Физические свойства химического удобрения

Заводская влажность, %

Гигроскопичность

Растворимость в воде

Слеживаемость

Рассеиваемость

Очень сильная
(55-63)

Гранулированная — во влажной среде сильно слеживается, в сухих условиях — слабо слеживается; мелкокристаллическая

У гранулированной — удовлетворительная, у кристаллической — плохая

Мелкокристаллическая — слеживается слабо, гранулированная — не слеживается

У гранулированной — хорошая, у мелкокристаллической — плохая

Хорошая при умеренной влажности

Порошковидный — слабая (77-79), гранулированный негигроскопичен

Порошковидный — слеживается, слегка комкается; гранулированный — не слеживается

У порошковидного — плохая, у гранулированного

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Удобрения

Удобрения — вещества, предназначенные для улучшения питания растений и воспроизводства плодородия почв в целях увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и повышения качества растениеводческой продукции.

Слово «удобрение» в русском языке имеет двойной смысл. Во-первых, он обозначает технологический процесс удобрения почвы, во-вторых, обозначает применяемые для этой цели вещества. Д.Н. Прянишников вкладывал в понятие «удобрение» следующий смысл: удобрение — пища для растений, способное усиливать мобилизацию питательных веществ в почве, повышать энергию жизненных процессов и изменять свойства почвы, то есть удобрение оказывает многостороннее прямое и косвенное воздействие на почву и растения.

Содержание понятия «удобрение» (по Д.Н. Прянишникову)

Значение удобрений

В связи с многофункциональной ролью удобрений в агроценозе их значение возрастает с повышением продуктивности земледелия, что подтверждается опытом ведения сельского хозяйства во многих высокоразвитых странах мира.

Органические и минеральные удобрения влияют на структуру почвы, реакцию почвенного раствора, скорость микробиологических процессов, активно участвуют в воспроизводстве плодородия, влияют на питание, рост и развитие растений, устойчивость к неблагоприятным внешним факторам и, в целом, на урожай и его качество. Например, почвы, систематически удобряемые навозом, характеризуются меньшей кислотностью, большим содержанием доступных для растений форм фосфора, повышенным количеством гумуса и общего азота, большей степенью насыщенности основаниями. Удобрения являются основой химизации земледелия.

При возделывании сельскохозяйственных культур происходит отчуждение питательных веществ с урожаем, потеря с поверхностным стоком и инфильтрации в глубоки слои, эрозии. В результате изменяется баланс питательных веществ, снижается плодородие, урожайность культур и качество продукции. Для нивелирования дефицит биогенных элементов в почве применяют удобрения.

Растения в процессе своей жизнедеятельности образуют сухое вещество за счет поглощения углекислого газа воздуха, воды и минеральных веществ почвы. В результате растения накапливают определенные вещества, которые характеризуют химический состав растений.

Наиболее важными, так называемыми биофильными, питательными элементами являются азот, фосфор и калий. Количество усвоенных растениями элементов питания, содержащиеся во всех органах и во всей массе урожая, позволяет определить их потребность в питательных веществах. Потребление питательных веществ выражают в кг на 1 га или в кг на 1 т товарной продукции с учетом побочной. Оптимальное содержание и соотношение элементов питания в почве при условии достаточности других факторов жизни растений позволяет получать максимально возможные урожаи культур с высоким качеством.

Д.Н. Прянишников отмечал: странам Западной Европы потребовалось 100 лет для увеличения урожайности пшеницы с 0,7 до 1,6 т с 1 га за счет применения плодосмена и улучшения обработки почвы, и 25 лет для повышения урожайности с 1,6 до 3 т с помощью удобрений.

В России до половины всего прироста урожая культур обеспечивает использование удобрений. Например, внесение удобрений на почвах Нечерноземной зоны, характеризующихся низким естественным плодородием, или на южных почвах с ограниченной влагообеспеченностью, позволяют получать прирост урожая до 75%.

