Фосфор және фосфор қышқылдарын өндіру

 

 

Минералды тыңайтқышты (МТ) пайдалану егістіктің көтерілуіне әсерін тигізеді, еңбек өнімділігін көтереді, ауылшаруашылық өнімінің өзіндік құнын төмендетеді және оның сапасын жақсартады: Қызылшадағы қант құрамын көтереді, картофельдегі крахмалды ұлғайтады, мақта талшығының сапасын көтереді, өсімдіктің ыстыққа және суыққа төзімділігін көтереді.

Минералды тыңайтқыштардың жіктелуі. Минералды тыңайтқышты өнеркәсібінде шығарылатын ассортимент өте көп. Олар қоректендіру элементінің табиғаты бойынша, қоректік заттардың мөлшері мен құрамы бойынша, алу әдісі мен қасиеті бойынша жіктеледі.

Қоректік заттардың саны бойынша МТ мыналарға бөлінеді: азотты, фосфорлы, калийлі, магнийлі, борлы және т.б. Өндіріс масштабы бойынша негізгі орында минералды тыңайтқыштардың алғашқы үш түрі тұрады. Қоректік заттардың саны бойынша МТ-жай болып, құрамында қоректік заттардың біреуі ғана болады және комплексті болып, екі немесе үш элементті құрайды.

Комплексті МТ химиялық реакция нәтижесінде алынған күрделі, механикалық қоспалары бар аралас, әртүрлі жай минералды тыңайтқыштардың механикалық араласуымен түзілгендер және күрделі араласқандар, оларда алғашқы екі типті комбинациясы болады. МТ арасында қоректік заттар құрамы бойынша концентрацияланған және жоғары концентрацияланған болып бөлінеді. Минералды тыңайтқыштар қасиеті бойынша қатты, сұйық, ұнтақ, қиыршық, түйіршіктенген, ерітілген және ерітілмеген болып бөлінеді.

Минералды тыңайтқыштарды өсімдікке енгізу олардың ерігіштігіне және жер сипатына, ең бастысы жердің рН байланысты. Азоттың және кешенді минералды тыңайтқыштар ерігіштігі бойынша суда еритін (рН=7), цитратта немесе лимон қышқылында ерігіш болып бөлінеді, яғни әлсіз органикалық қышқылда еритіндер және қиын еритіндер, яғни тек қана мықты минералды қышқылда еритіндер (рН<<7). Суретте (5.1) минералды қышқылдың жіктелуі келтірілген.

Сурет 5.1. Қоректік заттардың табиғаты, мөлшері, құрамы бойынша минералды тыңайтқыштардың жіктелуі.

МТ құрамы онда әрекет ететін заттар құрамы бойынша сипатталады: азоттыда – азот, фосфорлы және калийлі – оның оксидтеріндегі шартты есепте. Тәжірибе кезінде минералды тыңайтқыштар мөлшерін анықтау үшін үш әдіс қолданылады:

- физикалық масса  – тасымалдау мен сақтау көлемін  есептеу үшін (mф);

- 100 % - дық әрекет  ететін заттары бар есептеудегі  массаны жерге енгізу нормасын  және өндіріс масштабының әрекетін  анықтау үшін (m100);

m100 = mф · μ (5.1)

бұл жердегі: μ– азоттың берілген минералды тыңайтқышында массалық үлесі;

 
 

- шартты бірліктегі  масса - өндірісті  жоспардау мен  тұтынушыға жіберу  үшін (my). Мұндай жағдайда шартты бірлікте әрекет ететін заттар құрамы: азоттыда – 0,205 мас үлес N; фосфорлыда – 0,187 мас үлес P2O5; калийліде – 0,416 мас үлес K2O.

Шартты бірлікте өрнектелген минералды тыңайтқыштар массасы былайша есептеледі:

- азотты тыңайтқыш  үшін:

 (5.2 а)

- фосфорлы тыңатқыштар  үшін:

 (5.2 б)

- калийлі тыңайтқыштар  үшін:

 (5.2 в)

МТ-ты пайдаланудың тиімділігі, қоректік заттардың дұрыс есептелуіне байланысты. Қоректік заттар қатынасын олардың құрамдық формуласы түрінде береді, мысалы:

N: K2O : P2O5 = 1:1:1 ; N: K2O : P2O5 = 0,5: 0: 1 және т.б.

Қоректік заттар қатынасындағы тыңайтқыштар агротехникалық талаптарға сәйкес келеді, олар теңестірілген минералды тыңайтқыштар деп аталады.

