Калійні добрива
Калій є одним з основних поряд з азотом та фосфором необхідних елементів мінерального живлення. На відміну від азоту та фосфору він не входить до складу органічних сполук у рослині, а знаходиться в клітинах рослини в іонній формі у вигляді розчинних солей у клітинному соку та частково у вигляді неміцних адсорбційних комплексів з колоїдами цитоплазми.
Калію значно більше у молодих життєдіяльних частинах та органах рослини, ніж у старих. При нестачі калію в поживному середовищі відбувається відтік його з більш старих органів і тканин в молоді органи, що ростуть, де він піддається повторному використанню (реутилізації).
Фізіологічні функції калію у рослинному організмі різноманітні. Він позитивно впливає на фізичний стан колоїдів цитоплазми, підвищує їх обводненість, набухання і в'язкість, що має велике значення для нормального обміну речовин у клітинах, а також для підвищення стійкості рослин до посухи. При нестачі калію та посиленні транспірації рослини швидше втрачають тургор і в'януть.
Калій позитивно впливає на інтенсивність фотосинтезу, окисних процесів та утворення органічних кислот у рослині, він бере участь у вуглеводному та азотному обміні. При нестачі калію в рослині гальмується синтез білка, внаслідок чого порушується весь азотний обмін.
Нестача калію особливо сильно проявляється під час харчування рослин амонійним азотом. Внесення високих норм амонійного азоту при нестачі калію призводить до накопичення в рослинах великої кількості непереробленого аміаку, що надає шкідливу дію на рослину. При внесенні калійних добрив амонійний азот використовується для синтезу амінокислот і шкідлива дія його надлишку усувається. При нестачі калію затримуєтьсяперетворення простих вуглеводів (моноз) на складніші (оліго- і полісахариди).
При достатньому калійному харчуванні підвищується стійкість рослин до різних захворювань, наприклад, у зернових хлібів — до борошнистої роси та іржі, у овочевих культур, картоплі та коренеплодів — до збудників гнилів. Калій сприяє розвитку механічних елементів, судинних пучків та луб'яних волокон, тому позитивно впливає на міцність стебел та стійкість рослин до вилягання, на вихід та якість волокна льону та конопель.
При нестачі калію пригнічується розвиток репродуктивних органів - затримується розвиток бутонів та зародкових суцвіть, зерно виходить щуплим, зі зниженою схожістю.
Вміст калію (K2О) у різних ґрунтах коливається від 0,5 до 3% і залежить від їх механічного складу. Більше міститься калію в глинистій фракції ґрунту. Тому важкі глинисті та суглинисті ґрунти багатші калієм, ніж піщані та супіщані. Дуже бідні калієм торф'янисті ґрунти (0,03-0,05%). У більшості суглинистих ґрунтів калію міститься 2-2,5%, тобто. значно більше, ніж азоту та фосфору.
Загальний запас K2О в орному шарі ґрунту 50-75 т на 1 га, але основна частина калію (98-99%) знаходиться у ґрунті у вигляді сполук, нерозчинних та малодоступних для рослин. За ступенем рухливості та доступності для рослин сполуки калію, що містяться в грунті, можна розділити на такі основні форми.
1. Калій, що входить до складу міцних алюмосилікатних мінералів, головним чином польових шпатів (ортоклаза та ін) і слюд (мусковіта, біотиту та ін).
Калій польових шпатів малодоступний рослин. Однак під впливом води та розчиненої в ній вуглекислоти, змін температури середовища та діяльності ґрунтових мікроорганізмів відбувається поступове розкладання цихмінералів із утворенням розчинних солей калію. Калій мусковита та біотиту більш доступний рослинам.
2. Калій обмінний, поглинений ґрунтовими колоїдами, становить 0,8-1,5% загального вмісту калію в ґрунті. Йому належить основна роль харчуванні рослин. Добра доступність обмінного калію для рослин обумовлена здатністю його при обміні з іншими катіонами легко переходити в розчин, з якого він засвоюється рослинами. При засвоєнні рослинами калію з розчину нові порції його переходять з поглиненого стану грунтовий розчин. У міру використання обмінного калію цей процес все більше сповільнюється, а калій, що залишається, все міцніше утримується в поглиненому стані.
Зміст обмінного калію може бути показником ступеня забезпеченості грунту засвоєним калієм. Звичайні та потужні чорноземи та сіроземи багатші обмінним калієм, ніж дерново-підзолисті ґрунти, особливо піщані та супіщані.