Физико-механические свойства удобрений

Потери удобрений при транспортировке и хранении могут быть связаны с их способностью к расслоению — сегрегации (для смешанных удобрений), упругостью паров и вязкостью (для жидких форм), насыпной плотностью и углом естественного откоса (для порошковидных форм). Организация транспортировки и хранения удобрений связана и с огне- и взрывоопасными свойствами, остаточной кислотностью, скоростью и условиями разложения, токсичностью. Например, калийная селитра при смешивании с опилками способна образовывать пожаро- и взрывоопасные смеси, а жидкий аммиак или его водные растворы имеют сильный удушающий запас.

Свойства удобрений могут варьировать в широких пределах в зависимости от технических особенностей производства, исходного сырья и его состава, регламентируются техническим условиями (ГОСТами и ТУ). Так, для мочевины допустимая влажность составляет не более 0,2-0,3%, кальциевой селитры — не более 14%, порошковидного суперфосфата — не более 12%, калийных удобрений — от 1 до 6%. Не соответствие предъявляемым требованиям влечет изменения физико-механических свойств удобрений, что делает их малопригодными для использования.

Одним из свойств удобрений, сильно влияющим на использование удобрений, является гигроскопичность — способность поглощать влагу из воздуха. К сильногигроскопичным удобрениям относят кальциевую (9,5 балла из 10 возможных) и аммонийную (9,3 балла) селитры, хлорид калия 3,2-4,4 балла, сульфат калия 0,2 балла. Условия хранения, транспортировки и упаковки удобрений определяются этим свойством. Сильногигроскопичные удобрения хранят и транспортируют в герметичной таре, чаще, в полиэтиленовых мешках.

Сыпучесть — пригодность удобрений для механического внесения с помощью туковысевающих агрегатов, зависит от влагоемкости. Предельная влагоемкость минеральных удобрений соответствует максимальной влажности, при которой сохраняется способность рассеиваться туковыми сеялками.

При хранении или длительной перевозке удобрения могут слеживаться. Использование слежавшихся удобрений связано с большими затратами на измельчение перед внесением в почву. Слеживаемость зависит от гигроскопичности, влажности, гранулометрического состава, условий и длительности хранения. Слеживаемость оценивается по 7-балльной шкале и определяется по сопротивлению к разрушению слежавшегося удобрения. К сильному слеживанию склонны простой порошковидный суперфосфат (7 баллов), мелкокристаллический хлорид калия (6 баллов); слабо слеживается сульфат аммония (2-3 балла), устойчив к слеживанию сульфат калия, калимагнезия (1 балл).

Физико-механические свойства минеральных удобрений связаны с гранулометрическим составом, то есть с размером частиц. Его определяют при методом сит. Гранулометрический состав влияет на равномерность внесения по площади поля. Однородный гранулометрическим составом при разбрасывании центробежными разбрасывателями обеспечивает равномерность распределения по ширине захвата агрегата. При неоднородном гранулометрическом составе наблюдается сепарация, то есть разбрасывание частиц удобрения различных размеров и массы на разное расстояние от туковысевающего агрегата: более крупные и тяжелые частицы отлетают на большее расстояние, что создает неравномерность распределения.

Сохранение гранулометрического состава при хранении, транспортировке и внесении в почву зависит от прочности гранул, который характеризуется механической прочностью на раздавливание (в кгс/см 3 ) и истирание (в %). Прочность гранул связана с влажностью, размером и формой частиц, наличия гидрофобных добавок, плотности упаковки удобрений, длительности хранения.

Рассеиваемость, или сыпучесть, — подвижность частиц удобрений при их внесении туковыми сеялками. Рассеиваемость оценивают по 12-балльной системе.

При транспортировке удобрений и расчете размеров складских помещений учитывают плотность удобрений, то есть объем единицы массы (1 т/м 3 ) и массу единицы объема. К наименее плотным относятся хлорид аммония и мочевина (0,58—0,65 т/м 3 ), тяжелым — томасшлак, известняковая и фосфоритная мука (2,01-1,62 т/м 3 ).

