Практична робота № 1
Тема. Мінеральні добрива та еколого-агрономічні принципи їх використання
Мета: ознайомити студентів з різними видами найпоширеніших мінеральних добрив, з їх фізичними й хімічними властивостями, вмістом діючої речовини та з науковими основами й екологічними принципами їх використання.
Основні терміни
Добрива - основа підвищення урожайності культурних рослин та якості сільськогосподарської продукції. Їх доцільне використання покращує родючість ґрунтів, підтримує позитивний баланс біогенних елементів та гумусу. Правильне застосування їх дає змогу активно втручатися у кругообіг речовин на Землі
Мінеральні добрива (штучні) – спеціально вироблені на хімічних підприємства неорганічні речовини або природні поклади руд, переважно мінеральні солі, крім карбаміду.
Органічні добрива – містять поживні речовини у складі органічних сполук і є продуктами природного походження.
Органо-мінеральні добрива – суміші органічних і мінеральних добрив.
Елементи живлення – це елементи, необхідні для росту й розвитку рослин, які містяться в грунті й добривах.
Діюча речовина – визначає вміст у добривах основні елементи живлення.
Гігроскопічність – властивість поглинати вологу із визначеною інтенсивністю з навколишнього середовища за певної температури й вологості.
Злежуваність – властивість утворювати фазові контакти зчеплення між зернами мінеральних добрив та певних зовнішніх умов.
Теоретичні відомості
Добрива - це речовини, призначені для поліпшення мінерального живлення рослини і підвищення родючості грунту. Добрива містять:
- необхідні для рослин елементи живлення;
- посилюють мобілізацію поживних речовин із грунтових запасів;
- підвищують енергію життєвих процесів у грунті;
- поліпшують властивості грунту.
За походженням добрива поділяють на: мінеральні, органічні, органо-мінеральні.
За характером дії на рослини і грунт добрива поділяють на: добрива прямої дії, добрива непрямої (опосередкованої) дії.
Добрива прямої дії містять необхідні рослинам поживні елементи і здійснюють безпосередній позитивний вплив на живлення сільськогосподарських культур.
Добрива непрямої дії застосовують головним чином не для безпосереднього поліпшення умов живлення рослин яким-небудь елементом, а для покращення властивостей грунту, зміни реакції грунтового розчину і посилення процесу мобілізації запасів поживних елементів, що містяться в грунті, тобто вони опосередковано впливають на умови живлення рослин (вапнякові добрива, гіпс, бактеріальні препарати).
Залежно від походження, способу й місця видобутку добрива поділяють на добрива промислового і місцевого виробництва або господарські і заводські.
До промислових мінеральних добрив належать:
- продукти розмелювання руд – фосфоритне борошно, сирі калійні солі;
- продукти хімічної переробки руд – суперфосфат, преципітат, термофосфати тощо;
- продукти азотної промисловості – азотні та складні добрива;
- продукти з відходів металургійної промисловості – мартенівський фосфатшлак;
- продукти, які є відходами мікробіологічних лабораторій або спеціальних заводів із розмноження певних видів мікроорганізмів – бактеріальні препарати.
До місцевих добрив належать:
- добрива, які є відходами господарської діяльності – гній, гноївка, компости, зола та ін.;
- добрива, які одержують у господарстві в результаті агротехнічних заходів – зелене добриво;
- добрива, які добувають на території господарства або поряд з ним – торф, вапно, вапнякові туфи, болотний мул та ін.;
- побутові відходи міст і сіл – сміття;
- відходи харчової та переробної промисловості.
Добрива, до складу яких входять макроелементи (N, P, K, Ca, Mg, S), називаються макродобривами наприклад, фосфорні добрива, азотно-фосфорні добрива), мікроелементи (B, Fe, Mn, Cu, Mo, Zn), - мікродобривами (марганцеві добрива, бор-магнієве добриво та ін.). Добрива можуть складатися також одночасно з макро- та мікроелементів (наприклад суміш Mo-солі з фосфорно-калійним добривом).
До складу рослин у відносно незначних кількостях входять кремній, натрій, хлор та багато інших елементів. Їх вміст надзвичайно малий – від 10-6 до 10-8. Їх фізіологічна роль та екологічні функції для рослинних організмів вивчені недостатньо. Такі елементи називають ультрамікроелементами.
За вмістом поживної речовини мінеральні добрива поділяють на азотні, фосфорні, калійні, борні, марганцеві тощо.
Поживна речовина добрива - це та його частина, що використовується рослиною. Зокрема, в азотних добривах такою є азот, що засвоюється у вигляді МН4 або N03; у фосфорних - фосфор (Р205), у калійних - калій (К20).
Своєю чергою, мінеральні добрива поділяються на прості (містять один елемент живлення) і комплексні (містять два і більше елементів живлення). Добриво, що містить азот, фосфор і калій, називається повним.
Комплексні добрива поділяють на складні, складно-змішані (комбіновані) і змішані.
