Магниевые удобрения

Магниевые удобрения — минеральные удобрения, обеспечивающие потребность сельскохозяйственных культур в магнии.

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, зелёной 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.

Содержание в почве и доступность магния

Недостаток магния наблюдается на многих почвах, в первую очередь на делювиальных песчаных, сильно вымываемых, кислых почвах верховых болот, а также на почвах после известкования в связи с антагонизмом кальция и магния. Недостаток магниевого питания при оптимальном содержании в почве может быть обусловлен антагонизмом с ионами водорода, калия, аммония, кальция и марганца (Bergman, 1983).

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.

Сырьё 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:

Известкование почв магнийсодержащими известковыми удобрениями. При этом одновременно достигается обеспечение питания всех культур севооборота магнием и кальцием и устраняется избыточная кислотность почвы.
Применение магниевых минеральных удобрений под культуры севооборота с учётом их биологических потребностей.
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:

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;
растворимые в воде — сырые соли и продукты их переработки — эпсомит, каинит, карналлит;
растворимые в лимонной кислоте и доступные растениям — 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% CaO; 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 лёгких 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.

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

Карбонат магния, или магнезит, (MgCO₃) содержит 45% MgO — самое концентрированное магниевое удобрение. Представляет собой природный минерал и обожжённый 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.

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

Основные магниевые удобрения

В России 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.

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 путём 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 соли 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 на 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% Cl, и хлор-калий-электролит, содержащий 39-42% K₂O, 4% — MgO, 50% — Cl. 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 (Ca₃(PO₄)₂ + MgSO₄⋅SiO₃). Получают сплавлением природных фосфатов и магниевое сырьё (дунит, кизерит, серпентинит, оливинит) при температуре 1350-140 °C с последующим быстрым охлаждением плава водой. Представляет собой стекловидные прозрачные гранулы разной формы и размера. Цвет гранул варьирует от ярко-зелёного до чёрного в зависимости от исходного сырья.

Плавленый магниевый фосфат содержит 19-21% доступного лимоннорастворимого P₂O₅ 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) (MgNH₄PO₄⋅nH₂O) — концентрированное удобрение, содержащее фосфор, азот и магний. Производят из фосфорной кислоты, аммиака и гидроксида магния или хлорида, сульфата, карбоната магния. Магний-аммонийфосфат может быть в виде кристаллогидрата, содержащего одну (MgNH₄PO₄⋅H₂O) или шесть (MgNH₄PO₄⋅6H₂O) 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 магний-аммонийфосфате плохо растворим в воде, что уменьшает его вымывание на лёгких почвах и не повышает осмотическое давление почвенного раствора. В одноводном магний-аммонийфосфате содержится 45,7% P₂O₅, 10,9% N и 25,9% MgO.

Фосфор в магний-аммонийфосфате содержится в лимонно-растворимой форме, поэтому это удобрение вносят в виде порошка. При применении в дозе 45-60 кг P₂O₅/га с ним вносится количество магния, способное обеспечить потребность всех культур на песчаных и супесчаных оподзоленных почвах. Магний-аммонийфосфат 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.

Магний в органических удобрениях

Источником пополнения обменных форм магния являются органические удобрения. Систематическое внесение увеличивает накопление поглощённого 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.

Дозы магниевых удобрений

Для определения потребности отдельного хозяйства в магниевых удобрениях, так же как и для других элементов, проводят балансовые расчёты с учётом 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 напряжённости магниевого баланса, прежде всего на лёгких дерново-подзолистых и торфяно-болотных почвах, в результате выноса и вымывания.

На почвах лёгкого 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.

Эффективность магниевых удобрений

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

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

Потребность растений в магнии зависит от культуры и величины урожая. 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.

Достаточное калиевого питание растений повышает содержание магния в семенах и плодах; высокие дозы калийных удобрений, напротив, подавляют этот процесс. При широком соотношении калия и магния увеличивается проявление хлорозов, даже если магния достаточно в почве. Аналогичное действие проявляют высокие дозы аммония.

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