Мінеральні добрива

Азотні добрива. Азот входить до складу найважливіших рослинних сполук, що відіграють провідну роль у всіх процесах життєдіяльності. . Він міститься в білках, нуклеїнових кислотах, фосфатидах, пептонах, поліпептидах, амінокислотах, хлорофілі, ферментах, токсинах, антитоксинах, вітамінах та ін. Нестача азоту призводить до зниження вмісту в рослині сполук, які містять азот, і в результаті — до порушення нормального перебігу життєвих процесів. Особливо сильно нестача азоту позначається на рості рослин. В результаті підсилення азотного живлення рослини розвивають міцну вегетативну масу, в них збільшується вміст білка, спостерігається загальне зростання урожайності. Регулюючи азотне живлення рослин, можна не тільки впливати на абсолютну величину врожаю, а й на його якість та структуру. Так, під час посиленого живлення рослин азотом збільшується кількість зеленої маси (наприклад, при вирощуванні силосних культур) і білка (наприклад, у зерні пшениці). Навпаки, при зниженні азотного живлення зменшується вміст азотних речовин у рослинах (наприклад, високий вміст азотних речовин в цукровому буряку знижує його якість).

Азотне живлення рослин регулюють переважно застосуванням різних мінеральних азотних добрив. Азотні добрива за своїм складом і агрономічними властивостями дуже неоднорідні. Найчастіше використовують, тверді азотні добрива, рідше — рідкі (аміачна вода, аміакати). Проте дуже перспективним і економічно вигідним добривом є рідкий аміак. За формою азотні мінеральні добрива поділяють на нітратні (в яких азот знаходиться у формі NO₃^-), аміачні (з азотом у формі NH₄⁺), аміачно-нітратні (азот як у формі NO₃^-, так і NH ₄⁺)та амідні добрива (форма азоту NH₂^-).

Аміакати — це розчини різних азотних добрив (аміачної, кальцієвої селітр або сечовини) в аміаку. При цьому досягається збільшення вмісту азоту до 35 % і більше. Проте аміакати сильно роз'їдають метали, тому зберігають їх в особливих цистернах з алюмінію, нержавіючої сталі або із спеціальними покриттями. Це утруднює транспортування їх і внесення в грунт.

В рідкому аміаку, аміачній воді і аміакатах міститься вільний аміак, який може легко втрачатися, тому ці добрива треба вносити у вологий грунт на глибину 10—12 см. Зменшення глибини загортання або поверхневе їх внесення призводять до значних втрат азоту.

Фосфорні добрива. Загальний вміст фосфору (Р₂О₅) в рослинах змінюється в межах 0,2 — 1,5 %. Фосфор у рослинах входить до складу молекул складних білків (нуклеопротеїдів), нуклеїнових кислот, фосфатидів, фітину, ферментів та ін. В рослинах фосфор зумовлює нормальний перебіг багатьох найважливіших процесів. При нестачі його порушується синтез вуглеводів (наприклад, знижується крохмалистість бульб картоплі, цукристість цукрових буряків тощо), уповільнюється розвиток рослин (дозрівання їх, розвиток кореневої системи), утворення репродуктивних органів, знижується зимостійкість озимих культур, погіршується якість урожаю та ін. Валовий вміст фосфору в ґрунтах змінюється в межах 0,1 — 0,25 %, проте значна частина його міститься у важкорозчинних сполуках, тому рослини часто відчувають нестачу його, яка поповнюється внесенням добрив.

Як фосфорні добрива застосовують різні сполуки — одно-, дво- і тризаміщені кальцієві солі ортофосфорної кислоти (Са(Н₂РО₄)₂, СаНРО₄ та Са₃(РО₄)₂). Із збільшенням ступеня заміщеності розчинність цих солей зменшується, зберігаючись, проте, в достатньо високих межах при дії на них кислих розчинників. Тому особливості застосування різних фосфорних добрив багато в чому залежать від форми фосфату, розчинності його, а отже, і міри доступності рослинам фосфору. Наприклад, доступність фосфору суперфосфату, в якому він міститься у формі Са(Н₂РО₄)₂, значно вища, ніж доступність фосфору фосфоритного борошна— Са₃(РО₄)₂. Проте на кислому фоні, де досить рухливі навіть важкорозчинні фосфати, фосфоритне борошно в середньому не менш ефективне, ніж суперфосфат.

