Агрохимия – 2021: Учебное пособие

210 Pages·2021·8.793 MB·Russian

by  Титова В. И.

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГБОУ ВО Нижегородская ГСХА
В. И. Титова
АГРОХИМИЯ – 2021
Учебное пособие
Рекомендуется Федеральным УМО в системе высшего образования
по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки
35.00.00 Сельское, лесное и рыбное хозяйство (экспертное заключение № 25
от 06.09.2021 г.) для использования в учебном процессе при подготовке
магистров по направлению 35.04.03 – Агрохимия и агропочвоведение,
аспирантов по направлению 35.06.01 Сельское хозяйство
Нижний Новгород
2021
УДК 631.81
Р е ц е н з е н т ы:
Т. Ю. Бортник — доктор сельскохозяйственных наук, доцент,
заведующая кафедрой агрохимии и почвоведения ФГБОУ ВО «Ижевская
государственная сельскохозяйственная академия»
О. А. Ульянова — доктор биологических наук, профессор кафедры
почвоведения и агрохимии ФГБОУ ВО «Красноярский государственный
аграрный университет»
Т45 Титова В. И.
Агрохимия – 2021: Учебное пособие / В. И. Титова; Нижего-
родская ГСХА. — Н. Новгород, 2021. — 208 с.
ISNB 978-5-6046715-1-1
Работа посвящена анализу направлений развития агрохимической науки начала
XXI века, которые уже есть в практике сельхозпроизводства и находят отражение
в научных публикациях. Приведены сведения о новых формах минеральных удобрений
и перспективных приёмах их использования, которые рассматриваются с классических
позиций теории питания растений и поведения удобрений в почве. Констатированы
существенные изменения в перечне и агрохимической характеристике современных
видов и форм органических удобрений. Предложен подход к модификации
и расширению существующей классификации удобрений.
Рекомендуется к использованию обучающимися по направлениям подготовки
35.06.01 Сельское хозяйство, направленность (профиль) программы «Агрохимия»
и 06.06.01 Биологические науки, направленность (профиль) программы «Экология»
(уровень подготовки кадров высшей квалификации), а также направлению подготовки
35.04.03 — Агрохимия и агропочвоведение (уровень магистратуры) при освоении
курса «Агрохимия» и других учебных дисциплин агрономического направления.
Может быть полезно практикующим агрономам и агрохимикам, а также
специалистам государственных природоохранных структур и экологических
экспертных организаций.
ISNB 978-5-6046715-1-1
УДК 631.81
© ФГБОУ ВО «Нижегородская ГСХА»
© Титова В.И.
Оглавление
Введение 5
Глава 1. Введение в агрохимию 6
1.1. Понятия и термины 7
1.2. Классификация удобрений 14
Глава 2. Основы питания растений.
Общая характе-ристика почв и удобрений 28
2.1. Химический состав и основы питания растений 28
2.2. Свойства почвы в связи с применением удобрений 32
2.3. Краткая характеристика общих свойств удобрений 52
Глава 3. Традиционные минеральные удобрения 62
3.1. Азотные удобрения 62
3.2. Фосфорные удобрения 71
3.3. Калийные удобрения 78
3.4. Комплексные удобрения 82
3.5. Микроудобрения 86
Глава 4. О технологии и приемах внесения удобрений 94
4.1. Общие понятия о приёмах внесения удобрений 94
4.2. Внесение удобрений при посеве 99
4.3. Листовые подкормки 104
4.4. Внесение удобрений с поливной водой 109
Глава 5. Современные модификации минеральных удобрений 119
5.1. Удобрения контролируемого действия 119
5.2. Современные комплексные удобрения 130
5.3. Аминокислоты в составе удобрений 140
5.4. Микроудобрения нового поколения 143
Глава 6. Органические удобрения на рубеже XXI века 152
6.1. Классификация, понятия и термины 153
6.2. Удобрения на основе отходов животноводства 166
6.3. Удобрения на основе отходов растениеводства 182
6.4. Прочие органические удобрения 192
Контрольные вопросы 199
Список использованных нормативных актов
и справочно-методической литературы 206
Введение
В настоящее время растениеводческая отрасль агропромышленно-
го комплекса развивается очень интенсивно, что связано с неуклонным
обновлением материально-технической базы, поступлением в сельско-
хозяйственное производство новых технологий и новых, высокоинтен-
сивных сортов культурных растений.
Однако реализовать в урожае потенциал интенсивных сортов рас-
тений возможно только за счет сбалансированного и бесперебойного их
питания, с одновременным проведением комплекса агрохимических ме-
роприятий по созданию оптимальных условий роста и развития, включая
контроль плодородия почвы. Причем такая работа должна проводиться
на фоне грамотной системы защиты растений от негативных факторов,
влияющих на онтогенез культур, в том числе за счет использования пести-
цидов и регуляторов роста растений.
