Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Виробництво добрив

Для нормального росту та розвитку рослин необхідно, щоб у грунті була достатня кількість азоту, фосфору, кальцію, калію,
магнію, заліза, бору, йоду, цинку, молібдену, марганцю, міді тощо.
Недостача, як і надлишок цих елементів у грунті, впливає на розвиток рослин, а через них і на людський організм.

Мінеральними добривами називають солі, які містять елементи, необхідні для нормального росту рослин. Мінеральні добрива вносять у грунт для отримання стійких і якісних урожаїв сільськогосподарських культур. За рахунок внесення мінеральних добрив у грунт урожай сільськогосподарських культур збільшується на (50...70)%. Крім того, добрива поліпшують якість продукції — збільшують вміст цукру в цукрових буряках і винограді, крохмалю в картоплі, білка в зерні, збільшують міцність волокон льону, конопель і бавовни. Поряд з цим мінеральні добрива поліпшують стійкість рослин до засухи, холоду тa захворювань.

Сировина для виробництва мінеральних добрив — природні матеріали, відходи хімічної та металургійної промисловості. Мінеральні добрива виробляють із природних фосфатів, солей калію тощо. Джерелом сировини для виробництва азотних добрив є атмосферний азот.

В основі класифікації мінеральних добрив покладено такі ознаки:

- агрегатний стан

- вид поживного елемента

- фізико-хімічні властивості тощо.

За агрегатним станом. Усі добрива поділяються на рідинні та тверді.

До рідинних добрив належить амоніачна вода. Тверді добрива виробляють у вигляді гранул і дрібних кристалів. Добрива у вигляді кристалів мають ряд недоліків: легко вимиваються водою, злежуються під час зберігання тощо. Гранульовані добрива мають достатню міцність, повільно розчиняються в ґрунтових розчинах.

Добрива — це неорганічні й органічні речовини, застосовані в сільському господарстві і рибальстві для підвищення врожайності культурних рослин і рибопродуктивності ставків. Мінеральні добрива, добуті з надр чи промислове отримані хімічні сполуки, містять основні елементи живлення (азот, фосфор, калій) і важливі для життєдіяльності мікроелементи (мідь, бор, марганець і ін.). їх підрозділяють на прості (одинарні, однобічні, однокомпонентні) і комплексні. Прості мінеральні добрива містять тільки одні з головних елементів живлення. До них відно­сяться азотні, фосфорні, калійні добрива і мікродобрива. Ком­плексні добрива містять не менш двох головних живильних еле­ментів. У свою чергу, комплексні мінеральні добрива поділяють на складні, складні-змішані і змішані.

Азотні добрива. Виробництво азотних добрив базується на синтезі аміаку з молекулярного азоту і водню. Азот одержують з повітря, а водень із природного газу, нафтових і коксових газів. Азотні добрива уявляють собою білий чи жовтуватий крис­талічний порошок (крім ціанаміду калію і рідких добрив), добре розчинні у воді, поглинаються чи слабко поглинаються ґрунтом. Тому азотні добрива легко вимиваються, що обмежує їхнє засто­сування восени як основне добриво. Більшість з них має високу гігроскопичність і вимагає особливого упакування і збереження.

За випуском і використанням в сільському господарстві най­головніші з цієї групи — аміачна селітра і сечовина, що склада­ють близько 60% всіх азотних добрив. Азотні добрива викорис­товують під усі сільськогосподарські культури.

Найбільш розповсюджені азотні добрива і їхні властивості наведено в таблиці 1.

Таблиця 1. Склад і властивості азотних добрив

Фосфорні добрива. Фосфор — один з найважливіших еле­ментів живлення рослин, тому що входить до складу білків. Лк-що азот у грунті може поповнюватися фіксацією його з повітря, то фосфати — тільки внесенням у ґрунт у виді добрив.

Головні джерела фосфору — фосфорити, апатити, вивіаніти і відходи металургійної промисловості — томасшлак, фосфатшлак. Усі фосфорні добрива — аморфні речовини, білувато-сіро­го чи жовтуватого кольору. Основні з них — суперфосфат і фос­форитне борошно.

