Калийные удобрения

В качестве сырья для производства калийных удобрений используются природные калийные соли: карналлит, сильвинит, каинит, шенит, алунит, лангбейнит, полигалит и нефелин, которые добывают преимущественно на Урале. 

Из 120 калийсодержащих минералов лишь небольшая часть имеет промышленное значение.

 

Крупнейшим месторождением калийных пород в России является Верхнекамское (более 12 млрд. т), расположенное вблизи городов Соликамск и Березники на левом берегу Камы на западном склоне Северного Урала. Образовалось оно в результате высыхания древнего Пермского моря. Разработка месторождения началось в 1925 году, а производство удобрений - в 1929 году. 

Верхняя часть пласта представлена карналлитом с примесью NaCl, CaSO₄⋅2H₂O, глины, содержание K₂O - до 17% (10-25%). 

Карналлит имеет пёструю окраску от сочетания жёлтого, оранжевого, бурого и красного цветов, обусловленных примесью оксида железа Fe₂O₃ (железного блеска). Ниже карналлита залегает мощный пласт сильвинита, содержащий хлориды калия и натрия в различных соотношениях.

Сульфатные калийные удобрения получают из минералов каинитовых, лангбейнитовых, смешанных лангбейнито-каинитовых пород и алунитов. 

Залежи полигалита, каинита и глазерита (ЗК₂SO₄⋅Na₂SO₄) имеются в Саратовской, Оренбургской областях и Башкирии (Заволжское месторождение).

В качестве удобрений могут использоваться другие минералы, содержащие калий. Например, алюмосиликат калия и натрия - нефелин (Na, K)₂O⋅Al₂O₃⋅2SiO₂, который встречается в месторождениях апатита, например, в Хибинском месторождении. Содержание калия в нём составляет 5-6%. Он плохо растворим в воде, в кислых почвах частично обменно разлагается. В нём также содержится 10-13% Na₂O и 8-10% СаО, поэтому на кислых почвах проявляет нейтрализующее действие. Как правило, используют как местное удобрение на кислых и торфяных почвах.

При производстве алюминия из нефелина в виде отхода получают карбонат калия, содержащий 63-67% K₂O, который является ценным калийным удобрением.

Калийные удобрения разделяются на сырые калийные соли и концентрированные калийные удобрения.

Сырые калийные соли - сильвинит и каинит.

Сырые калийные соли получают дробление и размолом природных калийных солей. Как правило, для производства используют концентрированные пласты месторождения, менее концентрированные идут на переработку. 

Первое время в качестве удобрения преимущественно применяли сырые калийные соли. Впоследствии они стали вытесняться концентрированными по причине того, что содержат много балластных веществ, которые увеличивают расходы на транспортировку и внесение.

Сырые калийные соли используются в районах их добычи в ограниченных масштабах. Основная их часть используется для получения концентрированных калийных удобрений.

Сильвинит - минерал, представляющий смесь хлоридов калия и натрия, содержит 12-18 % K₂O и 35-40 % Na₂O. 

Розовато-бурого цвета с включением синих кристаллов.

Гигроскопичен, при хранении слёживается.

Выпускается в грубом помоле с размером кристаллов 1-5 мм. 

Вносят под натриелюбивые культуры.

По причине насыщенности натрием сильвинит лучше вносить под культуры, устойчивые к данному элементу: морковь, все виды свёклы. 

Каинит - KCl⋅MgSO₄⋅3H₂O - минерал каинито-лангбейнитовой породы, представляющий крупные розовато-бурые кристаллы, с механическими примесями каменной соли (NaCl), CaSO₄, MgSO₄ и другими.  

Содержит примерно 10-12 % K₂O, 6-7 % МgO, 32-35 % Сl^—, 22-25 % Na₂O, 15-17 % SO₄^2-. При смешивании каинита и хлористого калия, получают калийную соль, содержащую 30-40 % K₂O.

В размолотом виде используется как калийно-магниевое удобрение. Дозу внесения каинита рассчитывают по калию.

Сильно гигроскопичен, в сырых помещениях слёживается, хотя и не так сильно, как аммиачная селитра.

Под садовые растения, не выносящие избытка хлора (особенно красная смородина, малина), каинит вносить не следует, но при необходимости вносят обязательно с осени и в небольших дозах. 
На кислых почвах лучше вносить каинит в смеси с известью (1 : 0,5-1,0), а также с азотными и фосфорными удобрениями. 

Из-за содержания в удобрении соединений хлора не стоит использовать его для подкормки картофеля, капусты, зелени и других культур, не устойчивых к этому элементу.