Дәнді және басқада ауылшаруашылық өнімдерінің егістігі минералды тыңайтқыштардың дұрыс қолданылуына байланысты.

5.2 Минералды тыңайтқыштардың  негізгі қасиеттері

Тыңайтқышты сипаттауда олардың физика-химиялық, механикалық қасиеттерін және тауарлық сапасын (ылғалдылығын, жентектелуін, түйіршіктер құрамын, мықтылығын, тығыздығын, себілу мүмкіндігін) білу қажет.

Тыңайтқыш көбірек ылғалданса, ол жентектеліп, дұрыс себілмейтін болады. Ылғалдану қасиетін анықтау үшін «гигроскопиялық нүкте» деген ұғым пайдаланылады. Суда еритін тұздардың гигроскопиялық нүктесін белгілі бір температурада тұздың қаныққан ерітіндісінің бетіндегі су буының парциалды қысымының (Ра) нақты ерітіндінің бетіндегі су буының парциалды қысымына (Р) қатынасымен анықтайды:

Гигроскопиялық нүктеге сәйкес кезінде тыңайтқыш ауадан ылғал қабылдамайды және өзінің ылғалдылығын жоғалтпайды. Осындай тепе-теңдік жағдайға сәйкес h=ha салыстырмалы теңдік ылғалдылығы деп аталады. Егер h<ha болса, онда тұз ауадан ылғал қабылдайды, ал h>ha болса, тұз ылғалын жоғалтып, кебе бастайды. Гигроскопиялық нүктені анықтау үшін Пестов Н.Е. тәсілін қолданады. Мысалы,

- аммоний сульфатының  ылғалдану баллы 6,5 гигроскопиялық нүктесі 57,5%,

- аммоний селитрасының  балы 9,3, гигроскопиялық  нүктесі 43,5%,

- преципитаттың баллы 1,2, гигроскопиялық нүктесі 84%.

Тыңайтқыштың жентектелу қасиеті – оның агломерат түзіп, қатып қалуына байланысты. Агломерат түзілінуіне негізінен тұздың ылғалдандығыштығы, ерігіштігі, химиялық құрамы, түйіршіктердің өлшемі мен формасы, үйілген тұздардың ішкі қысымының шамасы, тұздың сақталу уақытының ұзақтығы және т.б. жағдайлар әсер етеді. 

 

Кесте 5.3. Тыңайтқыштардың гигроскопиялық шкаласы

Балл	Гигроско-пиялық нүкте һ,%	Ылғалдылықтың сапалық бағасы	Балл	Гигроско-пиялық нүкте һ,%	Ылғалдылықтың сапалық бағасы
10-9	40-45 төмен	өте күшті ылғалданады	5-4	65-70	Ылғалданады
9-8	45-50	өте күшті ылғалданады	4-3	70-75	Орташа ылғалданады
8-7	50-55	Күшті ылғалданады	3-2		Нашар ылғалданады
7-6	55-60	Күшті ылғалданады	2-1		Ылғалданбайды
6-5	60-65	ылғалданады	1-0		Тіпті ылғалданбайды

 

 

Пайда болған агломератты ұнтақтау кедергісіне байланысты тұздардың жентектелу қасиетін бірнеше градацияға бөледі.

Кесте 5.4. Жентектелу қасиетінің градациясы

Жентектелу дәрежесі	Жентектелудің сапалық сипаттамасы	Ұнтақтауға кедергі мөлшері, кПа
І	Жеңіл	98,1 дейін
ІІ	Нашар жентектеледі	98,1-196,2
ІІІ	Шамалы жентектеледі	196,2-392,4
ІV	Орташа жентектеледі	392,4-686,7
V	Көбірек жентектеледі	686,7-981
VI	Қатты жентектеледі	981-1471,5
VII	Өте күшті жентектеледі	1471,5 жоғары

Тыңайтқыштар құрамындағы негізгі элементтер

Ауылшаруашалық өсімдік өнімдерін көп мөлшерде алу үшін уақтылы қоректендіріп тұру керек. Өсімдікке жылу, жарық, су, қорек керек. Оның құрамында 70-тен аса химиялық элементтер бар. 16 аса қажет: С, О2, Н2, N2 – органогендер; P, K, Ca, Mg, S – золь (күл) элементтері;B, Mg, Cu, Co – микроэлементтер, тағы да Fe, Mn. Олардың бірін екіншісімен алмастыруға болмайды, өздеріне ылайықты функциясы бар. Өсімдік, топырақ құрамында Si, Na, Cl болуы мүмкін. Ауадан келетін негізгі элементтер: С, О2, Н2. Бұлар құрғақ өсімдіктің 93,5 % (45% С, 42% О2, 6,5%). 

