Калийные удобрения
Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур, особенно потребляющих большое количество калия, наряду с азотными и фосфорными удобрениями важная роль принадлежит минеральным калийным удобрениям. Наиболее эффективно их применение на почвах легкого механического состава и торфянистых почвах с низким содержанием калия.
Для производства калийных удобрений используют природные месторождения калийных солей. Крупнейшие месторождения хлористых калийных солей: Соликамское и Белорусское — представлены карналлитом КС1 'MgCi2 -6H20 и сильвинитом nKCl + mNaCl. Прикарпатское месторождение (западная часть Украины) — представлено преимущественно серно-кислыми солями — шенитом K2S04x xMgS04-6H20, лангбейнитом K2S04 «2MgS04 и каинитом КС1 -MgS04 -3H20.
В ассортименте выпускаемых в нашей стране калийных удобрений преобладают высококонцентрированные формы — хлористый калий (свыше 80% валового производства калийных удобрений) и 40%-ная калийная соль (4%). Сульфат калия производится в ограниченных количествах. Кроме того, выпускаются магнийсодержащие калийные удобрения — калимагнезия и хлоркалий-электролит. Часть калия (15%) производится в виде комплексных туков. В качестве калийных удобрений в сельском хозяйстве используются также в ограниченных масштабах сырые калийные соли, цементная пыль и нефелиновые хвосты.
Сырые калийные соли, получаемые размолом природных калийных солей, характеризуются низким содержанием калия и большим количеством примесей, что значительно увеличивает расходы на транспортировку и внесение. Поэтому применять сырые калийные соли целесообразно лишь вблизи месторождений калийных руд. Из сырых калийных солей наиболее распространены сильвинит и каинит. Они содержат большое количество хлора (в сильвините более 4 кг хлора на 1 кг К20), что также ограничивает их применение. Особенно чувствительны к избытку хлора табак, цитрусовые, виноград, лен, конопля, гречиха, картофель.
Сильвинит — nKCl-1-mNaCl — содержит не менее 22% КС1 и 67—72% NaCl, K20 — не менее 14%. Выпускается в грубом размоле (размер кристаллов 1—5 мм и более). По внешнему виду представляет смесь крупных кристаллов белого, розового, бурого и синего цветов. Обладает незначительной гигроскопичностью, но при хранении во влажном помещении отсыревает, а при подсушивании слеживается.
Сильвинит вносят в основное удобрение с осени под зяблевую вспашку. При этом значительная часть хлора вымывается в нижние слои почвы, а калий поглощается почвой.
Содержание большого количества натрия в сильвините (2,5 кг Na20 на 1 кг К20) полезно для свеклы, кормовых и столовых корнеплодов, некоторых овощных культур.
Каинит — КС1 –MgSO4, -ЗН20 с большой примесью NaCl; содержит не менее 10% К20, 6—7% MgO, 32—35% С1 и 22—25% Na20, 15—17% S04. Получается при размоле каинитовой или каинито-лангбейнитовой породы. Так же, как и сильвинит, применяется в качестве основного удобрения. Благодаря примеси MgS04 и NaCl внесение каинита под сахарную свеклу и другие корнеплоды, капусту, клевер дает хорошие результаты, особенно на легких почвах.
Промышленные калийные удобрения
Хлористый калий — КС1 — содержит от 40,1 до 45,5%, 30% NaCl, 2—3% MgCl2, 16% Na20 и 0,2% MgO. Получается из сильвинита путем разделения КCl и NaCl, которое основано на различной растворимости этих солей с повышением температуры (метод перекристаллизации). В результате получают мелкокристаллический КС1, который при хранении сильно слеживается. Грануляция продукта улучшает физические свойства удобрения.
В настоящее время внедряют флотационный способ получения хлористого калия из сильвинита, позволяющий улучшить физические свойства удобрения. По методу флотации для отделения в сильвините КCl от NaCl добавляют поверхностно-активные вещества (амины), которые адсорбируются только на поверхности зерен КCl, и при интенсивной продувке кристаллы его всплывают, а кристаллы NaCl — оседают. Флотационный хлористый калий имеет более крупные естественные кристаллы розового цвета. Реагенты, удержанные поверхностью кристаллов КCl, резко уменьшают гигроскопичность и слеживаемость удобрения.
Хлористый калий — основное калийное удобрение. Он содержит в 4—5 раз меньше хлора, чем сильвинит, и может применяться под все культуры и на любых почвах.
40%-ная калийная соль получается механическим смешиванием хлористого калия с тонкоразмолотым сильвинитом или каинитом. По составу и свойствам занимает промежуточное положение между сильвинитом и хлористым калием. Содержание К20 не менее 40%. Содержание хлора и натрия в ней больше, чем в хлористом калии, но меньше, чем в сильвините. Калийная соль наиболее эффективна для сахарной свеклы и кормовых корнеплодов, которые положительно реагируют на натрий и малочувствительны к хлору. Для культур, чувствительных к избытку хлора, она менее пригодна, чем хлористый калий. Вносится калийная соль в качестве основного удобрения с глубокой заделкой под плуг, лучше с осени под зябь.