За мірою розчинності ці добрива підрозділяють на такі групи:

1) Розчинні у воді, легкодоступні для рослин — суперфосфати­
простий і подвійний, амонізований, збагачений;

2) Важкорозчинні (не розчинні у воді і майже не розчинні в
слабких кислотах), вони не можуть безпосередньо використову­ватися
рослинами — це фосфоритне і кісткове борошно.

Фосфоритне борошно — тонко розмелений природний фос­форит, з'єднання якого важкодоступні рослинам. Це добриво за­стосовують на кислих підзолистих, торф'яних, сірих лісових грунтах, а також на деградованих і вилужених чорноземах і чер­воноземах.

Найбільш розповсюджені фосфорні добрива і їхні властивості наведено в таблиці 2.

Таблиця 2.Фосфорні добрива та їх властивості

Калійні добрива. Калій — необхідний елемент для рослин. В основному він знаходиться в молодих зростаючих органах, клітинному соку рослин і сприяє швидкому нагромадженню вугле­водів.

Багато калійних добрив уявляють собою природні калійні солі, що використовуються в сільському господарстві в розмеле­ному виді. Значні розробки їх знаходяться в Західній Україні.

Значна кількість хлору в багатьох калійних добривах негативно впливає на ріст і розвиток рослин, а вміст натрію (у калійній солі і сильвініті) погіршує фізико-хімічні властивості ба­гатьох ґрунтів, особливо чорноземних, каштанових і солонцевих.

На бідних калієм легких грунтах і торфовищах усі без винятку сільськогосподарські культури мають потребу в калійних добри­вах. Недолік калію в ґрунті заповнюється головним чином внесен­ням гною. Калій не застосовують на солоних і солонцюватих ґрун­тах, тому що він погіршує їхні властивості. Калій легко розчиняється у воді і при внесенні поглинається колоїдами грунту, тому він малорухомий, однак на легких ґрунтах легко вимивається.

Калійні добрива підрозділяються на три групи:

1) Концентровані, що є продуктами заводської переробки
калійних руд — хлористий калій, сірчанокислий калій, калійномагнієвий
концентрат, сульфат калію-магнію (калімагнезія);

2) Сирі калійні солі, що являють собою розмелені природні
калійні руди — каініт, сильвініт;

3) Калійні солі, що одержані змішуванням сирих калійних
солей з концентрованими, звичайно з хлористим калієм — 30-ти
і 40%-ві калійні солі.

Як калійні добрива використовують також трубну золу і цементний пил.

Найбільш розповсюджені калійні добрива і їхні властивості
наведено в табл.4.

Таблиця 4.Калійні добрива та їх властивості

Комплексні добрива. Їхпідрозділяють за складом:

- подвійні (азотно-фосфорні, азотно-калійні, фосфорно-калійні)

- потрійні (азотно-фосфорно-калійні)

за способом виробництва:

- складні,

- складно-змішані (комбіновані)

- змішані добрива.

До складних добрив промислового виробництва відносять (калієва селітра, амофос, діамофос). Їх одержують при хімічній взаємодії вихідних компонентів, складно-змішані (нітрофос, нітрофоска, нітроамофос, нітроамофоска, фосфорно-калійні, рідкі комплексні й ін.) — у єдиному технологічному процесі з простих чи складних добрив. Змішані добрива одержують змішуванням простих.

Складні і складно-змішані добрива характеризуються висо­кою концентрацією живильних речовин, тому застосування та­ких добрив забезпечує значне скорочення витрат господарств на їхнє транспортування, змішування, збереження і внесення.

До числа недоліків комплексних добрив відноситься те, що пропорції у вмісті NPK у них варіюють у незначних межах. Тому при внесенні, наприклад, необхідної кількості азоту, інших жи­вильних елементів вноситься менше чи більше, ніж потрібно.

У незначній кількості застосовують і багатофункціональні доб­рива, що містять, крім основних живильних елементів, мікроелемен­ти і біостимулятори, що специфічно впливать на ґрунт і рослини.