3. Водорозчинний калій представлений різними солями, розчиненими у ґрунтовій волозі (нітрати, фосфати, сульфати, хлориди, карбонати калію), які безпосередньо засвоюються рослинами. Зміст їх у грунті зазвичай незначне (близько 1/10 від обмінного), оскільки калій з розчину негайно перетворюється на поглинений стан і споживається рослинами.
У деяких ґрунтах водорозчинний калій (а також калій внесених у ґрунт добрив) може поглинатися у необмінній формі, в результаті знижується доступність його для рослин. Необмінна фіксація калію, як і іона амонію, найбільше виражена в чорноземах і сіроземах, особливо при їх поперемінному зволоженні та висушуванні.
Кругообіг калію в господарстві відрізняється від круговороту азоту та фосфору.
В асортименті калійних добрив, що випускаються в нашій країні.переважають висококонцентровані форми - хлористий калій і 40% калійна сіль. Сульфат калію виготовляється в обмежених кількостях. Крім того, випускаються магнійсодержащие калійні добрива - калімагнезія і хлоркалій-електроліт. Частина калію виробляється як комплексних туков. Як калійні добрива в сільському господарстві використовуються також в обмежених масштабах сирі калійні солі, цементний пил і нефелінові хвости.
Сильвініт - nKCl + mNaCl - містить не менше 22% КСl і 67-72% NaCl, K2О - не менше 14%. Випускається в грубому розмелі (розмір кристалів 1-5 мм і більше). На вигляд представляє суміш великих кристалів білого, рожевого, бурого і синього кольорів. Має незначну гігроскопічність, але при зберіганні у вологому приміщенні відволожується, а при підсушуванні злежується.
Сильвініт вносять в основне добриво з осені під зяблеву оранку. При цьому значна частина хлору вимивається в нижні шари ґрунту, а калій поглинається ґрунтом.
Вміст великої кількості натрію в сільвініті (2,5 кг Na2O на 1 кг К2О) корисний для буряків, кормових та столових коренеплодів, деяких овочевих культур.
Каїніт - КСl·MgSO4·3H2O з великою домішкою NaCl; містить не менше 10% К2О, 6-7% MgO, 32-35% Cl і 22-25% Na2O, 15-17% SO4. Виходить при розмелі каінітової або каїніто-лангбейнітової породи. Так само, як і сильвініт, застосовується як основне добрива. Завдяки домішки Mg SO4 і NaCl внесення каїніту під цукрові буряки та інші коренеплоди, капусту, конюшину дає хороші результати, особливо на легких ґрунтах.
Промислові калійні добрива
Хлористий калій - KCl - містить від 40,1 до 45,5%, 30% NaCl, 2-3% MgCl2, 16% Na2O і 0,2% MgO. Виходить із сильвініту шляхом поділу КСl і NaCl, якийзасноване на різній розчинності цих солей з підвищенням температури (метод перекристалізації). В результаті одержують дрібнокристалічний KCl, який при зберіганні сильно злежується. Грануляція продукту покращує фізичні властивості добрива.
Доступний флотаційний спосіб одержання хлористого калію із сильвініту, що дозволяє покращити фізичні властивості добрива. За методом флотації для відокремлення в сільвініті КСL від NaCl додають поверхнево-активні речовини (аміни), які адсорбуються тільки на поверхні зерен KCl, і при інтенсивному продуванні кристали його спливають, а кристали NaCl - осідають. Флотаційний хлористий калій має більші природні кристали рожевого кольору. Реагенти, утримані поверхнею кристалів КС1, різко зменшують гігроскопічність і добрива.
Хлористий калій – основне калійне добриво. Він містить у 4-5 разів менше хлору, ніж сільвініт, і може застосовуватися під всі культури та на будь-яких ґрунтах.
40%-на калійна сіль виходить механічним змішуванням хлористого калію з тонкорозмеленим сильвінітом або каїнітом. За складом та властивостями займає проміжне положення між сильвінітом і хлористим калієм. Зміст K2O щонайменше 40%. Вміст хлору та натрію в ній більше, ніж у хлористому калії, але менше, ніж у сільвініті. Калійна сіль найбільш ефективна для цукрових буряків та кормових коренеплодів, які позитивно реагують на натрій та малочутливі до хлору. Для культур, чутливих до надлишку хлору, вона є менш придатною, ніж хлористий калій. Вноситься калійна сіль як основне добрива з глибоким закладенням під плуг, краще з осені під зяб.
Сульфат калію (сірчанокислий калій) - K2SO4 - містить не менше 46% К2О, вологи не більше 2%. На вигляд —дрібнокристалічна сіль сірого кольору, розчинна у воді. Виходить шляхом виділення K2SO4 із природних сульфатних калійних солей.
