Содержание, запасы и формы фосфора в почвах, их превращение

Содержание:

Содержание, запасы и формы фосфора в почвах, их превращение ……………………..2

Понятие «зеленое удобрение». Растения сидераты, возделываемые на

 зеленое удобрение, их  химический состав и применение  в земледелии.

Значение зеленого удобрения в обогащении почвы органическими и минеральными веществами…………………………………………………………………………………..5

Фосфоритная мука, её состав, получение, свойства и применение под сельскохозяйственные культуры (дозы, сроки и способы внесения)……………………8

Солома, ее химический состав, свойства и применение под сельскохозяйственные культуры ( дозы, сроки, способы внесения, глубина заделки). Способы повышения эффективности соломы, как удобрения…………………………………………………...11

Жидкие комплексные удобрения, их состав, свойства и перспективы применения…….13

Полимикроудобрения, их состав и применение под сельскохозяйственные культуры (дозы, сроки и способы внесения). Приемы повышения эффективного применения микроудобрений……………………………………………………………………………..15

Список использованной литературы……………………………………………………….20

Содержание, запасы и формы фосфора в почвах, их превращение.

Фосфор — важный элемент питания растений. Растения потребляют его главным образом в виде анионов H2PO4-; (или HPO42-) из солей ортофосфорной кислоты (H3PO4), а также из солей полифосфорных кислот (после их гидролиза).

Поступивший в растения фосфор включается в состав различных органических соединений. Фосфор входит в нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды, участвующие в построении цитоплазмы и ядра клеток. Он содержится в фитине — запасном веществе семени, который используется как источник фосфора во время прорастания, а также в фосфатидах, сахарофосфатах, витаминах и многих ферментах.

В тканях растений присутствуют в небольших количествах также неорганические фосфаты, которые играют важную роль в создании буферной системы клеточного сока и служат резервом фосфора для образования различных фосфорорганических соединений.

В растительной клетке фосфор играет исключительно важную роль в энергетическом обмене, участвует в разнообразных процессах обмена веществ, деления и размножения. Особенно велика роль этого элемента в углеводном обмене, в процессах фотосинтеза, дыхания и брожения.

Самые разнообразные превращения углеводов в растении начинаются с присоединения фосфорной кислоты к молекулам углеводов или с ее отщепления, то есть с их фосфорилирования или дефосфорилирования. При этом особенно важная роль принадлежит аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ) и другим богатым энергией фосфорным соединениям.

Большая роль фосфора в углеводном обмене обусловливает положительное влияние фосфорных удобрений на накопление сахара в сахарной свекле, крахмала в клубнях картофеля и т.д. Фосфор играет также важную роль в обмене азотистых веществ в растении. Восстановление нитратов до аммиака, образование аминокислот, их дезаминирование и переаминирование происходят при участии фосфора. Этим определяется тесная связь между азотным и фосфорным питанием растений. При недостатке фосфора нарушается синтез белка и уменьшается содержание его в растении.

Фосфора больше всего содержится в репродуктивных и молодых растущих органах и частях растения, где идет интенсивный синтез органического вещества. Из более старых листьев он может передвигаться к зонам роста и использоваться повторно, поэтому внешние признаки его недостатка проявляются у растений прежде всего на старых листьях. В этом случае они приобретают характерный красно-фиолетовый или голубоватый оттенок, иногда темно-зеленую окраску (например, у картофеля). При недостатке фосфора замедляется рост и задерживается созревание растений, снижается урожай и ухудшается его качество.

Растения наиболее чувствительны к недостатку фосфора в самом раннем возрасте, когда их слаборазвитая корневая система обладает низкой усваивающей способностью. Отрицательные последствия от недостатка фосфора в этот период не могут быть исправлены последующим (даже обильным) фосфорным питанием. Поэтому обеспечение растений фосфором с начала вегетации имеет исключительно важное значение для роста, развития растений и формирования урожая, хотя наибольшее поглощение его происходит в период интенсивного роста вегетативных органов.

Большое значение имеет достаточное обеспечение растений фосфором и в период формирования репродуктивных органов — ускоряется их образование и созревание растений, повышаются урожай и его качество.

