4.5. ИЗВЕСТКОВЫЕ УДОБРЕНИЯ

Известковые удобрения подразделяют на три группы: промышленного производства, получаемые размолом твердых карбонатных пород (известняковая и доломитовая мука);

отходы промышленности, богатые известью (металлургические шлаки, цементная пыль, дефекат, сланцевая зола и др.);

местные удобрения из рыхлых (мягких) карбонатных пород (туф, гажа, мергель и др.), обычно не нуждающиеся в размоле.

Твердые карбонатные породы по содержанию кальция и магния называют известняком (50—56 % СаО, 0,9 % MgO), доломити-зированным известняком (42—55 % СаО, 0,9—9,0 % MgO) или доломитом (30—32 % СаО, 18—20% MgO). По содержанию примесей (глина, песок и др.) до 5 % породу (доломит, известняк) называют чистой, при 5—25 % — мергелистой или песчанистой, при 25—50 % — мергелевой или песчаной. Применение в качестве сырья и удобрений пород с примесями более 15—20 % целесообразно только при отсутствии более чистых материалов.

Известняки состоят в основном из карбоната кальция СаС0₃ и часто обогащены (до 10—15 % MgO) карбонатом магния. Наличие MgC0₃ уменьшает растворимость и повышает твердость доломи-тизированных известняков. Белый, серый, желтоватый и коричневатый цвета известняков обусловлены составом и содержанием имеющихся примесей (органических веществ, различных форм железа, марганца и др.).

Доломиты (чистые) также состоят из карбоната кальция (54,4 % СаС0₃) с наибольшей долей (45,6 %) карбоната магния.

Наиболее мягким из твердых карбонатных пород является мел, который содержит до 55 % СаО и только до 0,6 % MgO, наиболее легко размалывается и несколько более эффективен, чем известняк, особенно в первые годы после внесения.

Известняковая (доломитизированная) и доломитовая мука. Получается при дроблении и размоле известняков и доломитов. В России (в соответствии с ГОСТ 14050—78) производят известняковую муку двух классов и двух сортов, причем для каждого из них в пылящей (влажность до 1,5 %) и слабопылящей (4—6 % влаги) формах. Сорта различаются по нейтрализующей способности — I сорт не менее 88 %, II сорт не менее 85 % СаС0₃, и гранулометрическому составу — первый класс имеет более тонкий помол, чем второй. Классы в пределах сортов отличаются только по гранулометрическому составу — второй класс более тонкого помола, чем первый, по фракциям: < 0,25 мм на 5—10 %, < 1 мм на 3—10 %.

Данные полевых опытов в среднем за пять лет, обобщенные в ВИУА, показали, что наиболее эффективна тонко размолотая (менее 0,25 мм) фракция известняковой муки (табл. 41).

Снижение эффективности известняковой муки с изменением гранулометрического состава (увеличением содержания крупных частиц > 0,25 мм) значительно возрастает при переходе от чистых известняков к более доломитизированным, т. е. с повышением твердости размалываемых пород.

Отходы промышленности. В качестве известковых удобрений по общим объемам применения в России они занимают второе место, а по эффективности часто не уступают известняковой муке. Экономически использование отходов промышленности часто более выгодно (отсутствуют расходы на добычу, а иногда и на размол), а экологически более целесообразно (если они не содержат опасных примесей), чем промышленных известковых удобрений.

Жженая известь. Получается при обжиге карбонатных пород:

СаСОз MgC0₃ -> СаО + MgO + 2С0₂.

При длительном открытом хранении оксиды, взаимодействуя с водой, образуют гидроксиды — гашеную известь, пушонку:

СаО + Н₂0 = Са(ОН)₂.

Растворимость Са(ОН)₂ в 100 раз больше, чем CaC0₃ [Mg(OH)₂ в воде практически нерастворим], поэтому в первые годы гашеная известь гораздо эффективнее, чем известняковая мука, но в последующем действие их выравнивается, а длительность последействия короче в результате более быстрого вымывания кальция.

Гашеная известь как отход производства получается на известковых заводах и при производстве хлорной извести. По нейтрализующей способности 1 т Са(ОН)₂ эквивалентна 1,35 т СаС0₃.

Сланцевая зола. Получается при сжигании горючих сланцев на предприятиях и электростанциях, содержит 30—40% СаО, 1,5— 3,8 % MgO, а также небольшое количество калия, натрия, фосфора, серы и некоторые микроэлементы. В соответствии с ТУ 46-7—71 сланцевая зола по нейтрализующей способности должна соответствовать не менее 60 % СаС0₃, содержать не более 2 % влаги, по гранулометрическому составу 97 % ее массы должны быть менее 1 мм. Ббльшая часть кальция и магния в золе находится в виде менее растворимых, чем СаС0₃, кремнекислых формах, поэтому нейтрализация кислотности почв при ее внесении происходит медленнее. Даже в высоких дозах (20 т/га) зола положительно влияет на культуры, боящиеся избытка кальция (лен, картофель и др.).