Некоторые удобрения, обладающие хорошими физико-механическими свойствами, например, сульфат аммония, сульфат калия, допустимо транспортировать и хранить бестарным способом — насыпью. При их хранении учитывают угол естественного откоса (покоя), который образуется горизонтальной плоскостью (поверхностью) и линией откоса кучи удобрения.

Источник

Физические свойства удобрений

Физические свойства удобрений

На качество удобрений у конечного потребителя влияют следующие факторы:

• Ассортимент применяемой продукции
• Влияние местного климата
• Логистика поставок
• Правильное обращение с удобрениями

Физические свойства удобрений определяются его химическим составом и методом производства. Наиболее важным свойством продукта для обращения, хранения и распределения являются:

• Гигроскопичность
• Слеживаемость
• Гранулометрический состав и форма частиц
• Прочность и механическая устойчивость гранул
• Расслоение
• Склонность к образованию пыли и мелкозернистых фракций
• Объемная плотность
• Угол естественного откоса
• Совместимость (химическая и физическая)

Внешнее покрытие играет важную роль для сохранения качества удобрений, поскольку предохраняет их от поглощения влаги и механических повреждений.

Гигроскопичность

В воздухе присутствует влага в виде водяного пара, поэтому оно создает давление водяного пара (Н2О), который определяется влажностью и температурой. В горячем воздухе может содержаться большее количество воды, чем в холодном воздухе. Содержание воды в воздухе выражается относительной влажностью (RH).

Когда воздух полностью насыщен водяным паром, то его относительная влажность составляет 100%, если насыщенное на половину — имеем 50% относительной влажности.

Давление водяного пара может варьироваться от высокого до низкого.

При 30°С в воздухе может содержаться до 30,4 грамм воды на м3 (100% относительной влажности).

Давление водяного пара в воздухе зависит от влажности и температуры воздуха. В условиях тропиков или лета из водяного пара может образоваться конденсат. Это явление влияет на качество открытых удобрений, хранящихся насыпью, в кучах.

Охлаждение от 25 0 С (день) до 10 0 С (ночь) приводит к образованию 10 грамм конденсата на 1 м 3 воздуха.

Критическое значение относительной влажности удобрений при 25 0 С

Гигроскопичность является важным свойством удобрений, которая позволяет гранулам быстро растворяться в почве, обеспечивая растения немедленным поступлением питательных веществ сразу после внесения удобрений.

Все удобрения являются более или менее гигроскопичны, то есть они начинают поглощать влагу при определенном уровне влажности или при определенном давлении водяного пара.

Некоторые очень гигроскопичные удобрения поглощают влагу намного быстрее и при более низкой влажности, чем остальные удобрений. Поглощение воды происходит, если давление водяных паров в воздухе превышает давление водяных паров внутри удобрений.

Из-за поглощения влаги во время хранения и обработки удобрений их физические свойства ухудшаются. Очень важно знать — при какой влажности удобрение начинает поглощать большое количество воды.

Зная температуру и влажность воздуха, а также температуру поверхности удобрения, можно сразу определить — произойдет поглощение воды или нет.

• Частицы удобрения постепенно становятся мягкими и липкими
• Увеличивается склонность к слеживанию.
• Усиливается образование пыли и мелких фракций.
• Полы в помещении склада становятся влажными и скользкими.
• Снижается тепловая устойчивость стабилизированного нитрата аммония.
• Возможно ухудшение качества разбрасывания удобрений.
• Повышается риск закупорки при фасовке удобрений.

Слеживания

Во время хранения удобрения могут проявить склонность к слеживанию. Такое слеживания возникает из-за образования прочных кристаллических мостиков и сил адгезии между гранулами.

Как правило, при низкой влажности воздуха кривая поглощения воды поднимается плавно вверх (как показано на рисунке), однако при определенной величине или ряда значений влажности она резко возрастает. Такую влажность называют критической влажностью удобрения. Критическая относительная влажность снижается при повышении температуры.

Значительное поглощение воды приводит к нежелательным последствиям для удобрений.

