Rozkład składników odżywczych w nawozach huminowych w związku z ich składem frakcyjnym
Skład i proporcje substancji mineralnych mogą określać stopień przydatności nawozów huminowych do stosowania pod daną uprawę. Należy jednak zauważyć, że charakterystyka różnych form nawozów huminowych, o których mowa, opierała się na analizie próbek średnich.
Jednocześnie wiadomo, że leonardyt, z którego obecnie przygotowywane są te nawozy, pod względem składu mechanicznego nie jest jednorodny, lecz stanowi masę organiczną składającą się z cząstek torfu o różnej średnicy.
Skład frakcyjny leonardytu
Tabela 20. Skład frakcyjny leonardytu
| Wskaźnik jakości leonardytu według frakcji | Rozmiar cząstek, mm | Średnia próbka leonardytu | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10–7 | 7–6 | 5–3 | 3–2 | 2–1 | 1–0,5 | <0,5 | ||
| Skład frakcji, % | 3,9 | 7,3 | 17,6 | 26,7 | 23,5 | 11,3 | 9,7 | 100,0 |
| Pojemność sorpcyjna według błękitu metylenowego, % | 1,8 | 1,8 | 2,5 | 3,5 | 3,9 | 5,3 | 5,9 | 3,8 |
| Popiół, % | 19,9 | 20,7 | 20,2 | 20,6 | 19,9 | 20,5 | 32,9 | 21,5 |
Ponieważ stosowane maszyny do wprowadzania wody amoniakalnej i sypkich składników mineralnych nie powodują dodatkowego znaczącego rozdrobnienia surowca, gotowy nawóz huminowy pod względem składu frakcyjnego nie będzie różnił się od stanu pierwotnego.
Jednocześnie, jak widać z tabeli 20, skład frakcyjny powinien mieć istotny wpływ na jakość nawozu, ponieważ w zależności od większej lub mniejszej zawartości cząstek o wysokiej kationowej pojemności sorpcyjnej, będzie zmieniać się rozkład substancji mineralnych w gotowym nawozie. Dlatego postawiliśmy sobie za zadanie wyjaśnienie charakteru rozkładu składników mineralnych w masie leonardytu w procesie jego obróbki chemikaliami.
Ponadto, ponieważ w wyniku takiej obróbki zamierzano uzyskać jakościowo różne frakcje, konieczne było określenie optymalnych rozmiarów granul zarówno pod względem zawartości składników odżywczych, jak i ich wpływu na roślinę.
Przygotowanie i analiza humianu potasu
W celu rozwiązania tych problemów przygotowano dwa rodzaje humianu potasu:
- Pierwszy rodzaj: leonardyt potraktowano wodą amoniakalną, a następnie nadmiar amoniaku zneutralizowano superfosfatem do pH 7,2.
- Drugi rodzaj: zamiast superfosfatu nadmiar amoniaku zneutralizowano kwasem ortofosforowym, wstępnie rozcieńczonym w wodzie dla pełniejszego zwilżenia masy.
Zatem zastosowanie superfosfatu i kwasu ortofosforowego umożliwiło porównanie efektywności obróbki leonardytu fosforem w postaci płynnej.
Po przygotowaniu nawozy rozdzielono na frakcje, a próbki średnie poddano analizie. Azot i fosfor oznaczano w wyciągu 0,5 N H₂SO₄. Kwasy huminowe i fulwowe ekstrahowano na zimno.
Tabela 21. Zawartość składników odżywczych w humianie potasu według frakcji (w %)
| Nazwa analizy | Humian potasu, neutralizowany superfosfatem | Humian potasu, neutralizowany P₂O₅ | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Średnia próbka | Frakcje, mm | Średnia próbka | Frakcje, mm | ||||||||||||||
| 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 | |
| Stosunek 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 | |
| Kwas huminowy, rozpuszczalny w 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 | ||
| Kwas huminowy, rozpuszczalny w 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 | ||
| Wilgotność | 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 wodnego wyciągu | 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 | ||
Jak pokazuje analiza, skład jakościowy frakcji leonardytu jest niejednorodny, przy czym niezależnie od sposobu neutralizacji, większa część wprowadzanego azotu i fosforu gromadzi się w drobniejszych granulkach torfu od 5 mm i mniejszych.
Wybór składnika fosforowego ma istotny wpływ jedynie na ruchliwość kwasów huminowych, fulwowych i ulminowych w nawozie. Tak więc, obróbka superfosfatem ogólnie zmniejsza wydajność kwasów huminowych rozpuszczalnych w zasadach, i to tym bardziej, im mniejszy jest rozmiar granul we frakcji. Spadek zawartości kwasów huminowych od większej do mniejszej frakcji zachodzi równolegle do wzrostu zawartości w nich kwasu fosforowego i tłumaczy się większym wzbogaceniem drobnych frakcji sproszkowanym superfosfatem.