Содержание фосфора в расчете на Р2O5 в почвах колеблется от 0,03 до 0,2%, а общий запас его больше в почвах с высоким содержанием органического вещества — от 1500 до 6000 кг на 1 га в пахотном слое почвы. Основная масса фосфора находится в форме минеральных и органических соединений, недоступных для растений. В материнских породах он содержится чаще в виде фторапатита Ca5F(PO4)3 и гидроксилапатита Ca5OН(PO4)3. При разрушении этих первичных фосфорсодержащих минералов образуются вторичные минеральные соединения фосфора, представленные различными солями ортофосфорной кислоты. Помимо апатита, в почвах содержатся и другие минеральные соединения фосфора. В кислых почвах (дерново-подзолистых и красноземах) образуются фосфаты полуторных окислов АlPO4 и FePO4, а также основные соли железа и алюминия Fe2(OH)3PO4, Аl2(ОН)3РO4, которые характеризуются очень слабой растворимостью и доступностью для растений. В почвах, насыщенных основаниями (черноземах и сероземах), образуются преимущественно слаборастворимые в воде фосфаты кальция типа октокальцийфосфата Са4Н(РО4)3. Но постепенно они растворяются содержащимися в почвенном растворе угольной, азотной и органическими кислотами, поэтому фосфор из них более доступен растениям, чем из апатита и фосфатов полуторных окислов. Во всех почвах в очень незначительном количестве присутствуют хорошо растворимые в воде однозамещенные фосфаты кальция и магния, а также одно- и двухзамещенные фосфаты калия, натрия и аммония. Они быстро используются растениями и микроорганизмами и превращаются в нерастворимые фосфаты при взаимодействии с Са, Mg, Аl и Fe.

В результате деятельности растений и микроорганизмов в почвах накапливаются также органические соединения фосфора. Они представлены нуклеопротеидами, фитином, фосфатидами, сахарофосфатами и другими органическими соединениями, входящими в состав растений и микроорганизмов. На долю органических фосфатов приходится от 10% общего количества фосфора в дерново-подзолистых и сероземных почвах до 50% в черноземах. Растения могут усваивать органические фосфаты только после их минерализации.

Недоступные для растений минеральные и органические соединения фосфора переходят в усвояемые очень медленно. Несмотря на большие общие запасы фосфора, его усвояемых соединений в почве содержится обычно мало, и, чтобы получить высокий урожай, необходимо внесение фосфорных удобрений.

За вегетационный период растения потребляют из почвы с 1 га от 20 до 60 кг Р205. Больше фосфора в зерне и гораздо меньше в соломе, поэтому значительная часть усвоенного растениями фосфора вместе с зерном и другой товарной продукцией отчуждается из хозяйства. Для пополнения его запасов в почве требуется внесение фосфорных удобрений. Кроме того, если запасы азота в почве пополняются за счет фиксации азота воздуха, то в отношении фосфора нет других источников для его пополнения в почвах, кроме фосфорных удобрений. Этим определяются высокая потребность в фосфорных удобрениях и большое значение их для повышения урожаев. Потребность в фосфорных удобрениях особенно возрастает при достаточном обеспечении растений азотом.

Фосфорные удобрения в зависимости от растворимости и доступности для растений подразделяют на три группы.

Удобрения, содержащие фосфор в водорастворимой форме — суперфосфат простой и суперфосфат двойной. Фосфор из этих удобрений легко доступен растениям.

Удобрения, фосфор которых не растворим в воде, но растворим в слабых кислотах (2%-ной лимонной кислоте) или в щелочном растворе лимоннокислого аммония, — преципитат, томасшлак, термофосфаты, обесфторенный фосфат. Фосфор в этих удобрениях находится в доступной растениям форме.

Удобрения, не растворимые в воде, и плохо — в слабых кислотах, полностью растворимые только в сильных кислотах, — фосфоритная мука, костяная мука. Это более труднодоступные источники фосфора для растений.

Источник получения фосфорных удобрений — природные фосфорсодержащие агроруды (фосфориты и апатиты), а также богатые фосфором отходы металлургической промышленности (томасшлак, мартеновские шлаки). Основное значение имеют апатиты и фосфориты.