Складні добрива містять два або більше елементів живлення в одній молекулі хімічної солі, з якої складається добриво.
Складно-змішані, або комбіновані, добрива містять два або більше елементів живлення в одній гранулі добрива.
Змішані добрива – це механічна суміш простих добрив у певному співвідношенні.
За характером дії на рослини добрива бувають прямої, які вносять безпосередньо в грунт для забезпечення рослин потрібними елементами живлення, а також побічної, які вносять для поліпшення властивостей грунтів і мобілізації в них поживних речовин. В окрему групу виділяють бактеріальні добрива.
Добрива також поділяють за фізичним станом. Вони бувають тверді й рідкі. Тверді залежно від розміру часток поділяють на порошкоподібні й гранульовані. Гранульовані добрива мають форму зерен, гранул або кульок. Вони краще зберігаються, менше злежуються внаслідок меншої їх гігроскопічності.
Фізіологічна характеристика добрив пов’язана з живленням рослин і є результатом взаємодії добрив та рослин. Потрапляючи в грунт, добрива розчиняються в грунтовій волозі й дисоціюють на йони, які вибірково вбираються рослинами. Це призводить до тго, що йони, які вбираються рослинами в меншій кількості, нагромаджуються в грунтовому розчині, змінюючи його реакцію – він може підкислюватися або підлуговуватись.
За характером дії на ґрунт добрива поділяють на фізіологічно-кислі та фізіологічно-лужні. Добрива, які підлужують ґрунтовий розчин внаслідок використання з них поживної речовини у вигляді аніонів, називаються фізіологічно-лужними.
Добрива, які підкислюють ґрунтовий розчин внаслідок переважного використання рослинами їх поживних речовин у вигляді катіонів, нази-ваються фізіологічно-кислими.
Азотні мінеральні добрива виробляють з аміаку та азотної кислоти. До них належать:
а) фізіологічно-кислі (сульфат амонію, хлорид амонію, аміачна селітра);
б) фізіологічно-лужні (натрієва селітра, кальцієва селітра, аміачна вода).
Азотні добрива насамперед слід вносити під озимі зернові, льон, тютюн, кукурудзу та інші.
До особливо небезпечних і отруйних належать такі азотні добрива: безводний аміак, аміачна вода, сульфат амонію. Суміш аміаку з повітрям вибухонебезпечна. Пари аміаку при концентрації 0,35 - 0,7 мг/л повітря небезпечні для життя людини і тварин. Працювати з ними потрібно в протигазі, гумових рукавицях і чоботах.
Фосфорні добрива містять фосфор. Вони характеризуються неодна-ковою доступністю для рослини.
До легкодоступних належить суперфосфат порошкоподібний, гранульований, подвійний, потрійний, з додаванням мікроелементів. їх відмінність, насамперед, у різному вмісті доступного фосфору (Р205).
Суперфосфат порошковий містить фосфору (Р205) 18,7 -19%, грану-льований - 19,5 - 22%, подвійний - 38 - 54%. Найефективнішим вважається суперфосфат гранульований.
Калійні добрива поділяються на прості і концентровані. Недоліком більшості їх є високий вміст у них хлору. Тому їх не вносять під культури, чутливі до хлору, або вносять під зиму, щоб хлор вимився з орного шару. До простих калійних, які містять калію (К20) до 30 %, належать сильвініт, каїніт, калімагнезія. Остання дуже цінна, оскільки не містить хлору, а містить Мg0 (11-18%), та К20 (24 - 28%), тому ефективна для культур, що не люблять хлору, особливо на дерново-підзолистих ґрунтах (для картоплі).
Концентровані (вміст К20 до 52,4 - 60%) - це калійна сіль, хлорид калію, сульфат калію, попіл.
Калійні добрива ефективніше діють, якщо їх використовувати разом з азотними та фосфорними, а на кислих дерново-підзолистих ґрунтах - на фоні вапнування. Середні дози калійних добрив 45 - 60 кг К20/га, а для цукрових буряків, картоплі, овочевих дози їх треба збільшувати до 90 - 120 кг К20/га діючої речовини.
Комплексні мінеральні добрива: амофос - містять 10 -12% N і 46 - 50% Р205; калієва селітра - 13% N і 46% К205; нітрофоска - містить азот, фосфор, калій; нітрофос - азотно-фосфорне добриво, містить N - 20%, фосфору - 50 - 60%; нітроамофоска - містить NК у співвідношенні 17:17:17. Це цінне добриво для всіх ґрунтів.
Для цукрових буряків на лучно-чорноземних ґрунтах найкращим є співвідношення NРК 1:1.5:1 та 1,7:1:2 із вмістом поживних речовин 48 - 50%.
Для озимої пшениці на вилужених чорноземах найкращим співвідношенням NРК є 1,5:1:1,5 таї,2:1:1,4, а при вирощуванні на сірих лісових ґрунтах - 1,5:1:1 та 2:1:1,5 із вмістом поживних речовин 45-50 %.