Доступність фосфору різних за ступенем розчинності фосфатів багато в чому залежить також від біологічних особливостей самих рослин (табл. 2.1).

Таблиця 2.1 Відносна ефективність різних фосфатів при внесенні їх під різні культури

Калійні добрива. Середній вміст калію в рослинах (з розрахунку на К₂О) змінюється в межах 0,5 — 2 %. Особливо багато калію в молодих частинках рослин. Тут ця кількість може досягати 50 % загального вмісту зольних елементів. Проте в рослинах калій не утворює тривких органічних сполук і в значній частині перебуває в клітинному соці в рухливому вигляді. Валовий вміст калію в ґрунтах звичайно змінюється в межах 1 — 2 %, проте доступного рослинам калію значно менше.

Як калійні добрива використовують різні хімічні сполуки, які містять переважно хлорид або сульфат калію. Нерідко ці сполуки містять значну кількість баласту у вигляді NaCl, Na₂SO₄ та залишків сильних кислот. Це призводить до того, що при внесенні цих добрив в кислі, не насичені основами ґрунти активна кислотність ґрунтів сильно зростає. Небажаним компонентом калійних добрив є хлор. Хлор негативно впливає на деякі рослини. Так, при високому вмісті в ґрунті хлору знижується цукристість винограду і пригнічується розвиток його, погіршується якість тютюну. Чутливі до хлору льон, картопля, гречка, конюшина, ягідні рослини, коноплі і деякі інші культури. Щоб запобігти негативній дії на рослини хлору, калійні добрива, як правило, вносять у грунт восени під зяблеву оранку або рано навесні, до розмерзання ґрунту. В цьому разі в осінній і весняний періоди інтенсивного зволоження ґрунту хлор з нього вимиватиметься, оскільки він, як аніон, ґрунтовими колоїдами не вбирається. При внесенні калійних добрив під культури, які дуже страждають від наявності хлору, перевагу слід надавати сульфатам або тим добривам, в яких вміст хлору найменший. Останні доцільно використовувати і для підживлення. Раціональний вибір добрива дає можливість істотно підвищити урожайність і поліпшити якість продукції.

Мікродобрива. Мікродобрива містять мікроелементи, тобто ті елементи, які потрібні рослинам в малих кількостях (десятки грамів на гектар). До таких елементів належать бор, марганець, мідь, молібден, кобальт, цинк, залізо та ряд інших. Тепер як мікродобрива застосовують найрізноманітніші речовини.

Складні й змішані добрива. Складними називають добрива, які містять кілька (2—3 і більше) елементів живлення рослин. Нерідко їх, в свою чергу, поділяють на три групи: власне складні добрива, комбіновані (або комплексні) і змішані добрива. До складних належать добрива, в яких елементи сполучаються хімічним способом: калійна селітра — KNO₃, амофос — NH₄H₂PO₄, діамофос — (NH₄)₂HPO₄. Комбінованими називають добрива, елементи яких сполучаються не тільки хімічним, а й фізичним способом (наприклад, сплавлюванням): амонізований суперфосфат (NH₄H₂PO₄ + CaSO₄), який дістають насиченням простого суперфосфату аміаком. Важливими представниками цієї групи є нітрофоски, які містять азот, фосфор і калій. Нітрофоски дістають сплавлюванням і дальшою обробкою суміші різних компонентів, (наприклад, сплавлюванням фосфориту, азотної кислоти, хлориду калію та ін.). Змішаними добривами називають суміші деяких простих добрив. Ці суміші готують як безпосередньо в господарствах, так і на хімічних підприємствах. Останній спосіб економічно вигідніший. Характерною особливістю змішаних добрив є те, що в них повністю зберігаються баласти простих добрив, які використовувались для виготовлення суміші. Виготовляти суміші можна тільки з деяких добрив. Іноді при змішуванні добрив утворюються токсичні для рослин сполуки (наприклад, СаС1₂) або знижується доступність потрібного рослині елемента(наприклад, при змішуванні суперфосфату з вапном рухливість фосфору значно зменшується), або погіршується фізичний стан добрив (наприклад, при змішуванні селітр утворюється не-сипка маса, яку важко вносити в грунт). Тому при змішуванні враховують правила змішування. Складні добрива класифікують також за їхнім складом на калійно-азотні (наприклад, KNO₃), азотно-фосфорні (амофос, діамофос, амонізований суперфосфат) та ін. Крім того, є складні добрива, до яких входять як макро-, так і мікроелементи. Прикладом таких добрив є марганізований суперфосфат, марганізована аміачна селітра, молібденовий суперфосфат та ін.

