Агрохимия

Баланс питательного элемента — это итоговое количественное выражение его круговорота за определенный промежуток времени в пределах конкретного объекта: поле, севооборот, хозяйство, зона, субъект Федерации и т. д.

Для оценки круговорота питательного элемента в пределах одного поля или севооборота используют показатели биологического

баланса, который достаточно полно охватывает все статьи биологического выноса растением питательного элемента, а также все возможные статьи его возврата в почву.

Хозяйственный баланс основан на учете выноса питательных элементов с основной и побочной продукцией и их возврата с минеральными и органическими удобрениями. Его расчет позволяет дать обоснованную оценку эффективности системы удобрения в хозяйстве, регионе и т. д.

Важное значение имеет внешнехозяйственный баланс, учитывающий отчуждение питательных элементов с товарной продукцией (растениеводческой, животноводческой) за пределы хозяйства и возврат их с минеральными удобрениями.

Специфика фосфора как питательного элемента заключается в том, что большая его часть концентрируется в товарной части урожая — в зерне (около 2/3) и меньшая (примерно 1/3) в нетоварной части — соломе. Как правило, только небольшая часть зерна (или другой товарной продукции) остается в хозяйстве. Нетоварная же часть продукции почти целиком остается в хозяйстве и идет на корм или подстилку животным, а потом частично возвращается в почву с навозом. В расходную статью внешнехозяйственного баланса фосфора наряду с продукцией растениеводства следует включать и продукцию животноводства, которая также содержит определенное количество Р₂0₅.

Круговорот фосфора в агроценозах относительно более прост, чем круговорот азота.

Потери фосфора кроме отчуждения с товарной продукцией могут быть также при эрозии почвы в составе твердого и жидкого стока (в среднем 11 кг/га в год). Инфильтрация фосфора на почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава обычно не превышает 1 кг/га в год, и только на легких и торфяных почвах она достигает 3—5 кг/га.

Небольшое количество фосфора может поступать в почву с семенами растений, а также с осадками и атмосферной пылью.

Поэтому действенная компенсация расходных статей баланса фосфора в земледелии может быть достигнута только путем внесения соответствующих количеств органических и минеральных удобрений.

В 70—80-е годы в земледелии нашей страны складывался положительный баланс фосфора. В результате во многих районах произошло значительное увеличение содержания в почве подвижных фосфатов. Например, в Центральном районе Нечерноземной зоны содержание подвижных фосфатов в почве возросло с 5,3 до 12,5 мг/100 г, а в Московской области — с 6,4 до 20,6 мг/100 г.

Резкое снижение применения удобрений в последние годы обусловливает отрицательный баланс Р₂0₅ в земледелии страны, что неизбежно приведет к снижению плодородия почв и урожайности растений.

Сырьем для производства фосфорных удобрений служат природные фосфорсодержащие руды — апатит и фосфорит, а также отходы металлургической промышленности. Основные мировые запасы фосфатных руд сосредоточены в Марокко, США и России.

Апатит. Это изверженный минерал, широко распространенный в дисперсном состоянии в почвах и материнских породах, на которых он возник. Залежи его крайне редки. Самое богатое в мире месторождение было открыто в 1925 г. в Хибинах на Кольском полуострове. Незначительные и менее ценные по составу месторождения апатитов встречаются на Урале, в Южном Прибайкалье, а также в Бразилии, Испании, Канаде, США и Швеции.

Чистый апатит — бесцветный, зеленоватый или желто-зеленый минерал с содержанием до 42 % Р₂0₅. Кристаллы апатита отличаются высокой прочностью.

Эмпирическая формула апатита [Саз(Р0₄)₂]₃ * CaF₂. Фторид кальция может замещаться его хлоридом, карбонатом, гидроксилом. Соответственно различают фторапатит, хлорапатит, карбо-натапатит, гидроксилапатит. Хибинский апатит залегает в виде апатитонефелиновой породы; нефелин — алюмосиликат состава (К, Na)₂0 • А1₂0з • 2Si0₂ + AzSi0₂ с содержанием 5—6 % К₂0. Апатит и нефелин вместе составляют около 90 % массы руды. "Остальная часть в ней представлена другими минералами (полевой шпат, роговые обманки и некоторые другие).

Добывают апатитонефелиновую руду открытым и подземным способами. При добыче руды в забоях проводят ее сортирование по внешним признакам. Получаемая после сортировки товарная руда содержит 30—31 % Р₂0₅. Ее подвергают дальнейшему обогащению путем флотации, что позволяет почти полностью освободить руду от нефелина. Обогащенный путем флотации апатитовый концентрат содержит 39—40 % Р₂0₅. Он является лучшим в мире сырьем для производства фосфорных удобрений.

Фосфориты. Представляют собой осадочные породы главным образом морского происхождения, состоящие из аморфных или кристаллических кальциевых фосфатов с примесью кварца, извести, глинистых частиц и других минералов.