В таких условиях обеспечить достаточное питание растений толь-
ко за счет природных факторов (почвенного плодородия) невозможно,
так как это чревато истощением запасов элементов питания, снижением
устойчивости почвы к антропогенному воздействию и проявлением де-
градационных процессов. В отечественной литературе достаточно публи-
каций, свидетельствующих о неуклонном снижении почвенного плодо-
родия при выращивании растений без дополнительного питания, на так
называемом «абсолютном контроле».
Решить возникающие при интенсификации сельскохозяйственной
отрасли АПК России проблемы возможно путем использования раз-
личного рода удобрений и агрохимикатов, поскольку из основных эле-
ментов питания растений практически только азот отчасти может быть
восполним за счет биологических факторов, остальные же макро- и боль-
шинство микроэлементов способны обеспечить питание растений лишь
за счет вносимых извне материалов.
6
Глава 1.
Введение в агрохимию
Агрономическая химия (агрохимия) — наука о взаимодействии удо-
брений, почвы, растений и климата, круговороте веществ в земледелии
и рациональном применении удобрений. При этом основной целью агро-
химии является не стремление к обязательному применению удобрений
любой ценой и при любых условиях, а удовлетворение потребности рас-
тений в питании для получения планируемых урожаев заданного качества
при сохранении (повышении) плодородия почвы. Объекты исследований
в агрохимии — это растения, почвы и удобрения, находящиеся в постоян-
ной диалектической взаимосвязи и взаимодействии между собой и с окру-
жающей средой. Среди методов, используемых агрономической наукой
для получения научного знания, следует назвать биологические (полевой,
вегетационный и лизиметрический опыты), методы лабораторного ана-
лиза (весовой, колориметрический и т. д.) и математико-статистические
(дисперсионный и корреляционный анализы результатов, методы мате-
матического программирования и моделирования урожаев) методы.
Агрохимия имеет тесную связь со многими науками биолого-
химического направления (биологией, химией, физиологией и биохимией
растений, экологией, микробиологией и т. д.), естественно-научными дис-
циплинами с выходом на производство (земледелие, почвоведение, расте-
ниеводство, защита растений и др.), рядом инженерно-технических наук,
а также с точными физико-математическими науками, включая статистику.
Развитие агрохимии неразрывно связано с развитием наших знаний
о закономерностях роста и развития растений, процессов, происходящих
в почве, и научных достижений в области прогноза поведения в растени-
ях и почве веществ, рекомендуемых человеком в качестве удобрительных
материалов. Именно поэтому основные исторические вехи формирования
агрохимического знания напрямую перекликаются с историей формиро-
вания сельскохозяйственной науки в целом. В этой связи уместно вспом-
нить многих великих исследователей и ученых, оставивших свой след в од-
ной (любой) из вышеназванных областей науки, с которыми агрохимия
7
Глава 1. Введение в агрохимию
сотрудничает и сейчас. Среди них должны быть названы имена Тэера
и Либиха (Германия), Буссенго (Франция), Ломоносова, Менделеева, Бо-
лотова, Тимирязева, Энгельгардта, Докучаева (Россия) и многих других.
Формирование агрохимии как науки, становление её и продвижение
в практику сельского хозяйства в России связывают с именем Дмитрия
Николаевича Прянишникова (1865–1948).
Основная задача агрохимии — повышение продуктивности сельско-
хозяйственных культур при сохранении плодородия почвы и качества
окружающей среды путем использования различных удобрительных ма-
териалов и проведения химической мелиорации. Международный опыт
показывает, что интенсификации земледелия нет альтернативы. При этом
дозы внесения удобрений в Европе колеблются от 100 до 550 и выше ки-
лограммов действующего вещества в расчете на 1 гектар почвы. В России
же, по результатам балансовых расчетов, на каждом гектаре недостает
от 60 до 100 кг питательных элементов.
1.1. Понятия и термины
Понятие «удобрение» отражено в ГОСТ 20432-83 «Удобрения. Терми-
ны и определения». Оно трактуется как «вещество для питания растений
и повышения плодородия почвы». По тексту этого ГОСТа далее дана рас-
шифровка того, что следует понимать под минеральными и органически-
ми удобрениями. Согласно этому ГОСТу, минеральное удобрение — это
удобрение промышленного или ископаемого происхождения, содержа-
щее питательные элементы в минеральной форме, а органическое — это
органические вещества растительного или животного происхождения.
Однако в составе органических удобрений могут присутствовать веще-
ства и минерального происхождения. Таким образом, органические удоб-
рения — это материалы, содержащие элементы питания преимущественно
в органической форме, в то время как минеральные удобрения в основном
представлены неорганическими (минеральными) веществами.