Усі складні добрива містять елементи живлення в легкозасвоюваній рослинами формі.

Цінним місцевим складним добривом є зола. В ній містяться до 5 — 7 % Р₂О₅ до 10—13 % К₂О, до 40 % і більше СаО, а також мікроелементи (табл. 2.2.).

Таблиця 2.2 Середній вміст фосфору, калію і кальцію в золі деяких рослин, %

2.2 Органічні добрива

Органічні добрива — це різні за складом і властивостями речовини рослинного і тваринного походження, які вносять у грунт для підвищення родючості його І вирощування більших і стійких урожаїв. Однією з важливих особливостей більшості органічних добрив є те, що вони істотно поліпшують властивості ґрунту: структуру, реакцію та ін. Основними органічними добривами є: гній, гноївка, пташиний послід, торф, компости, зелене добриво. Використовують також фекальні маси, ставковий мул, міське сміття тощо.

Гній. Гній — основне органічне добриво, одне з найдавніших добрив, яке використовувала людина. Гній — це тверді й рідкі екскременти тварин, змішані з підстилкою. Звідси очевидно, що склад гною залежить від виду тварин, якості і кількості підстилки, способу і строку зберігання, які визначають ступінь розкладання гною (табл. 2.3).

Таблиця 2.3 Зміна складу гною при зберіганні, %

Як видно з таблиці, у гною міститься багато основних елементів живлення рослин. Середній вміст їх у гною можна прийняти таким: N — 0,5%; Р₂О₅ — 0,2; К₂О — 0,6%. Крім того, гній містить значну кількість мікроелементів, тому гній називають повним добривом.

Найкращим за складом і ефективністю є гній на торф'яній підстилці, оскільки торф добре вбирає елементи живлення (особливо азот) і сам має певну удобрювальну цінність. При зберіганні гною склад його істотно змінюється: кількість органічної речовини зменшується (внаслідок мінералізації мікроорганізмами) і, як наслідок, відбувається відносне збагачення маси азотом, фосфором, калієм та іншими елементами. Проте одночасно відбувається втрата аміачного азоту. Більш багатим на поживні речовини є кінський та овечий гній. Однак він характеризується відносно малою вологістю і тому широко використовується як біопаливо в парниках. Цей гній інтенсивно розкладається мікроорганізмами, в результаті чого він розігрівається до 60 — 70°. Вологий гній великої рогатої худоби і свиней у зв'язку з поганою аерацією розігрівається значно повільніше і слабше, тому цей гній називають холодним, а овечий і кінський — гарячим.

Ефективність гною як добрива залежить від грунтово-кліматичної зони, в якій його використовують. Так надбавки від внесення 30 т/га гною в різних зонах були такі (табл. 2.4.).

Таблиця 2.4 Середні надбавки урожаю (в розрахунку на зерно) від внесення гною

З таблиці видно, що ефективність гною у напрямку з півночі на південь (південний схід) зменшується, що пояснюється зменшенням в цьому ж напрямку кількості опадів і збільшенням сухості ґрунтів. Слід зазначити, що на зрошуваних ділянках півдня і південного сходу гній зберігає високу ефективність. Разом з тим видно, що в цілому у всіх зонах внесення гною дає значні надбавки врожаю. Високі надбавки врожаю від внесення гною пояснюються тим, що гній є джерелом поживних речовин, які поступово використовуються рослинами; з гноєм у грунт вноситься багато мікроорганізмів, гній є добрим субстратом для розмноження їх. В результаті внесення в грунт гною значно інтенсифікується в ньому діяльність мікроорганізмів, що, в свою чергу, поліпшує поживний режим ґрунту. Інтенсифікація мікробіологічної діяльності сприяє посиленому утворенню в ґрунті СО₂, який, виділяючись з ґрунту, використовується рослинами в процесі фотосинтезу; гній істотно поліпшує фізичні і хімічні властивості ґрунтів.

