Розподіл поживних речовин у гумінових добривах у зв'язку з їх фракційним складом
Склад і співвідношення мінеральних речовин можуть визначати ступінь придатності гумінових добрив для застосування під ту чи іншу культуру. Слід, однак, зауважити, що характеристика різних форм гумінових добрив, про які йшла мова, давалася на підставі аналізу середніх проб.
Водночас відомо, що леонардит, з якого готуються ці добрива в даний час, за механічним складом не є однорідним, а являє собою органічну масу, що складається з частинок торфу різного діаметру.
Фракційний склад леонардиту
Таблиця 20. Фракційний склад леонардиту
| Показник якості леонардиту за фракціями | Розмір частинок, мм | Середня проба леонардиту | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10–7 | 7–6 | 5–3 | 3–2 | 2–1 | 1–0,5 | <0,5 | ||
| Склад фракцій, % | 3,9 | 7,3 | 17,6 | 26,7 | 23,5 | 11,3 | 9,7 | 100,0 |
| Поглинальна здатність за метиленовим синім, % | 1,8 | 1,8 | 2,5 | 3,5 | 3,9 | 5,3 | 5,9 | 3,8 |
| Зольність, % | 19,9 | 20,7 | 20,2 | 20,6 | 19,9 | 20,5 | 32,9 | 21,5 |
Оскільки машини, що використовуються для внесення аміачної води і сипучих мінеральних компонентів, не дають додаткового значного подрібнення початкової сировини, то і готове гумінове добриво не відрізнятиметься від початкового стану за фракційним складом.
У той же час, як видно з таблиці 20, фракційний склад повинен мати значний вплив на якість добрива, оскільки залежно від більшого чи меншого вмісту частинок з високою катіонообмінною здатністю буде змінюватися і розподіл мінеральних речовин у готовому добриві. Тому ми поставили перед собою завдання з'ясувати характер розподілу мінеральних компонентів у масі леонардиту при обробці його хімічними продуктами.
Крім того, оскільки результатом такої обробки повинно бути отримання якісно різних фракцій, необхідно було визначити оптимальні розміри гранул як за вмістом поживних речовин, так і за їх впливом на рослину.
Приготування та аналіз гумату калію
Для вирішення цих завдань було приготовлено два види гумату калію:
- Перший вид: леонардит обробляли аміачною водою, а потім надлишок аміаку нейтралізували суперфосфатом до рН 7,2.
- Другий вид: замість суперфосфату надлишок аміаку нейтралізували ортофосфорною кислотою, попередньо розведеною у воді для більш повного змочування маси.
Таким чином, використання суперфосфату та ортофосфорної кислоти дало можливість порівняти ефективність обробки леонардиту фосфором у рідкій формі.
Після приготування добрива розділили на фракції та проаналізували середні проби. Азот і фосфор визначали у витяжці 0,5 N H₂SO₄. Гумінові та фульвокислоти вилучали холодним способом.
Таблиця 21. Вміст поживних речовин у гуматі калію за фракціями (у %)
| Назва аналізу | Гумат калію, нейтралізований суперфосфатом | Гумат калію, нейтралізований P₂O₅ | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Середня проба | Фракції, мм | Середня проба | Фракції, мм | ||||||||||||||
| 7–10 | 5–7 | 3–5 | 2–3 | 1–2 | 0,5–1 | <0,5 | 7–10 | 5–7 | 3–5 | 2–3 | 1–2 | 0,5–1 | <0,5 | ||||
| N | 1,23 | 0,87 | 1,13 | 1,27 | 1,40 | 1,42 | 1,24 | 1,06 | 1,54 | 1,10 | 1,38 | 1,47 | 1,60 | 1,56 | 1,72 | 1,86 | |
| P₂O₅ | 3,27 | 1,25 | 1,68 | 2,21 | 3,04 | 3,91 | 5,36 | 5,15 | 2,94 | 1,50 | 2,03 | 2,74 | 3,23 | 3,19 | 3,09 | 3,58 | |
| Співвідношення P₂O₅:N | 2,6 | 1,4 | 1,5 | 1,7 | 2,2 | 2,7 | 4,3 | 4,8 | 1,9 | 1,4 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,0 | 1,8 | 1,9 | |
| Гумінова кислота, розчинна в 0,01 N KOH | 0,37 | 0,27 | 0,32 | 0,22 | 0,21 | 0,10 | 0,04 | 1,38 | 0,62 | 0,89 | 1,16 | 1,41 | 1,59 | 1,96 | 1,87 | ||
| Гумінова кислота, розчинна в 0,1 N KOH | 7,45 | 7,76 | 8,86 | 7,51 | 7,32 | 4,60 | 0,78 | 16,02 | 15,37 | 14,74 | 18,10 | 16,72 | 16,59 | 16,70 | 12,96 | ||
| Вологість | 22,1 | 37,4 | 41,9 | 44,8 | 46,7 | 45,6 | 38,3 | 44,0 | 18,4 | 25,6 | 44,4 | 47,5 | 48,7 | 40,6 | 25,9 | ||
| pH водного екстракту | 6,5 | 6,7 | 6,9 | 7,0 | 7,1 | 7,2 | 7,0 | 7,0 | 6,6 | 6,7 | 6,8 | 6,9 | 7,1 | 7,2 | 7,4 | ||
Як показує аналіз, якісний склад фракцій леонардиту є гетерогенним, і незалежно від способу нейтралізації, більша частина внесених азоту і фосфору накопичується в дрібніших торф'яних гранулах розміром 5 мм і менше.
