаче хлорофиллом и имеют более интенсивную зеленую окраску. Так как магний перемещается из нижних листьев к верхним, то и признаки голодания от дефицита появляются преимущественно на нижних листьях. Избыток магния приводит к тому, что листья становятся более темными, отмечается ненормальное их скручивание и сморщивание.

Для более точной и объективной оценки магниевого питания и оптимизации доз магниевых удобрений используют методы почвенной и растительной диагностики.

Низкое содержание магния часто присуще легким по гранулометрическому составу почвам. Плодородие песчаных почв по запасам магния определяют степенью выветривания первичных магнийсодержащих минералов — полевых шпатов, биотита, серпентина, авгита и др.

Потребность в магниевых удобрениях устанавливают по содержанию доступного растениям магния, которую определяют в вытяжке почвы 1 н. раствором хлорида калия (KCl).

Для большинства земледельческих зон предложено подразделение почв по обеспеченности магнием:

  • менее 1,0 мг/100 г почвы — очень низкая;
  • 1,1-2,5 мг/100 г почвы — низкая;
  • 2,6-5,0 мг/100 г почвы — средняя;
  • более 5,0 мг/100 г почвы — хорошая.

Для одновременного определения магния и других катионов также используют вытяжки раствором хлорида натрия и 1 н. уксуснокислого аммония. Однако для каждой вытяжки и элемента требуется определение своей шкалы обеспеченности почв данными элементами.

Степень обеспеченности растений магнием в течение вегетации можно определить растительной диагностикой по содержанию магния в отдельных органах растения (таблица).

Для некоторых культур избыточный уровень магния с визуальными признаками токсичности установлен: для кукурузы — более 0,55% в припочатковом листе, для люцерны — более 2,0% перед началом цветения, для сливы — более 1,1% в листьях в июле, для сои — 1,5%.

Таблица. Уровни содержания магния в растениях, %/сухое вещество[1]

Культура
Недостаточный
Низкий
Оптимальный
Высокий
Фаза отбора пробы, часть растения
Овёс
< 0,07-0,08
0,08-0,17
0,18-0,37
> 0,37
трубкование
(надземная часть)
Ячмень
< 0,05
0,05-0,20
> 0,20
-
то же
Озимая рожь
< 0,09
0,09-0,29
0,30-0,60
> 0,60
то же
Озимая пшеница
< 0,10
0,10-0,20
0,21-0,40
> 0,40
кущение
(надземная часть)
Кукуруза
< 0,13
0,13- 0,30
0,31-0,50
> 0,50
молодые растения
Картофель
< 0,15
0,15-0,20
0,25-1,0
-
цветение
(верхние листья)
Клевер красный
< 0,16
0,16-0,20
0,21-0,60
> 0,60
начало цветения
(надземная часть)
Сахарная свекла
< 0,05
0,05-0,24
0,25-1,0
> 1,0
смыкание рядков
(листья)
Томаты
< 0,30
0,30-0,59
0,60-0,90
> 0,90
начало плодоношения
(листья)
Огурцы
< 0,13
0,13-0,77
> 0,77
-
плодоношение
(листья)
Хлопчатник
< 0,44
0,46-0,48
0,68-0,77
-
цветение
(средние листья)
Яблоня
< 0,06-0,08
0,10-0,20
0,24-0,45
> 0,45
окончание роста побегов
(листья)
Чёрная смородина
-
< 0,18
0,18-0,30
> 0,30
созревание ягод
(листья)
Цитрусовые
< 0,16
0,16-0,25
0,25-0,42
0,42-0,66
листья в возрасте 4-6 месяцев
Чай
-
-
0,35-0,40
-
старые листья во второй половине вегетации

Для объективной оценки магниевого питательного режима необходимо учитывать ряд факторов, определяющих количество, состояние и подвижность магния в почве. Примерную модель этих факторов предложили венгерские ученые.

Схема трансформации магния в почве
Схема трансформации магния в почве

Дозы магниевых удобрений

Для определения потребности отдельного хозяйства в магниевых удобрениях, так же как и для других элементов, проводят балансовые расчеты с учетом статей прихода, например, поступление с известковыми, минеральными и органическими удобрениями, атмосферными осадками и семенным материалом, и расхода, такими, как вынос с урожаем, потери от вымывания и от эрозии.

Интенсивная химизация, в частности, использование высоких доз минеральных удобрений, приводит к усилению напряженности магниевого баланса, прежде всего на легких дерново-подзолистых и торфяно-болотных почвах, в результате выноса и вымывания.

На почвах легкого гранулометрического состава со средним содержанием магния рекомендуется вносить 30-40 кг MgO/ra под зерновые культуры и 60-70 кг/га под картофель, кукурузу и корнеплоды. На почвах с низкой и очень низкой обеспеченностью, дозы увеличивают, при повышенной и высокой обеспеченности — уменьшают на 15-25%. Чем меньше содержание магния и чем выше кислотность почвы, тем больше увеличивают дозу магниевых удобрений.