Дефекат. Это отходы свеклосахарных заводов, содержащие СаС0₃ ^и Са(ОН)₂, а также в небольших количествах органическое вещество, азот, фосфор, калий и микроэлементы. В соответствии с ТУ 570—74 дефекат первого класса по нейтрализующей способности соответствует содержанию СаС0₃ не менее 60 % и влаги не более 20 %, второго класса — не менее 40 % СаС0₃ и не более 30 % влаги. Сухой дефекат (20—30 % влажности) сыпучий и содержит 10—15 % органического вещества, 0,2—0,7 % азота, 0,2—0,9 Р₂0₅ и 0,3—1,0 % К₂0. Поэтому для всех культур при внесении в эквивалентных по СаО количествах дефекат значительно превосходит по эффективности известняковую муку.

Шлаки сталеплавильные (мартеновские, электросталеплавильные, доменные). В соответствии с ЧМТУ 11-37—69 по нейтрализующей способности они должны содержать не менее 80 % СаС0₃, иметь влажность не более 2 %, гранулометрический состав: 70% массы имеет размер менее 0,25 мм, 90 % — менее 0,5 мм. Большая часть кальция в шлаках содержится в виде силикатов (CaSi0₃, Ca₂Si0₄), менее растворимых, чем СаС0₃, поэтому тонина размола здесь еще более важна. Наряду с кальцием, магнием, кремнием шлаки содержат фосфор, марганец, серу и другие элементы. По этим причинам эффективность шлаков нередко оказывается даже выше эквивалентных доз по СаО(СаС0₃) известняковой и доломитовой муки. Кроме того, содержащаяся в шлаках кремниевая кислота усиливает химическое связывание подвижного алюминия, что косвенно способствует увеличению содержания подвижных форм фосфора в почве.

Белитовая мука. Это отходы (шлам) при производстве алюминия. Она содержит 45—50 % СаО, 25 (Na₂0 + К₂0), до 30 Si0₂, 3,4 % А1₂0₃, а также небольшое количество фосфора, серы и некоторых микроэлементов. По гранулометрическому составу 50 % массы имеет размер меньше 0,15 мм, а 90 % —меньше 1 мм. По эффективности не уступает другим шлакам.

Многие другие отходы различных производств (доломитовая мука и цементная пыль, отходы целлюлозно-бумажных комбинатов и фабрик, содовых, мыловаренных, кожевенных и других производств), содержащие кальций в форме оксидов, гидроксидов, солей слабых кислот, при отсутствии в них опасных примесей могут быть применены в качестве известковых удобрений.

Местные известковые удобрения. Состоят из рыхлых (мягких) карбонатных пород, по объемам применения в России занимают третье место. Они не требуют размола, быстрее действуют и более эффективны, чем молотые известняки. Многие местные залежи таких пород находятся в зонах распространения кислых почв, поэтому использование их для известкования близлежащих полей агрономически и экономически выгодно. Различия в эффективности крупных и мелких фракций гранулометрического состава мягких пород выражены гораздо слабее, чем твердых. По данным ВИУА, за И лет все фракции мельче Змм оказывали примерно одинаковое влияние на урожаи возделываемых культур.

Известняковые туфы (ключевая известь). Содержат от 70 до 90— 98 % СаС0₃ с органическими и минеральными примесями, встречаются в притеррасных поймах, в местах выхода ключей. По внешнему виду это рыхлая, пористая, легко рассыпающаяся масса обычно серого, нередко ржавого, бурого и темного цветов. Известняковые туфы, содержащие не более 30 % влаги, 85 % массы которых мельче 5 мм, разделяют по содержанию СаС0₃ на первый (> 80 %) и второй (70—80 %) сорта.

Озерная известь (гажа). При влажности не более 30 % может содержать 60—95 % СаСОз и примеси разных элементов, органических веществ. Залежи ее находят в высохших водоемах или собирают при очистке дна существующих водоемов и подсушивают. Гажа имеет мелкозернистое сложение, легко рассыпается и является высокоэффективным известковым удобрением.

Торфотуфы. Это богатые известью низинные торфа, содержат 10—20, иногда до 50 % СаС0₃. Ценное известково-органическое удобрение, наиболее эффективное на бедных органическими веществами, нуждающихся в известковании почвах. К сожалению, они малорентабельны, поэтому их лучше применять на близлежащих к месторождениям полях.

Мергель. Содержит 25—50 % СаС0₃, не менее 1 MgC0₃ и 25 % примесей песка, глины и др. Залежи его встречаются в виде рыхлых и плотных масс. Плотный мергель целесообразно на зиму вывозить на поля и размещать небольшими кучками, которые под влиянием смены температуры и влажности к весне рассыпаются на мелкие частицы и после заделки в почву по эффективности не уступают известняковой муке.

Доломитовая природная мука. При влажности не более 12 % содержит 80 % (и более) карбонатов в пересчете на СаС0₃ и состоит из карбонатов кальция и магния с разными примедями. По гранулометрическому составу она обычно представляет массу 50—70 % < 0,25 мм и не менее 85 % < 5 мм. Это очень ценное известковое удобрение, которое благодаря содержащемуся магнию может быть гораздо эффективнее известняковой муки на почвах легкого гранулометрического состава.