Органічні добрива — це перегній, торф, гній, пташиний послід (гуано), різні компости, органічні відходи міського господарства (стічні води, опади стічних вод, міське сміття), сапропель, зелене добриво. Вони містять найважливіші елементи живлення, в ос­новному в органічній формі, і значну кількість мікроорганізмів. Дія органічних добрив на врожай культур позначається протя­гом (3...4) років і більше.

Гній — основне органічне добриво в усіх зонах країни. Він уяв­ляє собою суміш твердих і рідких виділень сільськогосподарських тварин з підстилкою і без неї. У гної містяться всі живильні речови­ни, що необхідні рослинам, і тому його називають повним добри­вом. Якість гною залежить від виду тварин, складу кормів, кількос­ті і якості підстилки, способу нагромадженім і умов її збереження.

В залежності від способів розміщення худоби розрізняють гній підстілковий (твердий), що одержаний при розміщенні худо­би на підстилці, і безпідстілковий (напіврідкий, рідкий).

Підстилковий гній містить близько 25% сухої речовини і близько 75% води. У середньому в такому гної 0,5% азоту, 0,25% фосфору, 0,6% калію і 0,35% кальцію. У його склад входять також необхідні для рослин мікроелементи, зокрема (З0...50) мг марганцю, (3...5) мг бора, 3-4 мг міді, (15...25) мг цинку, (0,3-0,5) мг молібдену на 1 тн.

Крім живильних речовин, гній містить значну кількість мікроорганізмів (в 1 т (10...15) кг живих мікробних кліток). При внесенні гною ґрунтова мікрофлора збагачується корисними гру­пами бактерій. Органічна речовина служить енергетичним ма­теріалом для ґрунтових мікроорганізмів, тому після внесення гною в ґрунті відбувається активізація азотфіксующих і інших мікробіологічних процесів.

Гній має багатобічну дію як на ґрунт, так і на рослину. Він підвищує концентрацію вуглекислого газу в ґрунтовому і приґрун­товому повітрі, знижує кислотність ґрунту і рухливість, підвищує насиченість його підставами. При систематичному його внесенні збільшується зміст гумусу і загального азоту в грунті, поліпшується його структура, краще поглинається й утримується волога.

Безпідстилковий (рідкий) гній накопичується в значній кількості на великих тваринницьких фермах і комплексах при безпідстильному утриманні худоби і застосуванні гідравлічної системи збирання екскрементів. Такий гній уявляє собою рухли­ву суміш калу, сечі, залишків корму, води і газоподібних речо­вин, що утворяться в період збереження. За змістом вологи його розділяють на напіврідкий (до 90%) та рідкий (90..,93%).

Кількість і якість без під етил очного гною залежить від виду і віку тварин, типу годівлі, способу розміщення худоби і технології нагромадження гною. Значна частина живильних речовин у цьо­му добриві знаходиться в легкодоступній для рослин формі (до 70% азоту в аміачній формі), що обумовлює більш сильну його дію в порівнянні з підстилковим гноєм у рік внесення і слабке в наступні роки. Фосфор і калій з підстилкового гною засвоюють­ся рослинами так само, як і з мінеральних добрив.

Пташиний послід. Це швидкодіюче органічне добриво. Жи­вильні речовини в ньому добре засвоюються рослинами. Куря­чий послід містить (0,7... 1,9)% азоту, (1,5...2)% Р₂НРО₅, (0,8... 1)% і 2,4% СаО.

Пташиний послід використовують як підгодівлю зернових і технічних культур, розчиняють його в (8...10) частинах води і вносять у ґрунт культиваторами-рослиноживильниками.

Торф. Це добриво уявляє собою суміш напіврозкладених в умовах надлишкового зволоження залишків рослин болотних. Торф може бути низького ступеня розкладання (до 20%), середнього (20...40)% і високого (більш 40%). Широко за­стосовують його у сільському господарстві як добриво. Розрізня­ють три типи торфу: верхівковий, низинний і перехідний.

