Мінеральні добрива

Мінеральні добрива, мінеральні туки, неорганічні речовини, головним чином солі, що містять необхідні для рослин елементи живлення. М. в. — сильний засіб дії на грунт (її фізичні, хімічні і біологічні властивості) і рослини. У грунті М. в. піддаються всіляким перетворенням, які впливають на розчинність живильних речовин, що містяться в них, здібність до пересування в грунті і доступність рослинам; характер і інтенсивність цих перетворень залежать від властивостей грунту. В той же час М. в. надають сильну дію на грунт: збагачують її живильними елементами, змінюють реакцію грунтового розчину, впливають на мікробіологічні процеси і ін. Т. до. живлення рослин здійснюється головним чином через коріння, те внесення М. в. у грунт дозволяє активно впливати на зростання і розвиток рослин, а отже, на загальну біологічну продуктивність поля, луги і тому подібне

  При правильному використанні М. в. — найбільш ефективний засіб підвищення врожайності з.-х.(сільськогосподарський) культур і якості продукції (технологічних властивостей волокна прядильних культур, цукристості цукрового буряка, плодів і ягід, белковості зерна, маслянистої соняшнику і ін.). Рівень забезпечення М. в. 1 га посіву є одним з основних показників інтенсифікації з.-х.(сільськогосподарський) виробництва і його найважливішої галузі — землеробства. Майже всі М. в. виробляються хімічною промисловістю (отримують їх переробкою агрономічних руд або синтезом), у відносно невеликих кількостях в сільському господарстві використовують природні солі, наприклад калійні, натрієву (чилійську) селітру, а також відходи промисловості.

  По агрономічному призначенню серед М. в. виділяють прямі і непрямі. Прямі М. в. (містять елементи безпосереднього живлення рослин — N, Р, До, Mg, В, Cu, Mn і ін.) підрозділяють на однобічних і комплексних. Однобічні М. в. містять переважно який-небудь один живильний елемент. До них відносяться; азотні добрива (аміачна, натрієва, кальцієва селітри, сульфат амонія, сечовина і ін.), фосфорні добрива (суперфосфат, фосфорітная мука, преципітат і ін.), калійні добрива (хлористий калій, 30 і 40 %-ная калійна сіль, сульфат калія і ін.), мікродобрива . Комплексні добрива (подвійні і потрійні) містять два і більш живильних елементів (нітрофос, аммофос, нітрофоска і ін.). Непрямі М. в. застосовують для поліпшення агрохімічних і физико-хімічних властивостей грунту і мобілізації її живильних речовин (наприклад, вапняні добрива, гіпс). Одне і те ж добриво може поєднувати пряму і непряму дію. Так, внесення томасшлака або фосфорітной муки не лише підвищує рівень фосфорного живлення рослин, але ослабляє кислотність грунту. М. в. бувають тверді — порошкоподібні і гранульовані (більшість їх) і рідкі — аміачна вода, рідкий аміак, аміакати (див. Рідкі добрива ) . Залежно від впливу на реакцію грунтового розчину розрізняють фізіологічно кислі, лужні і нейтральні М. в. До фізіологічно кислим відносять добрива катіони яких краще поглинаються грунтом, чим аніони, а останні підкисляють грунтовий розчин. До фізіологічно лужним належать добрива, аніони яких краще асимілюються рослинами, а катіони поступово накопичуються і подщелачивают грунт. Фізіологічно нейтральні М. в. не змінюють реакції грунтового розчину.

  Промислові М. в. набули поширення лише з 19 ст До цього застосовували в основному гній, золу, фекалії природні туки.

  В 1-ій половині 19 ст стали використовувати як добрива кісткову муку. У 1840 німецький хімік Ю. Лібіх запропонував обробляти кістки сірчаною кислотою для переведення основної частини — труднорастворімого трікальцийфосфата у водорозчинний, легко засвоєний рослинами монокальцийфосфат; це добриво отримала назва суперфосфату. Незабаром суперфосфат стали виробляти шляхом розкладання природних фосфорітов сірчаною кислотою. У кінці 19 ст виробництво і використання суперфосфату отримало велике поширення у ряді країн. У Росії перший завод суперфосфату почав працювати в 1868 в Ковно (Каунас). Досліди російського агрохіміка А. Н. Енгельгардта 60—80-х рр. 19 ст показали високу ефективність вживання фосфорітной муки на кислих підзолистих грунтах і сприяли збільшенню видобутку і використання фосфорітов. У 20 ст асортимент фосфорних добрив значно розширився.