Щодо доз мікроелементів, то для цукрових буряків на сірих лісових ґрунтах найкращими є дози марганцю -1,5 %, бор - 0,3 %, для пшениці озимої марганцю - 1,5 %, молібдену - 0,3 %, цинку - 1 % маси комплексного добрива нітроамо-фоски. Отже, комплексні мінеральні добрива мають вищий коефіцієнт використання добрива та вищу економічну ефективність.
До органічних добрив належать гній, сеча, гноївка, пташиний послід, торф і торфокомпости, зелені або сидеральні добрива. Вони містять макро- і мікроелементи, фізіологічно активні речовини, мікроорганізми, антибіотики тощо. Дані добрива значно поліпшують фізико-хімічні властивості грунту, сприяють кращому проходженню біологічних процесів.
Здебільшого на зелене добриво вирощують люпин, буркун, сераделу та інші бобові рослини, які називають сидератами. Зелене добривр комплексно діє на грунт: сприяє нагромадженню азоту і гумусу, зменшенню вимивання мінеральних речовин й ефективнішому використанню опадів, поліпшує фізичні властивості грунту, запобігає розвитку ерозії, знижує забур’яненість полів, ураження рослин хворобами і пошкодження шкідниками.
Завдання. Скласти характеристику запропонованих мінеральних добрив
Для цього зверніть увагу на ознаки, подані в таблиці. Використайте дані про них у навчальній літературі, рекомендованій для самопідготовки.
| Назва добрива | Фізичний стан | Колір | Вміст діючої речовини | Для яких ґрунтів і культур рекомендується |
Для опису пропонуються:
1. Азотні фізіологічно-кислі: хлорид амонію, аміачна селітра; фізіолог-гічно-лужні: натрієва селітра, кальцієва селітра;
2. Фосфорні добрива: суперфосфат гранульований, суперфосфат под-війний;
3. Калійні добрива: сильвініт, каїніт, калімагнезія, калійна сіль, попіл;
4. Комплексні мінеральні добрива: калієва селітра, нітрофоска, нітро-амофоска.
Для виконання завдання уважно прочитайте рекомендовані розділи підручника, теоретичні відомості до даного заняття.
Зробіть висновок, які з мінеральних описаних добрив найкращі для сірих опідзолених грунтів з кислою реакцією ґрунтового розчину.
Література
1. Городній М.М. та ін. Агроекологія, 1993. - С. 80 - 146.
2. Гладюк М. М. Основи агрохімії. Хімія в сільському господарстві /М. М. Гладюк. – К.; Ірпінь: Перун, 2003. – 288 с.
3. Кравців Р.Й., Черевко М.В. Екологічні основи фермерських госпо-дарств., 2005. - С. 68-81.
4. Павленко М.К. Основи землеробства, 1977. -С. 197-243.
5. Лопушняк В. І. Агрохімічне обслуговування сільськогосподарських формувань: навчальний посібник /В. І. Лупушняк, І. О. Корчинський, М. М. Вислободська [та ін.]. – Львів: «Новий Світ – 2000», 2011. – 288 с.
Запитання для самоперевіркиі тестового контролю
1. На які групи поділяються добрива?
2. Мінеральні добрива:
а) підвищують урожай;
б) покращують структуру ґрунту;
в) сприяють розмноженню ґрунтових бактерій.
3. Назвіть види фосфорних добрив.
4. Назвіть види калійних добрив.
5. Які з названих нижче азотних добрив є
а) фізіологічно-кислими,
б) фізіологічно-лужними?
(аміачна селітра, аміачна вода, кальгрєва селітра, сульфат амонію, сечовина, хлорид амонію)
6. Із фізіологічно-кислих добрив рослини засвоюють
а) катіони,
б) аніони
7. Простими називають мінеральні добрива, що містять... Навести приклад.
8. Комплексні мінеральні добрива містять... Навести приклад.
9. Що означає "діюча поживна речовина" мінерального добрива?
10. Поживною діючою речовиною в азотних добривах є..., у калійних.., у фосфорних....
11. На кислих ґрунтах потрібно вносити добрива:
а) фізіологічно-кислі,
б) фізіологічно-лужні.
12. Для нейтралізації хімічного середовища проводять:
а) на кислих грунтах...,
б) на лужних ґрунтах....
13. Чому не молена вносити азотні добрива під час плодоношення і на насінницьких ділянках?
14. Які з мінеральних азотних добрив є токсичними і небезпечними?
15. Які добрива називаються сидеральними?
16. Назвіть види сидеральних рослин.
17. Які добрива належать до органічних?
18. Що таке торфокомпости? Приклади.
19. Якої шкоди завдають мінеральні добрива довкіллю і рослинницькій продукції за умови їх неправильного використання?
20. У чому полягає умовність поділу на добрива прямо діючі і опосередкованої дії?
21. Виходчи зхімічних формул нітрату натрію, фосфату кальцію і хлориду калію, обчисліть у них масову частку діючої речовини (у відсотках).