Сульфат калия (сернокислый калий) — K2S04— содержит не менее 46% К20, влаги не более 2%. По внешнему виду — мелкокристаллическая соль сероватого цвета, растворимая в воде. Получается путем выделения K2S04 из природных сульфатных калийных солей (лангбейнитовой породы Прикарпатского месторождения).
Сульфат калия имеет хорошие физические свойства, негигроскопичен, не слеживается. Может применяться на любых почвах и под все культуры, но особенно пригоден для культур, чувствительных к хлору (табак, виноград, цитрусовые, лен, картофель и др.).
Производство сульфата калия обходится дорого, поэтому он занимает незначительный удельный вес среди калийных удобрений.
Калимагнезия — K2S04 -MgS04 -6H20 — содержит 28— 30% К20 и 8—10% MgO. Получается в небольших количествах из природных сульфатных калийных солей Прикарпатского месторождения путем их перекристаллизации.
Калимагнезия — хорошее удобрение для культур, чувствительных к хлору и потребляющих наряду с калием много магния (картофель, лен, клевер), особенно на бедных калием и магнием песчаных и супесчаных почвах.
Хлоркалий-электролит — продукт, получаемый при производстве магния из Соликамского карналлита, содержит от 32 до 45% К20, в форме КО, кроме того, около 30% NaCl и 2—3% MgCl2, 16% NaaO и 0,2% MgO. В качестве основного удобрения может применяться при внесении с осени под все культуры.
Применение калийных удобрений
Все калийные удобрения хорошо растворимы в воде. При внесении в почву они быстро растворяются и вступают во взаимодействие с почвенным поглощающим комплексом:
(ППК)2Cа + 2КС1 ↔ (ППК)2КCa + СаС12;
(ППК)Hal+4КС1 ↔ (ППК)4K+А1С1з + НС1
Калий и другие катионы (Na+, Mg2 + ), входящие в состав калийных удобрений, поглощаются коллоидной частью почвы, а хлор остается в почвенном растворе и поэтому легко вымывается. В результате перехода калия в поглощенное состояние снижается его подвижность в почве и предотвращается вымывание, за исключением песчаных и супесчаных почв с малой емкостью поглощения. Обменно поглощенный почвой калий удобрения хорошо доступен растениям. Коэффициент использования калия из минеральных удобрений 60—70%.
Па почвах среднего и тяжелого механического состава калийные удобрения необходимо вносить с осени под зяблевую вспашку. При этом они размещаются в более влажном слое почвы, где развивается основная масса деятельных корней, и поэтому калий лучше усваивается растениями.
На легких почвах, особенно в районах с большим количеством осадков, где возможно вымывание калия, калийные удобрения целесообразно вносить весной под культиватор.
Все калийные удобрения — физиологические кислые соли, но физиологическая кислотность у них меньше, чем у аммонийных удобрений, и проявляется она в более заметных размерах только при длительном применении их под культуры, потребляющие большое количество калия,— подсолнечник, гречиху, корнеплоды, картофель, овощи. Катионы К+ и Na+, содержащиеся в калийных удобрениях, поглощаясь почвой, вытесняют из нее эквивалентное количество катионов Са2+ или Н+ и А13+ (на кислых почвах). Вытеснение ионов Н+ и А13+ из почвы приводит к подкислению почвенного раствора и увеличению содержания в нем алюминия.
В более резкой форме подкисление наблюдается только при систематическом внесении высоких норм калийных удобрений, особенно низкопроцентных калийных солей, на почвах, не насыщенных основаниями.
Для предотвращения отрицательного влияния калийных удобрений на эти почвы необходимо проводить известкование и внесение содержащих кальций азотных и фосфорных удобрений. На почвах, насыщенных основаниями (черноземах и сероземах), отрицательного действия калийных удобрений на физические свойства и реакцию почвы не наблюдается.
Наиболее эффективны калийные удобрения на легких песчаных и супесчаных, а также на торфянистых и пойменных почвах. На этих бедных калием почвах все сельскохозяйственные культуры сильно отзываются на внесение калийных удобрений. На торфяниках, которые содержат достаточно азота, а часто и фосфора, внесение одних калийных удобрений (без азотных и фосфорных) дает высокий эффект.
Важным условием эффективного применения калийных удобрений является хорошее обеспечение растений азотом и фосфором. На почвах, бедных азотом и фосфором, одни калийные удобрения не дают должного эффекта.
На дерново-подзолистых, суглинистых и глинистых почвах, содержащих значительное количество калия, потребность всех культур в калийных удобрениях проявляется обычно только при одновременном внесении азотных и фосфорных удобрений. На черноземных почвах, еще лучше обеспеченных калием, применение калийных удобрений (обязательно в сочетании с азотными и фосфорными) необходимо только под культуры, потребляющие много калия,— сахарную свеклу, кукурузу, подсолнечник, картофель и овощи, а на каштановых почвах и сероземах — только при орошении.
На солонцах, обычно богатых подвижным калием, калийные удобрения эффекта не дают, а внесение их способствует дальнейшему засолению этих почв.
При систематическом применении азотных и фосфорных удобрений эффективность калийных удобрений повышается и потребность в них с годами возрастает. С увеличением применения навоза, содержащего относительно много калия, на всех типах почв потребность в калийных удобрениях, наоборот,' уменьшается.