Гній вносять у грунт, як правило, восени, під зяблеву оранку. Тільки на піщаних ґрунтах у районах достатнього зволоження, щоб запобігти вимиванню елементів живлення, гній вносять навесні. Гній у сівозміні вносять у паровому полі. Восени найкраще вносити напівперепрілий гній.

Гноївка — концентроване швидкодіюче нітратне добриво. Швидкість дії гноївки пояснюється тим, що всі елементи живлення в ній знаходяться у вигляді легкорозчинних сполук. Залежно від характеру зберігання, можливості надходження у гноївкозбірник води, виду худоби та інших факторів, склад гноївки буває різний. Середній вміст у ній азоту 0,22%, К₂О — 0,46, Р₂О₅ — 0,01 % і менше. Тому, щоб поліпшити поживну якість гноївки, до неї перед внесенням у грунт добавляють суперфосфат з розрахунку 2 кг Р₂О₅ на одну тонну гноївки. У зв'язку з тим що азот міститься в гноївці переважно у вигляді нестійких сполук (сечовини та ін.), при зберіганні її у відкритих гноївкозбірниках він швидко втрачається, виділяючись у вигляді аміаку. Так, в одному з дослідів за два місяці відкритого зберігання гноївка втратила 53 % азоту, а в закритому гноївкозбірнику — 39%. У зв'язку з цим важливим заходом при зберіганні гноївки є змішування її з вологоємними речовинами, які добре поглинають азот, особливо з торфом. Так, гноївка, змішана з торфом, втратила лише 19 — 25 % азоту.

Найчастіше гноївкою підживлюють просапні й овочеві культури. Концентровану гноївку перед внесенням у грунт розбавляють у 2 — 4 рази. Зернові культури підживлюють з розрахунку 3 — 5 т/га, овочеві — 5 — 10 т/га. Гноївку можна вносити і під зяблеву оранку восени. У цьому випадку дозу її збільшують до 15 — 20 т/га, а під овочеві ще більше. При цьому гноївку відразу загортають в грунт. Одним з кращих способів використання гноївки є змішування її з торфом, гноєм та іншими органічними добривами. Застосування гноївки збільшує урожайність культурних рослин на 30 % і більше.

Пташиний послід. Пташиний послід є повним швидкодіючим добривом. Склад пташиного посліду і кількість його залежать від виду птиці.

Найкращим добривом є курячий і голубиний послід. На птахівничих фермах, де птицю годують концентрованими кормами, вміст поживних речовин у посліді значно зростає (азоту — 6 %, фосфору — 4, калію — 2,6 %.

У грунт пташиний послід вносять як підживлення в рядки, борозни, ямки. При цьому використовують як сухий послід, так і його розчин. Для виготовлення рідкого посліду ("настою") за добу його змішують з водою у співвідношенні 1 : 3 або 1 : 4. Суміш періодично збовтують. Перед внесенням в грунт її ще раз розбавляють у 2 — 3 рази. Використовуючи послід для підживлень, дози внесення його змінюють у межах 5 — 8 ц/га, або по 20 — 30 г в ямку. Послід можна вносити і восени з розрахунку 10 — 12 ц/га. Особливо доцільно вносити послід під овочеві, плодово-ягідні культури, картоплю, коренеплоди. Проте значні надбавки від внесення пташиного посліду дають і зернові культури. Так, у колгоспах Вінницької області від внесення 5 - 6 ц/га посліду у підживлення урожайність озимої пшениці підвищилась до 26 - 28 ц/га. В середньому при підживленні озимих 1 ц посліду дає надбавку в 1 ц зерна.

З пташиним послідом пов'язане одне з цінних добрив — гуано, що є природним продуктом розкладу пташиного посліду в місцях пташиних базарів в умовах сухого клімату. Гуано містить до 9 % азоту, 13 % Р₂О₅ та інші елементи. З кінця минулого століття гуано інтенсивно добувають.