Здесь могут быть вовлечены несколько различных механизмов, однако наиболее важное значение имеют:

• Химические реакции в готовом продукте, которые могут повлиять на физические свойства удобрения.
• Растворение и ре-кристаллизация солей удобрения на поверхности частиц.
• Адгезивные и капиллярные силы между поверхностями.

Слеживания удобрений зависит от нескольких факторов:

• Влажность воздуха
• Температура и окружающее давление
• Содержание влаги в продукте
• Прочность и форма частиц
• Химический состав

Если контролируются перечисленные выше параметры, то склонность удобрения к слеживанию остается низкой. Кроме того, часто возникает потребность в применении соответствующей добавки против слеживания.

Как правило, продукты Yara имеют очень низкую склонность к слеживанию при условии отсутствия их увлажнения, поэтому такие продукты требуют защиты от повышенной влажности воздуха. Этого можно достичь путем тентування (при хранении насыпью) или фасовка в мешки.

Поверхность, форма и размер частиц

Прилы имеют гладкую и зеркальную поверхность, в то время как поверхность гранул может сильно меняться; как правило, гранулы являются более шероховатые и неровные, чем прилы. Цвет поверхности частиц может меняться в зависимости от использованной в процессе изготовления сырья или за счет добавления органических или неорганических пигментов для окраски частиц.

Прилы имеют широкий диапазон размеров, однако они, как правило, меньшие гранулы. Оба вида продукции могут равномерно распределяться на поле благодаря правильно откалиброванному разбрасывателю.

Прочность и механическая устойчивость гранул

Прочность на раздавливания гранул удобрений существенно отличаются в зависимости от химического состава и производственного процесса. Ниже приведены измеренные значения прочности на раздавливания для различных типов удобрений. Обратите внимание, что комплекса NPK с высоким содержанием N присуща низкая прочность на раздавливания, чем в NPK с высоким содержанием солей.

Поглощение воды оказывает негативное влияние на большинство удобрений. Частицы могут стать липкими или проявлять тенденцию к распаду.

Механическое сопротивление представляет собой способность удобрения противостоять всевозможным нагрузкам, которые возникают в процессе работы с ними. Механическое сопротивление зависит от структуры поверхности и прочности частиц.

При условии правильного обращения с удобрениями производства Yara они сохраняют высокую устойчивость к раздавливания и хорошую механическую прочность.

Расслоение

Удобрения формируются из частиц самого разного размера. Находясь в движении или благодаря вибрации, меньшие и большие частицы удобрения имеют склонность к отделению — таким образом удобрение расслаивается.

Это явление может проявиться в любом месте в системе распределения, особенно во время складирования удобрений в большие кучи. Более мелкие частицы удобрения будут концентрироваться в центре кучи. Поэтому целесообразно создавать много небольших куч и обеспечить хорошее перемешивание удобрений во время отгрузки.

Явление расслоения не влияет на распределение питательных веществ в комплексных удобрениях производства Yara, поскольку в каждой частице содержится заявленный содержание питательных веществ.

Образование пыли

Большое количество пыли из удобрений может вызвать возникновение дискомфорта на рабочем месте. Поэтому в большинстве стран выбросы пыли от погрузо-разгрузочных работ ограничиваются на законодательном уровне, поскольку это может негативно влиять на здоровье человека и на окружающую среду.

Пыль и мелкие фракции обычно возникают в результате:

• Поглощения воды.
• Плохой структуры поверхности частиц и их низкой прочности.
• Низкой механической устойчивости.
• Механических нагрузок во время работы с удобрениями.
• Изношенного оборудования (скребки, шнековые загрузчики, триммеры для зерна и т.д.).

Продукты Yara имеют высокую механическую устойчивость и систему внешнего покрытия, которая подавляет образование пыли.

Время от времени может появляться пыль, в основном за счет поглощения воды и абразивного взаимодействия в течение перевалки удобрений.

Объемная плотность

Объемная плотность или объемный вес (кг/м3) отличается для разных продуктов. Неравномерность распределения частиц через расслоение влиять на объемную плотность куч. При механическом внесении удобрений очень важна минимальная неравномерность в пределах одного продукта.