W przeciwieństwie do superfosfatu, zastosowanie kwasu ortofosforowego nie powoduje zmniejszenia wydajności kwasów huminowych. Wręcz przeciwnie, w tym przypadku obserwuje się wzrost zawartości kwasów huminowych we frakcjach równolegle do wzrostu w nich azotu i fosforu.
Doświadczenie mikrowegetacyjne
Frakcje wymienionych rodzajów humianu potasu testowano w doświadczeniu mikrowegetacyjnym w celu określenia ich efektywności jako źródeł odżywiania mineralnego dla roślin. Doświadczenie przeprowadzono w szalkach Kocha w kulturze piaskowej. Odważka piasku w naczyniu — 400 g. Na naczynie podano 1,5 ml nawozu i wysiano 50 nasion jęczmienia. Po 10 dniach od wschodów jęczmień zebrano i oznaczono w nim zawartość azotu i fosforu, a następnie obliczono pobranie.
Tabela 22. Efektywność frakcji humianu potasu jako źródeł odżywiania (neutralizacja superfosfatem) (Doświadczenie mikrowegetacyjne 2016 r., jęczmień)
| Frakcja humianu potasu, mm | Sucha masa 50 roślin, g | Zawartość, % | Całkowite pobranie z naczynia, mg | Pobrano z nawozów na naczynie, mg | Wprowadzono na naczynie, mg | Wykorzystano z wprowadzonego, % | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | N | P₂O₅ | ||||
| Średnia próbka | 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 | 1,6 | 20,1 | 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 | ||
| Bez nawozów | 0,45 | 2,71 | 0,264 | 12,2 | 1,17 | brak | brak | brak | brak | brak | brak | ||
Analiza wyników
Uzyskane w tym doświadczeniu dane pozwalają wywnioskować, że najcenniejszą częścią składową humianu są frakcje średnie. Granule o średnicy powyżej 7 mm stanowią słabe źródło zarówno azotu, jak i fosforu dla roślin, dlatego przy produkcji nawozów bezwzględnie należy je odrzucić.
Najprawdopodobniej celowe będzie podobne postępowanie z frakcją pyłową <0,5 mm, w skład której wchodzą głównie słabo zhumifikowane cząstki leonardytu i domieszka mineralna.
Jeśli chodzi o optymalne rozmiary granul, to sądząc po pobraniu azotu, ich efektywność zależy od formy składnika fosforowego. Tak więc, przy stosowaniu superfosfatu, preferowane są granule 3–5 mm, podczas gdy przy przygotowywaniu nawozów z kwasem ortofosforowym optymalna wielkość cząstek mieści się w zakresie 1–3 mm.
Wnioski
- Przeprowadzone badania wykazały, że efektywność nawozów huminowych można zwiększyć poprzez dobór dla każdej uprawy i grupy upraw optymalnego składu i proporcji składników mineralnych, a także odpowiedniego rozmiaru granul i odczynu nawozu.
- Nasycenie nawozu huminowego (do stosowania przy siewie) składnikami mineralnymi do określonej granicy zwiększa ich efektywność. To graniczne nasycenie określa łączna zawartość azotu, fosforu i potasu w 11%. Efektywność bardziej skoncentrowanych nawozów huminowych zbliża się do działania soli mineralnych.
- Dodanie potasu do humianu w celu uzyskania z niego nawozu huminowego o pełnym składzie mineralnym, z reguły powinno być połączone z dodatkowym wzbogaceniem nawozu wodą amoniakalną.
- Z badanych rodzajów preparatów najbardziej efektywne były te, w których na jedną część azotu przypada 1,5–2 części fosforu i 1,5–3 części potasu.
- Zawartość wodnorozpuszczalnych kwasów huminowych, rozpuszczalnych w wodzie bez podgrzewania, w takich nawozach powinna wynosić od 0,17 do 0,19 procent.
- W procesie obróbki leonardytu chemikaliami przy produkcji nawozów huminowych rozkład substancji mineralnych na frakcje leonardytu okazuje się nierównomierny. Azot z wody amoniakalnej i superfosfat są pochłaniane głównie przez frakcje od 5 mm i mniejsze.
- Doświadczenie wegetacyjne wykazało, że najcenniejszą częścią składową humianów są frakcje średnie — 1–5 mm. Granule o średnicy powyżej 7 mm stanowią słabe źródło zarówno azotu, jak i fosforu dla roślin, a o rozmiarze <0,5 mm — słabe źródło azotu.