Сульфат калію має добрі фізичні властивості, негігроскопічний, не злежується. Може застосовуватися на будь-яких ґрунтах і під всі культури, але особливо придатний для культур, чутливих до хлору (тютюн, виноград, цитрусові, льон, картопля та ін.).
Калімагнезія - K2SO4 · MgSO4 · 6Н2О - містить 28-30% K2O і 8-10% MgO.
Калімагнезія - гарне добриво для культур, чутливих до хлору і споживають поряд з калієм багато магнію (картопля, льон, конюшина), особливо на бідних калієм та магнієм піщаних та супіщаних ґрунтах
Застосування калійних добрив
Всі калійні добрива добре розчиняються у воді. При внесенні в ґрунт вони швидко розчиняються і вступають у взаємодію з ґрунтовим поглинаючим комплексом:
Калій та інші катіони (Na + , Mg 2+ ), що входять до складу калійних добрив, поглинаються колоїдною частиною ґрунту, а хлор залишається у ґрунтовому розчині і тому легко вимивається. В результаті переходу калію в поглинений стан знижується його рухливість у ґрунті та запобігається вимиванню, за винятком піщаних та супіщаних ґрунтів з малою ємністю поглинання. Обмінно поглинений ґрунтом калій добрива добре доступний рослинам. Коефіцієнт використання калію з мінеральних добрив 60-70%.
На ґрунтах середнього та важкого механічного складу калійні добрива необхідно вносити з осені під зяблеву оранку. При цьому вони розміщуються в більш вологому шарі ґрунту, де розвивається основна маса діяльного коріння, і тому калій краще засвоюється рослинами.
На легких ґрунтах, особливо в районах з великою кількістю опадів, де можливе вимивання калію,калійні добрива доцільно вносити навесні під культиватор.
Всі калійні добрива — фізіологічні кислі солі, але фізіологічна кислотність у них менша, ніж у амонійних добрив, і проявляється вона в більш помітних розмірах тільки при тривалому застосуванні їх під культури, що споживають велику кількість калію, — соняшник, гречку, коренеплоди, картопля, овочі . Катіони К + і Na + , що містяться в калійних добривах, поглинаючись ґрунтом, витісняють з неї еквівалентну кількість катіонів Са 2+ або Н + і Аl 3+ (на кислих грунтах). Витіснення іонів Н + і Аl 3+ з грунту призводить до підкислення грунтового розчину і збільшення вмісту в ньому алюмінію.
У більш різкій формі підкислення спостерігається лише при систематичному внесенні високих норм калійних добрив, особливо низьковідсоткових калійних солей, на ґрунтах, не насичених основами.
Для запобігання негативному впливу калійних добрив на ці грунти необхідно проводити вапнування і внесення азотних і фосфорних добрив, що містять кальцій. На ґрунтах, насичених основами (чорноземах та сіроземах), негативної дії калійних добрив на фізичні властивості та реакцію ґрунту не спостерігається.
Найбільш ефективні калійні добрива на легких піщаних та супіщаних, а також на торф'янистих та заплавних ґрунтах. На цих бідних калієм ґрунтах усі сільськогосподарські культури дуже відгукуються на внесення калійних добрив. На торфовищах, які містять достатньо азоту, а часто і фосфору, внесення одних калійних добрив (без азотних та фосфорних) дає високий ефект.
Важливою умовою ефективного застосування калійних добрив є гарне забезпечення рослин азотом та фосфором. На ґрунтах, бідних азотом та фосфором, одні калійні добрива не даютьналежного ефекту.
На дерново-підзолистих, суглинистих та глинистих ґрунтах, що містять значну кількість калію, потреба всіх культур у калійних добривах проявляється зазвичай лише при одночасному внесенні азотних та фосфорних добрив. На чорноземних ґрунтах, ще краще забезпечених калієм, застосування калійних добрив (обов'язково в поєднанні з азотними та фосфорними) необхідне лише під культури, що споживають багато калію — цукрові буряки, кукурудзу, соняшник, картопля та овочі, а на каштанових ґрунтах та сіроземах — лише за зрошення.
На солонцях, зазвичай багатих на рухомий калій, калійні добрива ефекту не дають, а внесення їх сприяє подальшому засоленню цих грунтів.
При систематичному застосуванні азотних та фосфорних добрив ефективність калійних добрив підвищується та потреба в них з роками зростає. Зі збільшенням застосування гною, що містить відносно багато калію, на всіх типах ґрунтів потреба в калійних добривах, навпаки, зменшується.