Фосфорные удобрения производятся путем кислотной и термической переработки фосфатов, они содержат фосфор в виде солей ортофосфорной кислоты. Кроме того, некоторые сложные фосфорсодержащие удобрения получают па основе полифосфорных (суперфосфорных) кислот. В ассортименте фосфорных удобрений, выпускаемых в нашей стране, наибольшая доля приходится на концентрированные формы — двойной суперфосфат и сложные удобрения — аммофос, нитроаммофоску, производство которых постоянно расширяется.

 Понятие «зеленое  удобрение». Растения сидераты, возделываемые  на зеленое удобрение, их химический  состав и применение в земледелии. Значение зеленого удобрения  в обогащении почвы органическими  и минеральными веществами.

Зеленым удобрением, или сидерацией, называется выращивание в поле некоторых бобовых растений (сидератов) и запашка их зеленой массы в почву для обогащения ее азотом и органическим веществом. В качестве сидератов используются однолетние и многолетние люпины, сераделла, донник, озимая вика, озимый горох, пелюшка, чина и др. Бобовые растения с помощью клубеньковых бактерий, развивающихся на их корнях, способны фиксировать азот воздуха и обогащать почву связанными соединениями азота. При выращивании бобовых сидератов на 1 га образуется до 40—50 т зеленой массы, содержащей до 150—200 кг азота. По содержанию азота 1 т зеленого удобрения равноценна 1 т навоза

 Состав навоза и  зеленого удобрения

После запашки в почву и минерализации зеленой массы сидератов азот, связанный в форме органических соединений, переходит в минеральную форму и используется последующими растениями, причем коэффициент использования азота зеленого удобрения в первый год почти вдвое выше, чем азота навоза. Кроме того, бобовые сидераты, обладая хорошо развитой и глубоко проникающей в почву корневой системой, извлекают питательные элементы из нижних горизонтов почвы, а также усваивают фосфор и другие питательные вещества из труднорастворимых соединений. Поэтому при разложении запаханной растительной массы пахотный слой почвы обогащается не только органическим веществом и усвояемыми соединениями азота, но также фосфором, калием и кальцием. Под влиянием зеленого удобрения увеличивается содержание гумуса в почве, усиливается микробиологическая деятельность, повышаются влагоемкость, поглотительная способность почвы, улучшается ее структура. В результате значительно повышается плодородие почв и урожай последующих культур.

Влияние зеленого удобрения на урожай сельскохозяйственных культур (в ц на 1 га) на бедной песчаной почве.

Влияние зеленого удобрения на урожай сельскохозяйственных культур (в ц на 1 га) на бедной песчаной почве.

Эффективность и продолжительность действия зеленого удобрения тем выше, чем больше зеленой массы запахивается в почву.

Для получения хорошего урожая зеленой массы бобовых сидератов, повышения фиксации азота воздуха клубеньковыми бактериями и накопления его в почве необходимы известкование кислых почв, внесение фосфорных и калийных удобрений (по 45—50 кг д. в. на 1 га) и обработка семян нитрагином для заражения клубеньковыми бактериями.

Нитрагин — препарат, содержащий клубеньковые бактерии, которые, развиваясь на корнях бобовых растений, усваивают азот из воздуха. В почве клубеньковых бактерий часто бывает очень мало или они вовсе отсутствуют, поэтому необходимо искусственное заражение бобовых культур этими бактериями. Для разных групп бобовых культур изготовляют различные виды нитрагина со специфическими расами бактерий. Заводской нитрагин выпускают в бутылках или банках по 0,5 кг (норма внесения на 1 га). Вносят нитрагин вместе с семенами бобовых культур. В день посева содержание банки с нитрагином разводят в таком количестве воды, которое достаточно для смачивания гектарной нормы семян. Семена смачивают разведенным нитрагином, тщательно перемешивают и после подсушивания (обязательно в тени) высевают,

Успешное использование сидератов возможно во многих районах страны, однако наибольшее значение зеленое удобрение имеет на дерново-подзолистых, серых лесных и особенно на легких песчаных почвах Нечерноземной зоны. Основные сидераты в этой зоне — однолетние люпины (как алкалоидные, так и безалкалоидные), сераделла, многолетний люпин (в северных районах), а также донник (на почвах с высоким содержанием кальция или сильно произвесткованных). Большое значение имеет применение зеленого удобрения в орошаемых районах, в районах влажных субтропиков, на Дальнем Востоке, в Сибири и других районах. Наиболее распространенные сидераты — люпины; они хорошо произрастают и способны давать большую зеленую массу как на самых бедных песчаных, так и на более тяжелых суглинистых почвах.