Торф — це суміш рослинних решток і продуктів їх розкладання, яка утворилась в умовах надмірного зволоження і анаеробіозису. Торф є типовим утворенням боліт. Болота поділяють на верхові, перехідні і низинні, які відрізняються характером водопостачання, притоком в них мінеральних сполук і рослинністю. Найбільш інтенсивним надходженням мінеральних сполук характеризуються низинні болота, що в основному живляться ґрунтовими водами, найменшим — верхові. В результаті торф різних боліт характеризується різним складом і властивостями.

Найбільше зольних елементів містить торф низинних боліт. Торф верхових боліт має високу вологоємність, тому він є цінним матеріалом для використання на підстилку для худоби. Торф, який використовують на удобрення, не повинен бути кислим. Кислі торфи (з рН менше 5) нейтралізують добавками вапна, золи або аміачної води. Взагалі важливим заходом збільшення ефективності торфу як добрива є компостування його. Перед внесенням торфу в грунт його слід просушувати для видалення надлишку вологи, прискорення аеробного розкладу, і, що особливо важливо, для окислення закисних сполук, які містяться в ньому і є для рослин токсичними. Як правило, торф у грунт вносять восени під зяблеву оранку. Середня доза внесення торфу в грунт 60 — 80 т/га. Основним полем для внесення його є пар. Проте торф вносять під найрізноманітніші рослини, особливо просапні. Його ефективність значно нижча за ефективність гною (табл. 2.5.).

Торф у сільському господарстві використовують також для виготовлення торфоперегнійних горщечків і мульчування ґрунту.

Таблиця 2.5 Порівняльна ефективність торфу і гною при внесенні під картоплю

Компост — це добрива, які утворюються в результаті змішування і наступного розкладання різних органічних речовин, нерідко з добавкою мінерального компонента. Можна виділяти три групи компостів: компости на основі гною, компости на основі торфу і збірні компости. Із компостів, що виготовляються з добавками гною, найбільш поширеними є компости з фосфоритним борошном і суперфосфатом. Компостування гною с фосфоритним борошном і суперфосфатом підвищує швидкість розкладання органічної речовини гною, збільшує вміст рухомого фосфору, що особливо важливо при добавлянні фосфоритного борошна, знижує втрати азоту внаслідок переходу нестійких сполук гною, що містять азот, у більш стійкі форми. В результаті такі компости виявляються більш ефективними, ніж застосування простих сумішей гною з цими добривами (табл. 2.6.).

Для виготовлення компосту фосфоритне борошно добавляють до гною в міру укладання його у гноєсховище або штабель в кількості 1—2 % від маси гною. Перед ущільненням суміш ретельно перемішують. Компост дозріває 2—4 місяці. У грунт його вносять так, як і гній.

Таблиця 2.6 Ефективність компостів гною і фосфорних добрив

Дуже поширені компости, які виготовляють на основі торфу. Виготовляти компости можна з усіх видів торфу. Для компостування торф укладають в бурти, перемішуючи з компонентами на рівному майданчику.

Використовуючи для компосту гній, торф і гній укладають по черзі шарами товщиною 20 — 40 см. При компостуванні з гноївкою і фекальними масами в штабелях торфу роблять коритоподібне заглиблення, в яке і заливають рідку частину компосту. Після вбирання рідини торфом заглиблення закривають свіжим торфом. В процесі компостування (особливо торфогнойових компостів) суміш перемішують, а при потребі зволожують. Перемішування компосту прискорює перебіг у ньому мікробіологічних процесів, розігрівання і розкладання органічних речовин. Крім того, в торфофекальних компостах при підвищенні температури гинуть яйця глистів і збудників хвороб. Торфогноївкові й торфофекальні компости є досить ефективними добривами. Наприклад, застосування торфофекального компосту в одному з дослідів дало змогу підвищити урожайність картоплі з 133 до 213 ц/га. Велике значення мають також торфомінерально-аміачні компости (добрива ТМАД). Ефективність ТМАД звичайно вища за ефективність їх компонентів, що вносяться разом у вигляді простої суміші. Надбавки врожаю від застосування ТМАД становлять: зерна 4 — 5,2 ц/га, картоплі 30 — 130, капусти 150 — 166,8 ц/га.