 

Көміртек С	СО2 түрінде жапырақ, кейде тамыр арқылы келеді. С – белок, көмірсутектер, май т.б. құрамында болады.
Сутек Н2	өсімдік су түрінде пайдаланады. Органикалық құрамды синтездеу үшін қажет.
Оттек О2	Сумен, т.б. заттармен келеді. өсімдіктің дем алуы үшін, органикалық құрамды синтездеу үшін қажет.
Азот N2	өсімдіктің өсуі үшін өте қажет, белок құрау үшін, N2белок құрамында 15-19%. N2 – хлорофилл құрамында фотосинтезге қатысады, азот ферментте – катализатор өсімдік, жануар организмдегі процестер үшін.

Азот топыраққа NН3, амид, нитрат түрінде келеді. Азоттың әсері өсімдіктің биологиялық ерекшелігіне және көмірсутектер мөлшеріне байланысты. Егер көмірсутектер аз болса, онда өсімдік азотты пайдалана алмайды (аминқышқылын, белокты түзеу үшін). Азот аз топырақта өсімдіктің гүлдеуі нашарлайды, жемісіндегі белок азаяды, өнім төмендейді. 

 

Фосфор Р

өсімдік клеткасының ядро құрамында, ферментте, витаминде, органикалық қосылыстарда және т.б. болады.

Фосфор көмірсутектер және азотты қосылыстардың өзгеруі, өңделу процестеріне қатысады. Фосфат тұздары көмірсутектер т.б. биохимиялық процестерге қатысады. Бұл процестер, мысалы, қызылшада, жүзімде қанттың, картофельде крахмалдың көбеюіне әсер етеді. Өсімдік фосфорды органикалық түрінде де қабылдайды(гексафосфаттар, нуклеопротендер, фосфатидтер, қант фосфаттары). Өсімдікте фосфор көп мөлшерде жетіспесе, ол өспей қалады, дән пайда болуы төмендейді. Фосфор өсімдік өсуін тездетеді, суыққа шыдамдылығын күшейтеді, өнім сапасын жақсартады, және т.б. Әсіресе өсімдік жас кезінде фосфор өте қажет, оның тамырының өсуіне әсер етеді.

Калий К

физиологиялық ролі өте күшті (көмірсутектер, белок алмасуында), азотты пайдалануды күшейтеді.

К – ағзалық шырында қанттың көбеюіне әсер етеді, ағзаның қыстауын, толыстауын жақсартады. Өсімдік жатпайтын болады. Калий картопта крахмалдың, қызылшада қанттың көбеюіне көп әсер етеді. Ол дән сапасын, көк өністің, мақта, кендір жібінің, жеміс-жидектің дәмін жақсартуға (жүзім, шабдалы, апельсин, алма және т.б.).  

 

Күкірт S

Аминқышқыл құрамында белок алмасуына, тотығу-тотықсыздану процесіне қатысады.

S – хлорофил түзілуіне  пайдалы әсер етеді, күкірт жетіспеген  жағдайда зат алмасу  процесі нашарлайды, белок синтезі, өнім  саны мен сапасы  төмендейді. Ол топыраққа  ауадан және тыңайтқышпен  келеді ((NH4)2SO4, суперфосфат және т.б.). 

 

Кальций Са

көмірсутектер, белок алмасуына қатысады, тамырдың дұрыс өсуіне әсер етеді.

Қызылша, жоңыршқа кальцийді сіңіреді, ал шай, мох және т.б. оны сіңірмейді. Кальций - өсімдіктің дұрыс қоректенуіне өте қажет, әрі оны қышқыл топырақты бейтараптау үшін қолданады.  

 

Магний Mg	Хлорофилл құрамында 10% дейін болады, сондықтан фотосинтезге қатысады
Темір Fe	Тотығу тотықсыздану процесіне қатысады, хлорофилл түзілуі үшін қажет
Марганец Mn	Фермент құрамында тотығу тотықсыздану процесіне қатысады. Хлорофилл түзілуіне, белок синтезіне әсерін тигізеді. Марганец жетіспеген жағдайда өсімдік (арпа, бидай, сұлы, қызылша, көк өніс, мақта, қарабидай және т.б.) баяу өседі

Микроэлементтер - өсімдіктер бұларды аз мөлшерде(1 га-г, кг ) қажет етеді. Топырақта, өсімдікте олардың мөлшері мыңнан бір бөлігіндей, алайда олардың атқаратын ролі өте күшті.  

