Минеральные удобрения

Появление и развитие жизни на Земле, начиная от растений и заканчивая человеком, стало возможным исключительно благодаря лучистой энергии Солнца. Но только зеленые растения, содержащие удивительное вещество хлорофилл, тайна которого полностью не разгадана человеком до сих пор, способны напрямую усваивать энергию солнечного света и создавать молекулы органического вещества из неорганического.

Практически все органическое вещество на нашей планете создано зелеными растениями. В дальнейшем оно только подвергается различным превращениям. Именно поэтому прирост органического вещества, созданного растениями, называется первичной продукцией. Этим подчеркивается роль растений в живой природе. Минеральные удобрения служат источником биогенных веществ, стимулируют процесс фотосинтеза и увеличивают первичную продукцию. Между первичной и рыбной продукцией в водоемах существует прямая положительная связь. Увеличение продукции водорослей влечет за собой повышение рыбопродуктивности водоемов.

Азотные удобрения. Азот необходим всем живым организмам. Он входит в состав белков. Водоросли усваивают азот из воды преимущественно в виде нитратов (NО3) и сочинений аммония (NH4). Вообще же в воде азот присутствует в виде пяти основных форм: молекулярного азота (N2), поглощенного из воздуха; органических соединений азота, образовавшихся в результате частичного разложения органического вещества; аммонийного азота (NH4, NH4ОН); нитритов (NO2, HNO2) и нитратов (NО3). Все формы азота благодаря химическим и биологическим (при участии бактерий) процессам переходят одна в другую. Действующим (биогенным) веществом азотных удобрений является азот. В рыбоводных прудах применяют аммиачную селитру NH4NO3 (35% азота), сульфат аммония (NH4)2SO4 (21%), карбамид, или мочевину СО(NH2)2 (46%), аммиачную воду (25%).

Фосфорные удобрения. Фосфор играет важную роль в процессе фотосинтеза, выполняя роль энергетического регулятора. Он входит в состав всех организмов. Так, в теле рыб его содержится от 0,2 до 0,6%. Фосфор относится к элементам, которых часто не хватает, с его недостатком в воде сталкиваются гораздо чаще, чем с нехваткой азота. В воде фосфор находится в виде фосфатов. Соединения фосфора очень подвижны. Через 1-2 дня после внесения фосфорных удобрений с доведением концентрации фосфора в пересчете на P2O5 до 0,5 мг/л, а именно такая концентрация считается наилучшей для развития водорослей, его остается только 1% от первоначального количества. Большая часть его связывается илами, при этом чем кислее среда, тем прочнее. Часть растворимых фосфатов, попадая в зону фотосинтеза, поглощается фитопланктоном, бактериями и высшей водной растительностью. Время жизни растворимых фосфатов составляет от 5 минут при массовом развитии фитопланктона до нескольких дней в водоемах, заросших высшей водной растительностью. Подавляющее количество фосфора в водоеме находится в связанном состоянии в илах. Так, при концентрации 0,1 мг фосфора на 1 л, а она крайне редко бывает выше, в метровом слое воды на 1 га пруда содержится всего 1 кг фосфора. В то же время в 20 сантиметровом слое ила при концентрации 0,15 % и влажности 90% его содержится 300 кг/га. Для сравнения: при рыбопродуктивности 1 т/га и содержании фосфора в теле 0,4% вместе с рыбой с 1 га пруда изымается 4 кг фосфора. В рыбоводстве используются следующие фосфорные удобрения. Простой гранулированный суперфосфат, он содержит 14-19,5% действующего вещества (P205). Двойной суперфосфат более концентрированный и содержит 45-48% Р2O5. В пересчете на чистый фосфор это составляет примерно от 7 до 20%. Кроме суперфосфата используют преципитат с Са НРO4 в основе и содержанием 22-38% Р2O5, фосфоритную муку с Са3(PO4) 2 содержащую от 19 до 30% P2O5, а также водорастворимый монокальцийфосфат.