Верховий торф утворюється на бідних живильними речовина­ми піднесених позначках рельєфу (мохи, пухівки, шєйхцерия бо­лотна, підбел, багно, осока болотна й ін.). Верховий торф харак­теризується підвищеною кількістю органічної речовини, висо­кою кислотністю, значною поглинальною здатністю і малим змістом живильних речовин. Застосовують цей торф головним чином як підстилку і для компостування.

Низинний торф утворюється на багатих живильними речови­нами знижених частинах рельєфу (осоки, гіпнові мохи, очерет, хвощ, таволга, шабельники тощо.). Низинний торф містить більше живильних речовин і менше органічної речовини, чим верхівковий. Найбільше доцільно його використовувати для го­тування різних компостів.

Перехідний торф займає проміжне положення між верхівко­вим і низинним. За кількістю золи торфи підрозділяють на нор­мальні (до 12%) і високозольні (більш 12%).

Торф'яні компости. Торф застосовують в основному для готу­вання компостів. При компостуванні з гноєм торф швидше роз­кладається і повніше використовується рослинами. Добре ком­постується торф (верхівковий і перехідний) з вапном. Гарні ре­зультати одержують при додаванні до торфу 20 кг фосфоритного борошна на 1т торфу. Торфофосфоритні компости особливо ефективні на супіщаних ґрунтах, а торфовапнові — на кислих.

Торф використовують на полях зрощення, де його компосту­ють з осадом стічних вод. Широко застосовують також торфофе­кальні компости. Ці компости вважаються сильнодіючими.

Осади стічних вод. їх одержують при очищенні стічних вод міст на очисних спорудах. Вологість свіжого осаду складає близько 97%. Для зниження вологості до 80% вони проходять етап природного сушіння на мулових майданчиках і механічного зневодження на вакуум-фільтрах із застосуванням реагентів (хлорне залізо і вапно), а для зниження вологості до (25...30)% — проходять термічне сушіння в барабанних печах.

Осади з мулових майданчиків можна використати під усі культури, але найбільше доцільно їхнє застосування під овочеві і силосні культури, цукровий буряк. Осади після термічного

сушіння, що містять більше вапна і заліза, бажаніше вносити під чуйні на вапно культури.

Сапропель (прісноводний мул ) — уявляє собою відкладену в прісноводних водоймах суміш землі з напіврозкладеними рослин­ними і тваринами залишками. Містить органічні речовини (до 15...30)% і більше, азот, фосфор, калій, вапно, мікроелементи, деякі вітаміни, антибіотики, біостимулятори. Найбільша кількість жи­вильних речовин спостерігається в мулі водойм, що знаходяться біля населених пунктів. Сапропелі застосовують як у чистому виді, так і у виді компостів із гноєм, фекаліями і гнойовою рідотою.

Зелене добриво. Воно уявляє собою зелену масу рослин-сидератів, що заорюється в грунт у щілинах, збагачення її живильни­ми речовинами, головним чином азотом, поліпшенням водяного, повітряного і теплового режимів. Найбільше значення зелене до­бриво має на малопродуктивних дерново-підзолистих, піщаних, суглинних і супіщаних ґрунтах, а також на зрошуваних землях і у вологих районах.

Найважливіша умова підвищення ефективності зеленого доб­рива — це правильне сполучення його з іншими органічними і мінеральними добривами і хімічною меліорацією ґрунтів. Такий спосіб добрива широко застосовується, тому що він дешевий (ча­сто не вимагає транспортних засобів), і за хімічним складом зеле­не добриво близьке до гною.

Бактеріальні добрива. Препарати, що містять корисні для рос­лин бактерії, відносяться до бактеріальних добрив. Вони здатні поліпшувати живлення сільськогосподарських культур.