 

 

 

Бор В	Көмірсутектерді синтездеуде, тотығу-тотықсыздану процесіне, ферменттердің белсенділігіне әсер етеді. Бор жетіспеушілігі өсімдіктердің өсуінің тоқтауына, ауруға шалдығуына әкеліп соғады. Мәселен, қызылшаның ортасы шіриді. Бордың күшті әсері – жоңышқа, қызылша, көк өністерге нормасы 0,5-1,0 кг 1 га жерге.
Молибден Мо	Тотығу-тотықсыздану, көмірсутектер алмасу, витаминдер синтезінде, хлорофилл түзілуіне әсер етеді. Молибденнің атмосфералық азотты қабылдауда, оны сіңіруде ролі айрықша. Оның әсері дәнді дақылдар, көк өніс, бұршақ шөптер, қызылша, кендір т.б. үшін күшті. өсімдікке молибденді 0,02 % ерітінді түрінде шашыратып береді, суперфосфатпен беруге болады. Молибден нормасы – 50-100 г/га.
Мыс Cu	Көмірсутектерді синтездеуді, белоктың түзілуін күшейтеді, витаминде, өнім тұрақтылығын арттырып, оны аурудан қорғайды (грибин). Оны 2-4 кг/га 4-6 жылда бір рет беріп тұрады. Мыстың картоп өніміне әсері күшті.
Мырыш Zn	Хлорофилл синтездеуге, фотосинтезге, көмірсутектер алмасуына, ұрықтануға, өсуге, сахарозаның, крахмалдың, азоттың ассимиляциясына әсері күшті. Мырыш жетіспеген жағдайда жеміс ағаштары, цитрус, жүгері ауруға шалдығады, хлорофилл түзілуі баяулайды, жапырақта хлороз, сарғаю басталады. Мырышты тамырдан тыс қоректеуге қолданады.
Кобальт Co	Азотты фиксациялауға, кендір, сұлы, қарабидай өніміне әсері бар.

Тыңайтқыштар ассортименті

Кесте 5.5. Азотты тыңайтқыштар ассортименті

Тынайтқыш	Құрамы, %	Мемлекеттік стандарт, техникалық шарт
Негізгі зат, кем емес	Азот, кем емес	Ылғал, көп емес
Сұйық аммиак	99,6 NH3	82,0	0,4	ГОСТ 6221-75
Техникалық аммиак суы, Б маркасы	25,0 NH3	20,5		ГОСТ 9-77
Аммонийлы
Аммоний сульфаты	NH3			ГОСТ 9097-74
Жоғарғы сорт	25,7	21,0	0,2
І сорт, кристалл	25,4	20,8	0,3
ІІ сорт, кристалл	25,4	20,8	0,3
Аммоний сульфаты, техникалық
І сорт		20,8	0,2	ТУ 6-03-395-75
ІІ сорт		20,8	0,2
Аммоний сульфаты, түйіршіктелген (кокс өндірісінен)	25,4	20,8	0,6	ЧМТУ 6-41-61
Аммоний-натрий сульфаты	Натрий сульфаты 20			ТУ 6-08-192-75
Нитратты
Натрий селитрасы	NaNO3
І сорт	99,5	16,4	1,0	ГОСТ 828-68
ІІ сорт	99,0	16,3	1,8
Натрий селитрасы, техникалық		15,5	2,0	МРТУ 90-45-66
Кальций селитрасы	Ca(NO3)2× 3 H2O	17,5		ТУ 603-367-74
Аммонийлы-нитратты, цитратты
Аммоний селитрасы,	NH4NO3
Cапа белгісі		34,65	0,2	ГОСТ 5.2176-74
А маркасы		34,2	0,3	ГОСТ 2-75
Б маркасы	97,7	34,0	0,3
Амидты
Карбамид	Co(NH2)2
Сапа белгісі		46,3	0,3	ГОСТ 5.2206-75
Ауыл шаруашылығына		46,0	0,3	ГОСТ 2081-75
Сұйық азотты тыңайтқыштар (аралас)
Көміртек аммиакты	N CO2	8-11		ТУ 6-03-374-74
Азотты балқыма тыңайтқыш	N			ТУ 6-03-277-70
Аммонийлы тыңайтқыш	N	20,5		ТУ 6-03-320-72