Збірні (змішані) компости готують з найрізноманітніших сільськогосподарських, промислових і побутових відходів. Компостують солому, міське сміття, невикористане бадилля рослин, листя тощо. Матеріал складають купами, перемішують, а в процесі компостування зволожують і через 1 — 2 місяці знову перемішують. Компостування залежно від складу і режиму закінчується через 3 — 12 місяців, коли маса стає однорідною і набуває темного забарвлення. Компости вносять у грунт так, як і гній. Важливим моментом у застосуванні всіх компостів є те, що вони мають тривалу післядію.

Бактеріальні добрива

Бактеріальні добрива — це препарати різних мікроорганізмів, які живуть в ґрунті і поліпшують постачання рослин поживними елементами. Основними видами бактеріальних добрив є: нітрагін, азотобактерин, фосфобактерин, АМБ. Використовують також препарати силікатних бактерій.

Нітрагін. Нітрагін — це добриво, яке містить культуру бульбочкових бактерій, тому застосовують його тільки під бобові культури. В зв'язку з тим що на різних бобових рослинах поселяються різні раси (групи) бульбочкових бактерій, випускається нітрагін, призначений для різних бобових рослин. Ефективність нітрагіну залежить від ґрунтових умов. Бульбочкові бактерії на кислих ґрунтах пригнічуються і в деяких випадках гинуть. Тому на таких ґрунтах ефективність нітрагіну залежатиме від заходів зниження кислотності ґрунтів. При цьому важливе значення має забезпечення рослин фосфором і калієм, оскільки при нестачі їх бобові культури мають малу азотфіксуючу діяльність і навіть можуть поглинати азот ґрунту. В цілому ефективність застосування нітрагіну дуже висока (табл. 2.7.).

Під дією нітрагіну збільшується не тільки врожайність, а й вміст у рослинах, зокрема в їх кореневих системах, азоту.

Таблиця 2.7 Ефективність застосування нітрагіну під різні культури (середні дані масових дослідів)

Важливою характеристикою нітрагіну є його висока надійність дії. Так, при внесенні під горох він дає позитивний результат у 95 % випадків, під люпин — у 97,4, під люцерну — у 100%.

Нітрагін випускають у пляшках або банках місткістю 0,5 л. Ця кількість розрахована для внесення на один гектар. Перед застосуванням добриво розводять у воді, після чого ним обробляють насіння. Для обробки 100 кг крупного насіння витрачають 1 л, а дрібного — 3 л води. Змочене насіння перемішують і після короткочасного просушування сіють. Обробляють насіння нітрагіном і просушують в затінку, оскільки сонячні промені убивають бактерії.

Азотобактерин (азотоген). Азотобактерин містить азотфіксуючу бактерію — азотобактер. Азотобактерин, як правило, застосовують під небобові рослини: зернові, технічні, овочеві. Використовують два види азотобактерину: перегнійно-грунтовий і агаровий, які відрізняються один від одного субстратом. Застосування азотобактерину підвищує урожайність на 10 — 20 % і більше. Так, при внесенні азотобактерину на плантаціях суниць урожайність збільшувалась на 50 — 60 %. Ефективність азотобактерину залежить від ґрунтових умов. Азотобактерин застосовують, вносячи разом з насінням і бульбами. Фосфоробактерин. Це препарат, який містить бактерії типу Bact, mesentericus, що мінералізують фосфоровмісні органічні сполуки та переводять фосфор у мінеральну, доступну рослинам форму. АМБ. Препарат АМБ є складним бактеріальним добривом, що містить мікроорганізми, які здійснюють нітрифікацію, розкладають клітковину, фіксують азот, збільшують рухомість фосфору і беруть участь в інших процесах, що відбуваються в ґрунті. Препарат силікатних бактерій. Препарат містить спороносні бактерії, що розкладають алюмосилікати і підвищують рухомість калію. Силікатні бактерії синтезують біологічно активні речовини, що сприяють росту і розвиткові рослин.