  В 30-х рр. 19 ст почали використовувати природну натрієву селітру, родовища якої були відкриті в Чилі. Розвиток виробництва азотних добрив почався після промислового освоєння синтезу аміаку з водню і атмосферного азоту (1914—18). У 60-х рр. 19 ст після відкриття Штасфуртського родовища калійних солей в Германії стали застосовувати калійні добрива. Надалі з відкриттям нових родовищ, у тому числі багатющих в світі — Солікамських в СРСР (у 20-х рр. 20 ст), калійні добрива набули широкого поширення. У вивченні ролі М. в. у підніманні урожаїв величезний вклад внесли вітчизняні учені А. Н. Енгельгардт, Д. І. Менделєєв, П. А. Костичев, До. А. Тімірязев, П. С. Коссовіч, До. До. Гедройц, Д. Н. Прянішников, П. А. Баранів, С. І. Вольфковіч, Ст М. Клечковський, А. В. Соколов і ін. З середини 20 ст виробництво і вжиток М. в. швидко збільшується у всьому світі (таблиця. 1). Із зарубіжних країн крупними виробниками їх є (у млн. т речовини NPK, що діє, 1972): США 16,4 (на душу населення 78 кг ) , ФРН(Федеральна Республіка Німеччини) 4,6 (78 кг ) , Франція 4,7 (91 кг ) , ГДР(Німецька Демократична Республіка) 3,3 (193 кг ) , Японія 2,8 (26 кг ) , Польща 1,9 (57 кг ) , Італія 1,7 (32 кг ) , Великобританія 1,3 (22 кг ) , Румунія 1,2 (58 кг ) , Чехословакія 0,8 (52 кг ) , Угорщина 0,6 (53 кг ) , Болгарія 0,4 (51 кг ) . Забезпеченість М. в. 1 га ріллі (у кг NPK): США ок. 110, ФРН(Федеральна Республіка Німеччини) 350, Франція 140, ГДР(Німецька Демократична Республіка) 332, Японія близько 390, Чехословакія 254 (1971). Ефективність М. в. велика. Вважається, що із загальної надбавки урожаю приблизно 50 % її забезпечується добривами, 25 % гідністю сорту і 25 % технологією обробітку. Кожен кг NPK добрив, застосованих при правильному співвідношенні, дає в середньому 10 кг зерна або еквівалентну кількість інший з.-х.(сільськогосподарський) продукції.

Таблиця. 1. — Світове виробництво мінеральних добрив

(тис. т речовини, що діє, — N, P ₂ O ₅ і K ₂ O)

  В дореволюційній Росії промисловість М. в. була представлена невеликими суперфосфатними заводами, калійні і азотні туки майже не вироблялися. У СРСР вже в перші п'ятирічки були побудовані крупні підприємства (Березниковський азотно-туковий завод, хімічний комбінат Новомоськовський, Воськресенський хімічний комбінат і ін.), виробляючі азотні і фосфорні М. в., створена калійна промисловість (Солікамський калійний комбінат і ін.). До кінця 2-ої п'ятирічки (1937) було вироблено 703 тис. т М. в. (речовини, що діє); у 1913 — 17 тис. т. В подальші роки, особливо після Великої Вітчизняної війни 1941—1945, виробництво М. в. у СРСР і постачання їх сільському господарству безперервно збільшуються (таблиця. 2 і 3).

  В перекладі на стандартні туки (азотні добрива, що містять 20,5 % N, фосфорні, — 19,6 % P ₂ O ₅ і калійні — 41,6 % K ₂ Про) в 1972 в СРСР вироблено 66,1 млн. т М. в. До 1975 виробництво їх значно зросте, причому велику частину складуть висококонцентровані (подвійний суперфосфат, сечовина, хлористий калій і ін.) і комплексні складні (аммофос, діаммофос і ін.) добрива.