Однако люпины не переносят высокого содержания в почве кальция и поэтому непригодны для карбонатных черноземов и сероземов; на этих почвах используют другие сидераты: озимый горох, коровий горох, озимую вику, донник, чину и др.

Люпины и другие сидераты могут быть использованы на зеленое удобрение в виде самостоятельной культуры (выращиваются как парозанимающая культура, т е занимают поле с весны и запахиваются во второй половине лета), в виде промежуточной подсевной или пожнивной культуры (выращиваются в промежутке между уборкой одной культуры и посевом другой), а также в виде укосной массы, выращенной на другом участке в течение ряда лет (многолетний люпин).

Большое хозяйственное значение имеет посев кормовых (безалкалоидных) желтых люпинов в занятых парах с последующим двусторонним их использованием; зеленую массу скашивают на корм, а стерневые остатки (или отросшую отаву) запахивают на удобрение.

Зеленое удобрение, как весьма эффективное и дешевое местное удобрение, имеет особенно большое значение для повышения плодородия малоокультуренных почв при недостатке навоза и других органических удобрений в хозяйстве или при необходимости перевозки его на дальние поля.

Фосфоритная мука, её состав, получение, свойства и применение под сельскохозяйственные культуры (дозы, сроки и способы внесения)

   Фосфоритная мука - самое дешевое из всех фосфорных удобрений. По объему производства и применения занимает второе место после суперфосфата. Приготовление фосфоритной муки простое. Фосфорит освобождается от посторонней примеси ( гипса, песка), затем дробится и размалывается до состояния тонкой муки (80% муки должно проходить через сито 0,17мм). Выпускается фосфоритная мука со следующим содержанием Р2О5 (%) высший сорт-25; первый сорт-22; второй сорт-19.

Основным показателем усвоения фосфорной кислоты из фосфоритной муки является кислотность почвы. Кроме этого, оно зависит от тонины помола, сопутствующих удобрений, особенностей некоторых растений лучше усваивать фосфорную кислоту из труднодоступных соединений. На разложение  фосфорита действует на только актуальная но и потенциальная кислотность. Существенная роль при этом принадлежит обменной кислотности почвы. Процесс разложения фосфоритной муки можно представить уравнением

Ca3(PO4)2+2H2CO3=2 CaHPO4+ Ca(HCO3)2

На разложение фосфоритной муки влияет и гидролитическая кислотность. Этим можно объяснить высокое положительное действие фосфоритной муки на деградированных и выщелоченных черноземах, на которых обменная кислотность слабо выражена, но они имеют значительную гидролитическую кислотность.

Эффективность фосфорных удобрений зависит от свойств почвы. В одних почвах фосфаты поглощаются и закрепляются , в других- растворяются и переходят в доступное для растений состояние. В связи с этим  фосфоритную муку следует вносить заблаговременно. Лучшие условия разложения фосфоритной муки в почве достигаются при внесении ее под глубокую пахоту в достаточно влажный слой. Фосфоритная мука внесенная в двойной или тройной дозах, оказывает длительное последействие, которое не ограничивается одной ротацией севооборота.

Разложение фосфорита в кислых подзолистых почвах и северных черноземах определяется общей кислотностью почвы, т.е. при прочих равных условиях  фосфоритная мука лучше будет действовать там, где кислотность больше. Такая зависимость наблюдается между общей кислотностью и эффективностью фосфоритной муки для почв с близкой по величине емкостью поглощения. В других случаях взаимосвязь оказывается более сложной. Почвы с гидролитической кислотностью 2,5 моль/100г. Почвы способны разлагать фосфорит, но весьма слабо. Если же кислотность выше 2,5 , то действие фосфоритной муки повышается и приближается к действию растворимых фосфатов. Однако растворение фосфорита в сильной степени зависит от емкости поглощения и степени насыщенности почв основаниями. Почвы с малой емкостью поглощения при гидролитической кислотности3-3,5 ммоль/100г почвы и насыщенности основаниями 50-60% имеют обычно кислую реакцию (5,0-5,5). Кислотность таких почв в значительной мере обусловлена обменной кислотностью. При большой емкости поглощения, гидролитической кислотности 6-7 ммоль/100г почвы и степени насыщенности 75-85 % реакция почвы близка к нейтральной (6,0-6,5). Следовательно, высокое положительное действие фосфоритной муки будет при высокой  кислотности почвы и меньшей степени насыщенности почв основаниями.