Калийные удобрения. Их влияние на рыбоводные пруды изучено еще недостаточно, тем не менее известно, что при недостатке калия водные растения приобретают желто-бурый цвет и хуже развиваются. Из калийных удобрений применяют каинит, соединение KCL с MgSO4, содержащий около 13% чистого калия, хлористый калий (KCL) с содержанием 52-62% калия, сернокислый калий (K2SO4), в котором от 42 до 53% калия. По ложу пруда можно применять древесную золу, содержащую от 3-4% чистого калия (еловая зола) до 13-14% (березовая). Золу вносят в почву, бедную калием: супеси, подзолистые, торфяники в количестве 20-50 кг на 1 га пруда.

Комплексные удобрения. Содержат вместе несколько биогенных веществ: азот, фосфор и иногда калий. Практика показала, что наибольший эффект оказывает применение именно комплекса азотных, фосфорных и калийных удобрений. Из сложных удобрений применяют нитрофос - двойное удобрение с содержанием азота от 23 до 46%, а также фосфора. Нитрофоска помимо азота (33%) и фосфора содержит калий, так же как и нитроаммофоска (50-54%) азота. Все эти составные удобрения хорошо растворимы в воде.

Как удобрять пруды минеральными удобрениями
Так же, как и при кормлении рыбы, наиболее важные здесь три вопроса. Как вносить удобрения, сколько и как часто, то есть дозы, способ и режим внесения. Прежде чем говорить об этом, обратим внимание читателей на некоторые обязательные правила, которыми необходимо руководствоваться. Удобрение водоемов - мощный фактор интенсификации производства рыбы. Однако бессистемное внесение удобрений вместо планируемого положительного результата может принести отрицательный эффект. Это может выразиться в ухудшении кислородного режима. Дело в том, что после вспышки развития фитопланктона, вследствие удобрения пруда, наступает отмирание водорослей. Разложение органического вещества требует большого количества кислорода, который забирается из воды. Концентрация растворенного в воде кислорода падает. Помимо ухудшения кислородного режима возможно азотное загрязнение водоемов. Все вместе: азотное и органическое загрязнение может спровоцировать вспышку развития сине-зеленых водорослей, которые при массовом развитии выделяют в достаточно больших концентрациях ядовитые вещества. В некотрых случаях это может привести даже к гибели рыбы. Что же нужно знать, прежде чем удобрять водоем?

Применение минеральных удобрений неэффективно:

в водоемах, заросших водной и надводной растительностью (более 30% от площади зеркала пруда);
в проточных водоемах, где водообмен совершается менее чем за 15 суток;
при значениях рН грунта менее 6,5, а воды - менее 7,0;
при прозрачности воды по диску Секки менее 40 см;
при температуре воды менее 15 °С;
при интенсивном кормлении рыбы. Соблюдение этих правил позволит рационально использовать удобрения и достигать положительных результатов, выражающихся в умеренном "цветении" водоемов, улучшении кислородного режима и в конечном счете увеличении рыбопродуктивности.
Как вносить удобрения
В настоящее время удобрения выпускаются в основном в гранулированном виде. Категорически запрещается вносить их в пруд, предварительно не растворив в воде. Если просто разбрасывать гранулы по поверхности воды, то они, падая на дно, связываются с илами и становятся недоступны фитопланктону. Более того, в местах, куда падают гранулы, гибнут донные организмы, а рыба некоторое время избегает посещать эти точки. Для растворения 1 кг азотных или фосфорных удобрений требуется не менее 7 литров воды. Только в растворенном виде их можно вносить в водоем.

Сколько вносить удобрений.
Существует два способа определения необходимого количества удобрений. Первый - по результатам гидрохимических анализов и доведения концентраций биогенных элементов до оптимальных. Считается, что для развития водорослей, прежде всего фитопланктона - основного поставщика растворенного в воде кислорода - наилучшая концетрация азота 2 мг/л и фосфора (в пересчете на Р2О5) - 0,5 мг/л. По результатам гидрохимических анализов определяют суммарное количество азота - нитритного, нитратного и аммонийного, а также фосфатов и рассчитывают дозу конкретных удобрений, которую необходимо внести, чтобы довести содержание азота до 2 мг/л и фосфора - 0,5 мг/л.