Виробництво мінеральних добрив містить у собі виробництво азотних, калійних і фосфатних добрив. Мінеральні добрива є найбільш ефективним способом підвищення продуктивності сільськогосподарського виробництва. У той же час, в Україні з — за неплатоспроможності споживачів, мінеральні добрива вносять­ся у ґрунт в 6 разів менше, ніж у більшості країн Європи (близько 50 кг на гектар). Потреба агропромислового комплексу України в мінеральних добривах складає (у перерахуванні на 100% корисної речовини), по азотних добривах — близько 3 млн. т. у рік, фосфор­них — 2, 3 млн. т. калійних — 1,9 млн. тонн, мікродобривах — від О, 35 тис. тонн молібдену до 48, 6 тис. тонн цинку.

Азотні добрива. З усіх продуктів хімічної промисловості Ук­раїни аміак й азотні добрива (карбамід, аміачна селітра, сульфат амонію) мають найбільший експортний потенціал. Домінуюче місце в експортних постачаннях хімічної продукції із України ба­гато років займає карбамід (84...86%). Україна постачає на світо­вий ринок близько 10% карбаміду. Випуск азотних добрив зосе­реджений на шести підприємствах: ОАО "Азот" (Черкаси), ОАО "Дніпроазот" (Дніпродзержинськ), ОАО "Стірол" (Горлівка), ОАО Ровенському "Азот", Північнодонецькому державному ви­робничому об'єднанні "Азот" і Одеському припортовому заводі. Основною сировиною для виробництва с природний газ, що по­ставляється в основному з Росії (РАО "Газпром") і Туркменістану (була "ITERA"). Потреба галузі в природному газі оцінюється в 6847 млрд. куб. м. Потужності по виробництву азотних добрив складають 3, 6 млн. т. Було зроблено 2, 9 млн. т. при потребі 3,4 млн. т., у тому числі для сільського господарства 2,1 млн. т.

Калійні добрива. Потужність України по виробництву калій­них добрив складає 245, 4 тис. т. Обсяг виробництва в 1996 ро­ці — 41,8 тис. т. Експортується калімагнезій і нітроамофос (Росія, країни СНД) і імпортується хлористий калій (Білорусія). Основ­ним споживачем, більше 90% продукції калійної промисловості є сільське господарство, що використовує її як добрива, на рівні 5-10% — у хімічній і інших галузях промисловості. Потреба сільського господарства України в калійних добривах складає за деякими оцінками 1310 тис. т. оксиду калію на рік. На сьогодні ця потреба забезпечується тільки на 12, 8%. І це при тому, що Ук­раїна має достатню сировинну базу. Калійні руди в Україні зосе­реджені тільки в Прикарпатті. Зараз експлуатуються два калійний родовища: Калуш — Голинське (Івано-Франківськая область) — використовуються потужності калійного заводу кон­церну "Оріана" і Стебніковське (Львівська область) —державне горно-хімічне підприємство "Сірка". Промислове освоєно тільки близько 30% розвіданих запасів. Запаси калійних солей на розвіданих і розвідуємих площах складають близько 7, 2 млрд. т. Найбільші з них — Стебніцьке (1,2 млрд. т.), Марково-Розсельнянське (1 млрд. т.), Бориславське (1 млрд. т.), Белина Велика (384 млн. т.) — яке може розроблятися відкритим способом. Про­гнозні запаси руди складають більш 15 млрд. т., тобто Україна має значні запаси для виробництва калійних добрив. Калійний завод концерну "Оріана" (Івано-Франківська обл.) здійснює ком­плексну переробку всіх компонентів сировини. Комбінат робить крім мінеральних добрив аеросил, соляну кислоту, гіпохлорит, хлор, карбомідні смоли, хлористий магній, карналіт. Сировиною для Калушського концерну "Оріана" служать полімерні руди Калуш-Голинського родовища. Концерн "Оріана" поєднує дев'ять юридичне самостійних підприємств, що знаходяться в місті Ка­луш. Головним підприємством концерну є завод з виробництва хлористого вінілу. Крім нього в концерн входять завод калійних добрив; завод побутової хімії і товарів народного споживання за­вод каустичної солі і хлору, завод хімічного захисту рослин, ре­монтно-механічний завод, завод будматеріалів. В серпні 1997 ро­ку були відкриті два нові підприємства в складі концерну: фабри­ка по виробництву поліпропіленової нитки і завод з виробництва поліетилену. Державне горно-хімічне підприємство "СІРКА" (Стебніковський калійний завод) випускає 400 тис. т. меленого каініту зі змістом 10% оксиду калію. У 1991 році був освоєний ви­пуск композиційного калійно-магнієвого добрива. У зв'язку з низьким змістом живильних речовин у каїніті (всього 10% ДО2ОБ) збут цієї продукції дуже обмежений.