Действие фосфоритной муки усиливается при наибольшем контакте удобрения с почвой, что зависит от тонины помола, которая наибольшее значение имеет на слабокислых почвах. Эффективность фосфоритной муки зависит также от геологического возраста и минералогического состава фосфорита. Фосфориты древнего происхождения с кристаллическим строением фосфатного вещества отличаются слабой доступностью для растений, особенно  апатит. Более молодые фосфориты, в которых фосфатное вещество не имеет выпаженного кристаллического строения, более усвояемы растениями.

Сопутствующие удобрения также влияют на эффективность фосфоритной муки. При совместном внесении ее с физиологически кислыми удобрениями фосфор фосфорита становится более доступным для растений. Физиологически щелочные удобрения действуют в противоположную сторону.  Для повышения усвояемости фосфоритную муку можно компостировать с верховым торфом или навозом. В этом случае эффект более высокий, чем при внесении только фосфоритной муки.

Эффект от применения фосфоритной муки зависит также от способности растений усваивать фосфорную кислоту из труднорастворимых фосфатов. Злаки, лен, свекла, картофель, вика могут усваивать фосфорную кислоту только при воздействии на нее кислотности почвы. Хорошо усваивают фосфор фосфорита люпин, гречиха, горох, горчица. Это связано с выделением  корнями растений кислот, а также уменьшением концентрации кальция в растворе. Растения, поглощающие больше кальция, обладают лучшей способностью усваивать фосфор фосфоритной муки, чем растения,  потребляющие меньше кальция.

Растения нуждаются в фосфоре в начальный период своей жизни. Фосфорные удобрения не только повышают урожай, но и улучшают его качество (сахаристость, крахмалистость). Основная часть удобрений должна быть внесена под зябь в сочетании с рядковым внесением. В сильно увлажненных или орошаемых условиях часть их может быть внесена в подкормку. При внесении в основном приеме важна достаточная глубина их заделки, именно в тот слой почвы, где будет размещаться основная масса корней  культуры, под которую вносятся удобрения. Это объясняется тем , что фосфорная кислота слабо мигрирует по профилю почвы ( на 3-5 см). Верхние же слои пересыхают и при мелкой заделке удобрения фосфор будет недостаточно использоваться корнями растений. Поэтому до посева фосфорные удобрения вносят на глубину основной обработки почвы под данную культуру.

Стратегия применения фосфорных удобрений на почвах с низким содержанием  фосфора должна быть направлена на постепенное  его повышение до оптимального уровня. Для этого дозы удобрений должны рассчитываться не только на плановый урожай культур, но и на повышение плодородия почв. Для повышения содержания подвижного фосфора в почве на 1 мг/100г можно использовать разработанные Всероссийским научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом химизации сельского хозяйства нормативы расхода питательных веществ.

Расход питательных веществ для повышения содержания подвижного фосфора в почве на 1мг/100г

Солома, ее химический состав, свойства и применение под сельскохозяйственные культуры ( дозы, сроки, способы внесения, глубина заделки). Способы повышения эффективности соломы, как удобрения.

Солома является важным источником органического удобрения. Для этих целей она широко используется в  земледельческой практике, в хозяйствах, специализирующихся на производстве зерна и обеспечивающих хорошую кормовую базу для животноводства. Научные предпосылки использования соломы на удобрение следующие.

1.Солома-источник питательных  элементов. Химический состав соломы  широко изменяется от почвенных  и погодных условий. В среднем  она содержит 0,5% азота, 0,25% фосфора, 0,8-калия и 35-40% углерода в форме  различных органических соединений. В соломе находится некоторое  количество серы, кальция, магния, различных  микроэлементов (бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт.)

При средних урожаях зерновых  (20-30ц/га) в почву будет возращено 10-15 кг азота, 5-8 фосфора,18-24 калия, а также микроэлементы.