Пример. Содержание общего азота в виде нагульного пруда составило 1,2 мг/л, а фосфора в пересчете на Р2О5 - 0,06 мг/л. Рассчитать дозу внесения аммиачной селитры и простого гранулированного суперфосфата. Порядок расчета. До необходимой концентрации 2 мг в 1 мл воды надо внести (2-1,2) = 0,8 мг азота в 1 мл или 0,8 г в 1 м3. Средняя нормативная глубина нагульного пруда составляет 1,5 м. На 1 га слой воды составит 10 000 м2 х 1,5 м = 15 000 м3. Следовательно, нам нужно внести 0,8 г/ м3 х 15 000 м3 = 12 000 г, или 12 кг азота. Аммиачная селитра содержит 35% азота. Значит, наша доза составит 12 кг : 0,35 = 34,3 кг/га азотных удобрений. Аналогично рассчитывают количество простого суперфосфата, содержащего около 18% Р2O5 (0,5 - 0,06) х 15 000 : 0,18 = 36,7 кг/га. Таким образом, нам надо внести 34,3 кг аммиачной селитры и 36,7 кг простого гранулированного суперфосфата на каждый гектар пруда. Данный способ расчета достаточно прост и логичен. Однако он имеет ряд серьезных недостатков. Во-первых, сами оптимальные концентрации 2 мг/л азота и 0,5 мг/л фосфора достаточно условны. Они зависят от температуры, рН, прозрачности воды, видового состава фитопланктона и многих других факторов. Приведенные значения есть лишь некие средние величины, которые могут в конкретных случаях достаточно сильно отклоняться. Во-вторых, процессы круговорота азота и фосфора в водоемах настолько сложны и многообразны, а развитие фитопланктона зависит от такого большого количества факторов, что даже внесение точно рассчитанных по изложенному способу доз удобрений не гарантирует ожидаемого нами ответа фитопланктона в виде увеличения первичной продукции. Поэтому, прежде чем вносить удобрения, желательно убедиться, принесут ли они ожидаемый эффект. Этого позволяет добиться способ удобрения водоемов по биологической потребности. Он не слишком сложен, но позволяет существенно снизить непроизводительный расход удобрений и, главное, точно прогнозировать результат. Суть его состоит в том, что в чашки Петри, широко используемые в микробиологии, или любые другие прозрачные склянки объемом 100-200 мл набирают воду из водоема и добавляют в нее растворы удобрений, которые мы собираемся вносить. Количество раствора, зная его концентрацию, рассчитывают так, чтобы содержание азота в чашке Петри составило бы 1,5; 2,0; 2,5 мг/л, а фосфора - 0,3; 0,4; 0,5 мг Р2O5 /л. Перед внесением растворов удобрений измеряют концентрацию растворенного в воде кислорода с помощью специальных приборов - оксиметров или химическим способом (метод Винклера). Затем склянки помещают на свет. В одну склянку раствор не добавляют. В конце дня снова измеряют концентрацию растворенного в воде кислорода во всех склянках. Интенсивность фотосинтеза, которая определяет величину первичной продукции, определяется количеством выделившегося кислорода. Если в каких-либо склянках, куда мы добавили удобрения, содержание кислорода повысилось более чем на 10% по сравнению со склянкой, куда раствор не добавляли, то считают, что потребность в удобрениях существует. Пруд необходимо удобрять. А дозу вносить такую, какая дала наибольший эффект в наших опытах по определению биологической потребности фитопланктона в удобрениях. Вместо Растворов удобрений можно использовать заранее приготовленные растворы чистых солей фосфата натрия (Na2 HPO4) и хлористого аммония (NH4Cl). Преимущество данного способа заключается в знании точного ответа фитопланктона на внесение определенных доз удобрений, которые вносят только тогда, когда потребность в них существует. Помимо этого можно определить потребность в удобрениях при доведении концентрации биогенных элементов не только до 2 мг/л азота и 0,5 мг/л фосфора, но и при доведении их до меньших или больших значений. Кроме того, можно определять потребность в тех или иных концентрациях азота и фосфора как по отдельности, так и вместе. Например, фитопланктон может не реагировать на внесение отдельно фосфорных и азотных удобрений с доведением концентрации фосфора до 0,5 и азота до 2 мг/л. Но в то же время он будет значительно увеличивать первичную продукцию при одновременном доведении содержания азота, например, до 1,5 мг/л и фосфора до 0,3 мг/л. Еще одним преимуществом данного метода можно считать то, что с его помощью можно определить потребность не только в азоте и фосфоре, но и в любом другом элементе: железе, марганце, цинке, кобальте, молибдене, меди, кремнии и других, необходимых для нормального роста фитопланктона. Метод определения биологической потребности в удобрениях позволяет установить не только прямую, но и обратную связь между внесением удобрений и развитием фитопланктона. По сути этот способ удобрения является экологическим эквивалентом способа самокормления. Только при автокормлении рыбы устанавливается прямая и обратная связь между количеством потребленного корма и пищевыми потребностями рыбы, а при удобрении - между количеством минеральных удобрений и потребностями фитопланктона в них.