Концентрированные калийные удобрения - хлористый калий, калийная соль, сульфат калия, сульфат калия-магния; это продукты заводской переработки сырых солей.

По содержанию калия самое концентрированное удобрение - хлористый калий - наиболее применяемое калийное удобрение в России.

Хлористый калий, или хлорид калия (KCl) - основное калийное удобрение. Производство составляет 80-90 % от общего производства калийных удобрений. 

Получают из сильвинита. 

В зависимости от способа производства хлорид калия, используемый для удобрения, содержит 50-60 % К₂O.

Представляет собой мелкокристаллический порошок розового или белого цвета с сероватым оттенком. Имеет небольшую гигроскопичность, часто слёживается.

Калийная соль содержит 40-44 % K₂O, 20 % Na₂O и 50 % Сl. Получают её смешиванием хлористого калия с сырыми калийными солями, чаще размолотым сильвинитом, реже - каинитом. 

По внешнему виду это мелкие, пёстро окрашенные кристаллы. Согласно техническим условиям, калийная соль должна содержать не менее 40 % K₂O.

Выпускается 30 %-я калийная соль - смесь сильвинита и каинита, подходит для культур, потребляющих много магния; для культур на песчаных и супесчаных почвах, бедных магнием.

Смешанные калийные соли являются наиболее подходящими удобрениями для свёклы, овощных культур семейства Крестоцветных, моркови и других, положительно отзывающихся на натрий и магний на лёгких почвах.

Сернокислый калий, или сульфат калия - концентрированное бесхлорное калийное удобрение; содержит 45-52 % К₂O. 

Представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета с жёлтым или серым оттенком, влажность 1,2 %. 

Не слёживается. 

Преимущество сульфата калия заключается в том, что он не содержит хлор. По сравнению с хлорсодержащими удобрениями сульфат калия обеспечивает увеличение урожая винограда, гречихи, табака и других хлорофобных культур. Широко используют в овощеводстве, особенно в защищённом грунте. Сера также положительно влияет на Крестоцветные, Бобовые и некоторые другие культуры.

Однако по себестоимости сульфат калия - одно из самых дорогих калийных удобрений.

Калимагнезия, сульфат калия-магния (К₂SO₄⋅МgSO₄) содержит не менее 26-29 % К₂O и 9 % МgO. По составу представляет обезвоженный минерал шенит, поэтому иногда так и называют. 

Представляет собой белый сильнопылящий порошок с сероватым или розоватым оттенком или серовато-розовые гранулы неправильной формы. 

Не слёживается.

Используют прежде всего под культуры, чувствительные к хлору или на лёгких почвах.

Калимаг содержит не менее 16-20 % K₂O и 8-9 % МgO. Производят из лангбейнита (K₂SO₄⋅2MgSO₄) после размалывания и выщелачивания хлорида натрия.

Выпускается в виде гранул серого цвета. 

Не слёживается. По эффективности приближается к калимагнезии. 

Хлоркалий электролит - хлорид калия с примесями хлоридов натрия и магния. Является побочным продуктом при производстве магния из карналлита. Содержит 34-42 % К₂O, 5 % МgO, 5 % Na₂O и до 50 % Сl.

Это сильнопылящий мелкокристаллический порошок с жёлтым оттенком. 

Не слёживается. 

По действию приближается к хлористому калию. На бедных магнием почвах более эффективен, чем хлорид калия. 

Калийсодержащая цементная пыль содержит 14-35 % K₂O, является отходом производства цемента. Включает в состав карбонат (K₂CO₃), гидрокарбонат (KHCO₃) и сульфат калия (K₂SO₄). Содержатся также CaCO₃, MgO (3-4 %), кремнекислота, полуторные оксиды и некоторые микроэлементы.  

Цементную пыль можно использовать для производства фосфата калия и гранулировать.

Обладает щелочной реакцией, не содержит хлор, поэтому может использоваться под картофель, гречиху, виноград, табак, цитрусовые.

Хорошо растворима в воде и доступна растениям. Содержащийся карбонат кальция придаёт гигроскопичность. 

Печная зола используется как местное калийно-фосфатно-известковое удобрение. Эффективна под все культуры и на всех типах почв. 
Калий содержится в виде карбоната калия (K₂CO₃, поташ). Фосфор золы хорошо усваивается растениями; не связывается в труднорастворимые фосфорные соединения. Известь устраняет отрицательное действие поташа на структуру почвы.
Содержание К₂O зависит от сжигаемого топлива. Так, зола лиственных пород содержит 10-14 % К₂O, 7 % Р₂O₅, 36% СаО, хвойных пород - 3-7 % К₂O, 2,0-2,5 % Р₂O₅ и 25-30 % СаО. От молодых деревьев золы получается больше, а содержание питательных элементов выше.
В золе содержатся также микроэлементы. 