2. Солома - активный энергетический  материал для образования гумуса  и повышения микробиологической  активности почвы. По химическому  составу солома зерновых культур  характеризуется довольно высоким  содержанием безазотистых веществ (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) и  низким содержанием азота и  минеральных элементов. Широкое  отношение C: N в соломе (70-80) оказывает большое влияние на разложение ее в почве. Оно заключается в следующем. Солома поставляет микрофлоре почвы легкодоступный источник углерода. Целлюлозоразлагающие микроорганизмы испытывают сравнительно высокую потребность в азоте. Учитывая небольшое количество его в соломе, микроорганизмы потребляют минеральный азот из почвы, т.е. идет процесс иммобилизации азота. Если азота почвы ограниченное количество, то тормозятся процессы разложения соломы. Установлено, что для нормального протекания процессов разложения соломы отношение C: N должно быть 20-30:1. Более узкое соотношение этих элементов приводит к минерализации азотистых соединений, а более широкое- усиливает процессы иммобилизации азота. Эффективность удобрения соломой заметно возрастает при дополнительном внесении азота. Сравнительная оценка удобрения соломой с компенсацией азота и навозом показывает их близкую эффективность. Важно при этом , чтобы с внесенной соломой и азотом достигалось соотношение 20:1( C: N).

3. Применение соломы для  удобрения улучшает физико-химические  свойства почвы, уменьшает потери  азота, повышает доступность фосфатов и биологическую активность почвы, в результате чего улучшаются условия питания растений. Положительное влияние соломы на плодородие почвы зависит от наличия в почве источников питания для микроорганизмов, их численности, видового состава и активности, типа почвы, ее окультуренности, температуры, влажности и аэрации.

4.Часто в первый год  применения соломы урожай зерновых  снижается. Это объясняется наличием  в соломе  и образованием в  соломе  и образованием токсических  соединений в процессе ее разложения, а также ухудшением условий  азотного питания при закреплении  почвенного азота микроорганизмами  в связи с широким отношением  в соломе C: N. Особое значение удобрение соломой имеет для бобовых культур, фиксирующих молекулярный азот атмосферы.

5. Азот минеральных удобрений  снижает депрессирующее действие  соломы на зерновые культуры. Иммобилизованный в присутствии соломы азот минеральных удобрений характеризуется большей подвижностью, меньшей устойчивостью к кислотному гидролизу и минерализуется интенсивнее, чем азот в почве, повышается использование растениями как иммобилизованного азота удобрений, так и азота почвы, что и определяет положительное ее действие на урожай последующих культур.

Существует несколько способов использования соломы на удобрение.

1.Измельченную и разбросанную  по полю солому запахивают  осенью при  подъеме зяби или  весной в районах с достаточным  увлажнением. Целесообразно этот  прием сочетать с с зеленым  удобрением. Это позволяет в большинстве  случаев исключить внесение минеральных азотных удобрений, а также создает благоприятные условия для образования гумуса в почве после запахивания.

2. На тяжелых по гранулометрическому  составу почвах во влажных  климатических условиях разбросанную  солому лучше не запахивать, а  заделывать лущильником, дисковой  бороной, фрезой.

3. В зонах, подверженных  ветровой эрозии, почву обрабатывают безотвально, заделывать солому не рекомендуется.

4.Солому используют в  качестве мульчи для борьбы  с водной и ветровой эрозией.

Пути повышения эффективности соломы, используемой в качестве органического удобрения.

1. Применение Nмин. На 1т соломы вносят 10-20 кг минерального азота при использовании под зерновые культуры, до соотношения C: N-20:1

2.Применение  бесподстилочного  навоза. Минеральные азотные удобрения можно заменить бесподстилочным навозом  из расчета не менее 6-8т на 1т соломы. При этом сочетании это удобрение будет действовать не хуже обычного подстилочного навоза.

3. Посев бобовых после  внесения. Солома стимулирует азотфиксирующую  способность бобовых культур.

4.Внесение соломы под  посев пропашных. Дефицит азота  восполняется за счет мобилизации  его при межрядных обработках.

5. Сочетание соломы с  зеленым удобрением.  Этот прием  позволяет в большинстве случаев  исключить внесение минерального  азота.