  Районами найбільшого вживання М. в. у СРСР є зони бавовництва республік Середньої Азії і Закавказзі, чаївництва Грузії, Азербайджану і Краснодарського краю, буряковницьтва, льонарства і коноплярства РРФСР, України і ін. Крупними споживачами М. в. стали райони зрошуваного землеробства — Поволжье, Північний Кавказ, південь України, Середня Азія і Казахстан, де успішно розвивається рисосіяння, вирощуються сорти високоякісної пшениці. Все більше використовують добрив під овочеві культури і картоплю, на лугах і пасовищах.

  Велика різноманітність в СРСР грунтово-кліматичних зон обумовлює різну ефективність М. в. (надбавку урожаю на 1 кг речовини добрива, що діє, або на 1 га ) . В Європейській частині країни позитивна дія добрив зменшується із З. на Ст і з С. на Ю., у Сибіру — із Ст на З., що пов'язане головним чином з кількістю опадів і розподілом їх протягом року. Найбільш ефективні М. в. у зонах дерново-підзолистих, сірих лісових грунтів і вилужених чорноземів. На осушених торф'яниках і легких піщаних грунтах найбільшу надбавку урожаю забезпечують калійні туки. На звичайних і південних чорноземах, каштанових грунтах М. в., окрім фосфорних, менш ефективні. Середні надбавки урожаю з.-х.(сільськогосподарський) культур в СРСР при найбільш доцільних нормах М. в. наступні (у ц з 1 га ) : зернових (на дерново-підзолистих грунтах і чорноземах лісостепу) 5—8; льону-довгунця (на дерново-підзолистих грунтах) 1,5 (волокно); цукрового буряка (на чорноземах) 40—70; картоплі (на дерново-підзолистих і сірих лісових грунтах) 35—60.

Таблиці. 2. — Виробництво мінеральних добрив в СРСР

(тис. т речовини, що діє, — N, P ₂ O ₅ і K ₂ O)

Таблиця. 3. — Постачання мінеральних добрив сільському господарству СРСР

  Примітки: 1. У Росії в 1913 забезпеченість М. в. 1 га ріллі складала 0,21 кг NPK. 2. На душу населення вироблено ( кг NPK): 0,1 в 1913, 3,9 з 1940 і 64 в 1972.

  Ефективність М. в. підвищується в умовах зрошування і високої технології обробітку культури, при внесенні їх спільно з органічними добривами, вживанні правильних норм, що враховують потреби рослин, властивості грунту і самого добрива, при вирощуванні чуйних сортів і тому подібне М. в. (і органічні) у сівозміні застосовують в певній системі, називається системою добрива, в якій передбачаються розподіл їх по полях, норми, терміни і способи внесення, визначувані за даними агрохімічного аналізу грунту і результатам польових дослідів. Середні норми М. в. у СРСР (у кг/га ) : 30—100 N, 30—60 P ₂ O ₅ і 45—90 K ₂ O; вищі — під технічних (бавовник цукровий буряк і ін.) і овочеві (огірок, томат і ін.) культури. М. в. вносять восени або весною ( основне добриво ) , одночасно з посівом ( припосівне добриво ) і під час вегетації ( підгодівля рослин ) . Способи внесення: розкидний (туковими сівалками, з літака) із закладенням в грунт плугом, культиватором або бороною — добрива змішуються з грунтом всього орного шару; локальний — в рядки або лунки (комбінованими сівалками і саджалками) при посіві насіння, посадці бульб, розсади, сіянців. М. в. також обробляють насіння перед посівом (обпилювання, намочування в розчині). Неправильне вживання М. в. (наприклад, надлишкові дози, погане закладення) може знизити родючість грунту, викликати загибель рослин і тварин, забруднення річок і водоймищ.

  Літ.: Прянішников Д. Н., Про добриво полів і сівозміни, Ізбр. статті, М., 1962; Кореньков Д. А., Мінеральні добрива і їх раціональне вживання, М., 1969; Довідкова книга по хімізації сільського господарства, під ред. Ст М. Борисов, М., 1969; Авдонін Н. С., Наукові основи вживання добрив, М., 1972.

  І. І. Синягин.