В межгосударственном стандарте (охватывает территории Армении,
Беларуси, Киргизии, Молдовы, России, Таджикистана) ГОСТ EN 13535-
2013 «Удобрения и известковые материалы. Классификация», действу-
ющем в качестве национального стандарта РФ, в общей массе удобре-
ний выделены неорганические удобрения и известковые материалы,
органические удобрения, а также удобрения смешанного производства
8
Глава 1. Введение в агрохимию
(органоминеральные удобрения и удобрения на органической основе —
например, торф, лигнин и пр.). В группу материалов, используемых для
улучшения (удобрения) почв, таким образом, включены химические ме-
лиоранты. Для Нечерноземной зоны России, прежде всего, это известко-
вые материалы, а для зоны с засоленными почвами — гипссодержащие
материалы. Известковые материалы (удобрения, агромелиоранты) — это
природные известковые породы или отходы промышленности, содержа-
щие кальций и используемые для известкования почв. Известкование, та-
ким образом, это химическая мелиорация кислых почв путем применения
известковых удобрений, а гипсование — химическая мелиорация солон-
цовых почв путем применения гипса.
Параллельно с понятием «удобрение» появляется термин «агрохими-
каты», и они используются чаще всего как синонимы. Однако содержание
этих терминов все-таки различно. Так, согласно ФЗ от 19.07.1997 г., № 109
«О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами», агрохи-
микаты — это удобрения, химические мелиоранты, кормовые добавки,
предназначенные для питания растений, регулирования плодородия почв
и подкормки животных.
В документе СП 92.13330.2012 «Склады сухих минеральных удобре-
ний и химических средств защиты растений» речь идет о правилах раз-
мещения и хранения агрохимикатов, с выделением в том числе сухих ми-
неральных удобрений и химических мелиорантов (п.1.1). Далее, в прило-
жении Б (обязательное) к данному документу есть расшифровка термина
«агрохимикаты» как «удобрения химического или биологического проис-
хождения, химические мелиоранты, кормовые добавки, предназначенные
для питания растений, регулирования плодородия почв и подкормки жи-
вотных».
В СанПиН 1.2.1077-01 «Гигиенические требования к хранению, при-
менению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов», термин «аг-
рохимикаты» также используется, но преимущественно в трактовке ФЗ
«О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами». Отдель-
ные авторы расширяют понятие «агрохимикаты», относя к ним препара-
ты для внесения в подкормку растений, а также разнообразные искус-
ственные почво- и торфогрунты, сапропель и различные искусственные
гидропонные субстраты-почвозаменители, используемые при малообъем-
ном выращивании овощей в теплицах.
9
Глава 1. Введение в агрохимию
Таким образом, в настоящее время в понятие «агрохимикаты»,
кроме хорошо известных любому агрохимику удобрений и химических
мелиорантов, включены еще и другие химические соединения, применя-
емые в процессе выращивания растений (судя по смыслу ранее рассмот-
ренных текстов — непосредственно в процессе питания растений
в качестве элементов питания не используемые, но оказывающие влия-
ние на процесс питания), вещества для регулирования плодородия почв
(т. е. изменяющие почвенные условия и, таким образом, влияющие на по-
глощение элементов питания растением), удобрения биологического про-
исхождения, а также природные материалы и искусственные субстра-
ты, используемые в защищенном грунте.
В таком случае агрохимия как наука в практическом ее предназначе-
нии становится теоретической основой всей химизации земледелия, ис-
следования в которой должны касаться не только собственно удобрений,
но и массы других веществ природного или искусственного происхожде-
ния, используемых с целью обеспечения питания растений, а также созда-
ния оптимальных условий для роста и развития растений.
Не стоит сводить агрохимию до уровня простого «учения об удоб-
рении».
Некоторую сумятицу в понятие «агрохимикаты» вносит Федераль-
ный закон от 28.06.2021 г., № 221-ФЗ «О внесении изменений в отдельные
законодательные акты Российской Федерации». Статьей 2 этого докумен-
та предлагается внести изменения в статью 1 ФЗ от 19.07.1997 г., № 109
«О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами», изложив
понятие «агрохимикаты» в следующей редакции: «агрохимикаты — удо-
брения (минеральные, органические, органо-минеральные, микробиологи-
ческие), химические мелиоранты, предназначенные для питания растений
и регулирования плодородия земель (почв). Не признаются агрохимиката-
ми торф, отходы животноводства и растениеводства, ил, осадки сточных
вод, используемые для производства органических и органо-минеральных
удобрений, смешанные минеральные удобрения». Также предлагается до-
полнить статью 1 ФЗ от 19.07.1997 г., № 109 абзацем четвертым следующего
содержания: «смешанные минеральные удобрения — механическая смесь
двух и более минеральных удобрений в твердом агрегатном состоянии».
Предлагаемые изменения должны вступить в силу с 1 марта
2022 года.
10