Калий в почве слабо передвигается. Поэтому калийные удобрения следует размещать в тех слоях почвы, где развиваются корни растений. 

Калийные удобрения хорошо растворимы в воде. При внесении в почву растворяются в почвенном растворе и вступают обменное (физико-химическое) взаимодействие с почвенным поглощающим комплексом.
В обменно-поглощённом состоянии калий теряет подвижность, что предотвращает его вымывание за пределы обработанного слоя земли, за исключением лёгких почв с низкой ёмкостью поглощения. 
Обменно-поглощённый калий остаётся доступен растениям.

На кислых и сильнокислых почвах, прежде всего лёгкого гранулометрического состава, внесение калийных удобрений приводит к подкислению почвенного раствора. Поэтому на таких почвах эффективность калийных удобрений уменьшается.

Хотя калийные соли имеют нейтральную реакцию, почву они подкисляют, переводя в растворимое состояние почвенный алюминий и марганец. 

Чтобы ликвидировать подкисляющее действие калийных удобрений, их вносят на кислых почвах в смеси с известковыми удобрениями (на 1 кг калийных удобрений дают 1-1,5 кг извести). 

Полезно вносить калийные удобрения в смеси с мелким влажным органическим удобрением. 

Вносить калийные удобрения лучше всего с осени.

На почвах среднего и тяжёлого состава хлорсодержащие калийные удобрения целесообразно вносить осенью. Это позволяет разместить удобрения в более влажном слое почвы, где развивается основная масса корней, хлор при этом за осенне-весенний период вымывается из обработанного слоя земли. 

Наибольшая потребность в калийных удобрениях наблюдается на торфяных и лёгких песчаных и супесчаных подзолистых почвах.

Только на лёгких, торфяно-болотных и пойменных почвах калийные удобрения вносят весной. 

Под овощные культуры часть общей дозы калия целесообразно давать в подкормку.

Применение навоза снижает действие калийных удобрений.

Из садовых растений наибольшая потребность в калии наблюдается у крыжовника и несколько меньшая у малины, смородины и плодовых деревьев.

В севообороте калийные удобрения вносят в первую очередь под калиелюбивые культуры.

Хлор в высоких концентрациях действует угнетающе на растения и полезные микроорганизмы.
Разные растения реагируют на хлор неодинаково. Из садовых культур наиболее чувствительны к хлору малина, красная и чёрная смородина, земляника и виноград. 

Калийные соли, содержащие хлор, под эти растения лучше вносить с осени, чтобы обильными осенними и весенними водами он был вымыт.

 

Под хлорофобные культуры целесообразно вносить калийные удобрения с минимальным содержанием хлора. 

При использовании хлорсодержащих калийных удобрений под картофель, количество крахмала в нём снижается на 7-15 % по сравнению с использованием бесхлорных удобрений.

В России свыше 1/3 площадей обрабатываемой земли характеризуются низким и средним уровнем содержания обменного калия и нуждаются во внесении калийных удобрений. 

Их применение наиболее эффективно на песчаных, супесчаных дерново-подзолистых, торфяно-болотных, пойменных почвах и краснозёмах.

Положительное действие они оказывают также в зоне достаточного увлажнения на суглинистых дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных чернозёмах при низкой и средней обеспеченности калием.

 

Внесение калийных удобрений на песчаных почвах, нуждающихся в известковании, увеличивает необходимость нейтрализации почвенной кислотности, так как калий вытесняет ионы водорода, алюминия, марганца, снижающие pH, из почвенного поглощающего комплекса. 

При известковании кислых почв возрастает потребность в калийных удобрениях. Действие извести, помимо улучшения физико-химических свойств почв, проявляется и в улучшении азотно-фосфорного питания растений и некотором снижении доступности калия для растений. С ростом урожая при известковании увеличивается также и вынос калия из почвы, а переход в доступные формы идёт менее интенсивно, чем в кислых почвах.

Из-за антагонизма калия и кальция возникает необходимость в повышении доз калийных удобрений при известковании и на почвах с нейтральной реакцией. Известкование почв в таких случаях значительно повышает эффективность калийных удобрений. С другой стороны, при этом увеличивается отдача от известкования.