Фосфорні добрива. Для вирощування стабільних врожаїв сільськогосподарських культур необхідно забезпечити внесення фосфорних мінеральних добрив у грунт порядку 2, 2 млн. Серед­ньорічна потужність українських підприємств складає близько 1, З млн. т. при виробництві 790тис.т. Основною причиною недовикористання потужностей є недостатня кількість фосфоровмісткої сировини, складнощі по забезпеченню сировини і збуту продукції при недостатній платоспроможності як постачальників сировини так і споживачів продукції, слабкий рівень технічної оснащеності (морально застаріле і фізично зношене устаткування). При вироб­ництві фосфорних добрив використовується фосфоровмістка си­ровина: апатитовий концентрат, фосфорне борошно, суперфосфорна кислота; жовтий фосфор, экстракцшна і термічна фосфор­на кислота. Жодне з наявних фосфорних родовищ (розташовані в Донецькій, Івано-Франківській, Харківській, Чернігівській і Жи­томирській областях) — не експлуатуються. Фосфорні добрива в Україні виробляються на чотирьох підприємствах: вінницьке ПО "Хімпром", сумське ПО "Хімпром", Одеський суперфосфатний і Константинівський хімзавод. Константинівський хімзавод випус­кає крім міндобрив і сірчаної кислоти багато видів іншої хімічної продукції, з них 38% — на експорт. Виробничі потужності вико­ристовуються на 50%. Вінницький ПО "Хімпром" випускає супер­фосфат для сільського господарства. Одеський суперфосфатний випускає простий і гранульований суперфосфат. Сумський "Хімпром" випускає простий і знефторений суперфосфат у гранульо­ваному виді. Для забезпечення робота цих підприємств необхідно близько 1700 тис. тонн апатитового концентрату, постачальни­ком якого була і залишається Росія.

Переробка органічних відходів в добрива та біогаз. Найбільш перспективне, з точки зору одержання агрохімічної (виробництво добрив), екологічної (знезаражування і дезодорація) і енергетич­ної (виробництво палива й електроенергії) ефективності, є техно­логія переробки гною в анаеробних умовах у спеціальних герме­тичних реакторах — метантенках, виконаних, як правило, з мета­лу. Завдяки діяльності метаноутворюючих бактерій у безкисневому середовищі при температурі (39...40) чи (53...55) °С в реакторі відбувається процес збражування гною з утворенням пального га­зу, основними компонентами якого є метан (60...65)% і вуглекис­лий газ (35...40)%. З 1 т гною вологістю 92% протягом (10...15) діб можна одержати близько 20 м біогазу з теплотворною здатністю (23. ..25) МДж/м. З цієї кількості приблизно 50% витрачається на підтримку заданого температурного режиму роботи метантенка, інше складає товарний біогаз, який можна використовувати на нестатки господарства. Зброжена в метантенку маса уявляє со­бою легкоусвоююче рослинами і позбавлене збудників хвороб і насінь бур'янів рідке висококонцентроване органічне добриво, що містить макро- і мікроелементи, амінокислоти і фітогормони, що стимулюють ріст рослин. Це добриво застосовується на ґрун­тах усіх типів для овочевих, плодово-ягідних, кормових культур, газонів, квітників, декоративних чагарників і т.п. Особливо ефек­тивне застосування зброжених добрив для кореневих і поливаль­них рослин, підгодівлі овочевих і інших сільськогосподарських культур (при 3...4-разовій підгодівлі, але не частіше одного разу в десять днів), при цьому врожайність підвищується в (2...3) рази.