Формы и сроки внесения

Известкование почвы доломитами позволяет полностью обеспечить растения магнием.

Калимагнезия, калийно-магниевый концентрат, калийная соль на каините, внесенные в дозах калийных удобрений, обеспечивают потребность растений в магнии. Под корнеплоды — натриелюбивые культуры — в качестве калийных удобрений используют каинит и калийную соль из каинита. Культуры при этом обеспечиваются калием, магнием, натрием и серой.

Растворимые магнийсодержащие удобрения вносят весной при обработке почв. В условиях избыточного увлажнения, выпадения обильных осадков и при орошении малорастворимые магнийсодержащие удобрения имеют преимущество перед хорошо растворимыми. Для гидропоники перспективным является магний-аммоний-фосфат. В закрытом грунте применяется сульфат магния.

Если магниевые удобрения не вносились весной перед посевом и при обнаружении магниевого голодания, проводят подкормку. Для этого используют хорошо растворимые магниевые удобрения. В подкормку дают половину дозы основного удобрения, если она проводится рано и при сильном магниевом голодании, используют полные дозы.

Особенности использования магниевых удобрений под культуры

Зерновые культуры

Особенности применения магниевых удобрений под зерновые культуры:

  1. Культуры должны хорошо отзываться на магнийсодержащие и известковые удобрения. Дозы магния более 40-60 кг/га под озимые зерновые культуры, как правило, не приводят к дальнейшему росту урожаев.
  2. Признаки магниевого голодания у яровых зерновых проявляются в начале роста, по мере развития корневой системы, магниевое питание улучшается и признаки исчезают. Однако из-за низкой реутилизации магния его недостаток в начале вегетации может негативно сказаться на конечном урожае и качестве зерна.
  3. При внесении высоких доз калийных удобрений и известковании необходимо соблюдать соотношение между кальцием, калием и магнием. Нарушение этого соотношения приводит к повышенной потребности культур в магнии.
  4. Магниевые удобрения повышает урожай зерна и улучшает его качество: повышается белковость зерна, выполненность и масса 1000 зёрен.
  5. Достаточная обеспеченность магнием повышает устойчивость к полеганию, к поражению грибными заболеваниями, например, ржавчиной.

Картофель

Основная статья: Картофель

Особенности применения магниевых удобрений под картофель:

  1. Картофель хорошо отзывается на внесение магниевых удобрений, прежде всего на дерново-подзолистых почвах.
  2. Для картофеля оптимальными формами являются сульфат магния, магнийсодержащие калийные и фосфорные удобрения. Карбонат магния может приводить к борному голоданию картофеля. В этом случае дополнительно вносят борные удобрения.
  3. Магниевые удобрения под картофель вносят одновременно с основным удобрением в рядки при посадке на 8-10 см ниже клубней, в запас на ряд лет, например, на звено севооборота или севооборот, а также в подкормку в процессе вегетации опрыскиванием ботвы в период бутонизации.

Сахарная свекла

Особенности применения магниевых удобрений под сахарную свеклу:

  1. При определении доз магниевых удобрений исходят из количества магния, необходимого для формирования планируемого урожая, и потерь в связи с миграцией по профилю почвы.
  2. Лучшей формой под сахарную свеклу является доломит. Из минеральных магнийсодержащих удобрений предпочтительнее содержащие натрий, так как свекла является натриеволюбивой культурой.
  3. При слабой обеспеченности почв магнием магниевые удобрения повышают урожай сахарной свеклы и сахаристость корнеплодов.

Кукуруза

Кукуруза на силос при недостатке доступных форм хорошо отзывается на магний. Чаще это отмечается на легких почвах, несмотря на хорошо развитую корневую систему, способную потреблять магний из подпахотных слоев.

На легких супесчаных почвах под кукурузу более эффективны магнийсодержащие углекислые известковые удобрения по сравнению с чистой известью.

Кукуруза на силос является ценной кормовой культурой, поэтому качество зеленой массы имеет не меньшее значение, чем величина урожая. Систематическое применение удобрений ухудшает катионный состав зеленой массы, что сказывается на качестве кормов, их питательной ценности, усвояемости животными. Помимо обычных приемов внесения магниевых удобрений, положительный эффект дает опрыскивание листьев кукурузы 2%-м раствором сульфата магния.

Сеяные травы, сенокосы и пастбища

В результате интенсификации технологий возделывания сеяных трав, естественных луговых сенокосов и пастбищных угодий возникла необходимость использования магниевых удобрений на этих угодьях. При удобрении многолетних трав создать сбалансированное содержание питательных элементов в зелёной массе. Так, пониженное содержание магния в кормах приводит к заболеванию животных пастбищной тетанией из-за задержки процессов метаболизма минерального азота в органические формы. Большие дозы калийных удобрений усугубляют этот процесс, препятствуя поступлению магния в растения за счет антагонизма ионов.

[INSERT_ELEMENTOR id="4611"]

Литература

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.