Описанный метод достаточно прост. Если заранее приготовить растворы солей нужной концентрации, то постановка опытов занимает не более 20-30 минут при количестве склянок от 10 до 20. При достижении определенного опыта может отпасть и необходимость в измерении концентрации растворенного в воде кислорода. Дело в том, что первичная продукция, то есть прирост биомассы фитопланктона, отличается от других видов биологической продукции (прироста массы животных, например, рыб) тем, что она во много раз больше, чем первоначальная масса фитопланктона. Поэтому, если концентрация одного или нескольких биогенных элементов отвечает потребностям одноклеточных водорослей, то происходит их бурное развитие. К концу дня можно "на глаз" определить, где склянка больше позеленела, а где меньше и выбрать оптимальное сочетание биогенных элементов и их концентрацию.

Как часто следует удобрять.
Таким образом, мы выяснили, что наиболее совершенный способ удобрения водоемов - по биологической потребности. Нам же часто следует ее определять? В идеале - каждый день, особенно учитывая высокую подвижность соединений фосфора в воде. Но если кому-то это покажется слишком утомительным, то можно пойти на компромисс. Мы знаем, что смена доминирующих форм фитопланктона летом происходит в среднем 1 раз в 5-7 дней. Следовательно, и биологическую потребность в удобрениях можно определять примерно 1 раз в неделю. При ее выявлении необходимо немедленно вносить удобрения. Отсюда следует, что если мы каждую неделю будем выявлять потребность фитопланктона в тех или иных дозах удобрений, то и удобрять пруды будем еженедельно.

В практике прудового рыбоводства существует также более простой, но гораздо менее эффективный метод внесения минеральных удобрений, который не требует предварительных гидрохимических исследований и определения потребности в биогенных веществах. Сущность его заключается в том, что мы пренебрегаем определенным минимальным содержанием азото-фосфорных соединений в воде и доводим их до оптимального уровня за счет внесения основных используемых и доступных минеральных удобрений. Эта величина составляет в начальный период внесения до "цветения воды" по аммиачной селитре 50 кг и суперфосфату 30 кг в расчете на 1 га пруда. После наступления "цветения" воды доза внесения удобрений сокращается в 2 раза. Удобрения вносятся с интервалом 7 дней в первый и 10-12 дней в последующий период. Итак, мы ответили на все основные вопросы, касающиеся применения минеральных удобрений в прудах: чем удобрять, в каком виде, в каких количествах и как часто.