Вибір фосфорного компонента має значний вплив лише на рухливість гумінових, фульво- та ульмінових кислот у добриві. Так, обробка суперфосфатом в цілому знижує вихід розчинних у лугах гумінових кислот, і чим менший розмір гранул у фракції, тим більше зниження. Зменшення вмісту гумінових кислот від більших фракцій до менших відбувається паралельно зі збільшенням їх вмісту фосфорної кислоти і пояснюється більшим збагаченням дрібних фракцій порошкоподібним суперфосфатом.
На відміну від суперфосфату, використання ортофосфорної кислоти не призводить до зменшення виходу гумінових кислот. Навпаки, в цьому випадку спостерігається збільшення вмісту гумінових кислот у фракціях паралельно зі збільшенням вмісту в них азоту і фосфору.
Мікровегетаційний дослід
Фракції зазначених видів гумату калію були випробувані в мікровегетаційному досліді з метою визначення їх ефективності як джерел мінерального живлення рослин. Дослід проводили у чашках Коха на піщаній культурі. Наважка піску на посудину становила 400 г. На посудину додавали 1,5 мл добрива і висівали 50 насінин ячменю. Через 10 днів після появи сходів ячмінь збирали, визначали вміст у ньому азоту і фосфору, після чого розраховували винесення.
Таблиця 22. Ефективність фракцій гумату калію як джерел живлення (нейтралізація суперфосфатом) (Мікровегетаційний дослід 2016 р., ячмінь)
| Фракція гумату калію, мм | Суха маса 50 рослин, г | Вміст, % | Загальний винос на посудину, мг | Винесено з добрив на посудину, мг | Внесено на посудину, мг | Використання внесеної кількості, % | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | ||
| Середня проба | 0,52 | 4,15 | 0,643 | 21,6 | 3,33 | 9,4 | 2,16 | 18,4 | 49,1 | 50,8 | 4,4 |
| 10–7 | 0,55 | 3,51 | 0,441 | 19,3 | 2,42 | 7,1 | 1,25 | 13,1 | 18,7 | 54,2 | 6,7 |
| 7–5 | 0,54 | 4,48 | 0,536 | 24,2 | 2,91 | 12,0 | 1,74 | 16,9 | 25,2 | 71,0 | 6,9 |
| 5–3 | 0,57 | 5,31 | brak | 30,3 | brak | 18,1 | brak | 19,1 | 33,1 | 94,7 | brak |
| 3–2 | 0,57 | 4,15 | 0,466 | 23,6 | 2,68 | 11,4 | 1,51 | 21,0 | 45,6 | 54,0 | 3,3 |
| 2–1 | 0,56 | 4,15 | 0,625 | 23,2 | 3,47 | 11,0 | 2,30 | 21,3 | 58,6 | 51,6 | 3,9 |
| 1–0,5 | 0,54 | 4,06 | 0,536 | 21,9 | 2,91 | 9,7 | 1,74 | 18,6 | 80,4 | 51,2 | 4,0 |
| <0,5 | 0,54 | 3,71 | 0,682 | 20,0 | 3,67 | 7,8 | 2,50 | 27,9 | 53,7 | 27,9 | 4,6 |
| Без добрив | 0,45 | 2,71 | 0,264 | 12,2 | 1,17 | brak | brak | brak | brak | brak | brak |
Аналіз результатів
Отримані в даному досліді дані дозволяють зробити висновок, що найбільш цінною складовою частиною гумату є середні фракції. Гранули діаметром понад 7 мм є поганим джерелом як азотного, так і фосфорного живлення для рослин, тому їх абсолютно необхідно відбраковувати при виробництві добрив.
Найімовірніше, так само слід вчинити і з пилоподібною фракцією <0,5 мм, яка в основному складається з погано гуміфікованих частинок леонардиту і мінеральної домішки.
Що стосується оптимальних розмірів гранул, то, судячи з поглинання азоту, їх ефективність залежить від форми фосфорного компонента. Так, при використанні суперфосфату перевага надається гранулам розміром 3–5 мм, а при приготуванні добрив з ортофосфорною кислотою оптимальний розмір частинок знаходиться в межах 1–3 мм.
Висновки
- Проведені дослідження показали, що ефективність гумінових добрив можна підвищити шляхом підбору для кожної культури і групи культур оптимального складу і співвідношення мінеральних компонентів, а також відповідних розмірів гранул і реакції добрива.
- Насичення гумінового добрива (призначеного для використання під час сівби) мінеральними компонентами до певної межі підвищує їх ефективність. Ця гранична насиченість визначається сумарним вмістом азоту, фосфору і калію 11%. Ефективність більш концентрованих гумінових добрив наближається до дії мінеральних солей.
- Додавання калію в гумат з метою отримання з нього гумінового добрива повного мінерального складу, як правило, має супроводжуватися додатковим збагаченням туку аміачною водою.
- З досліджених типів препаратів найбільш ефективними були ті, в яких на одну частину азоту припадає 1,5–2 частини фосфору і 1,5–3 частини калію.
- Вміст рухомих у воді гумінових кислот, розчинних у воді без підігрівання, в таких добривах повинен бути в межах 0,17–0,19 відсотка.
- У процесі обробки леонардиту хімічними продуктами у виробництві гумінових добрив розподіл мінеральних речовин за фракціями леонардиту виявляється нерівномірним. Азот з аміачної води і суперфосфат поглинаються головним чином фракціями 5 мм і менше.
- Вегетаційний дослід показав, що найбільш цінною складовою частиною гуматів є середні фракції — 1–5 мм. Гранули понад 7 мм в діаметрі є поганим джерелом як азотного, так і фосфорного живлення для рослин, а з розміром <0,5 мм — поганим джерелом азотного живлення.