بسم الله الرحمن الرحيم الأسمدة المعدنية واستخداماتها د.علي بن عبد الله الجلعود

1. بسم الله الرحمن الرحيم الأسمدة المعدنية واستخداماتها د.علي بن عبد الله الجلعود معهد بحوث الموارد الطبيعية والبيئة مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية دورة الأسمدة والتسميد وخصوبة التربة مركز التطوير الزراعي بالقصيم - عنيــزة 6/ 2 / 1428 هـ

2. مقدمة تعتبر تربة المملكة العربية السعودية بشكل عام خشنة القوام, وحركة الماء الرأسية فيها أكبر من الأفقية, كما أن محتواها من المـــادة العضوية والنتــروجين والفسفور منخـفض أما البوتاسيوم فيختلف من منطقة إلى أخرى حسب تكوين التربة, كما أنها تحتوي عــلى كميات كافية من الكالسيوم والكبريت والمغنيسيوم ، أما العناصر الصغرى فتختلف من منطقة لمنطقة لذلك فإن اختيار السماد المناسب والاستخدام المرشد يعتبر من أهم العوامل الاقتصادية والفنية لرفع كفاءة استخــدام هذه الأسمدة.

3. العناصر الغذائية الأساسية للنبات وعلاقتها بالأسمدة في أراضي المملكة أولاً : النيتروجين في أراضي المملكة: النيتروجين منخفض في أراضي المملكة لانخفاض المادة العضوية, وحركة النتروجين في تربة المملكة عالية ، يتم اختيار وإضافة السماد النيتروجيني حسب طبيعة المحصول والتربة . تعتبر اليوريا من أكثر الأسمدة النتروجينية ملائمة لتربة المملكة واستخدامها في الرشاشات المحورية مناسب جداً وذلك لارتفاع ذوبانيتها كما أنها تحتوي على 46% من النيتروجين وهذه نسبة عالية مقارنة بالأسمدة النيتروجينية الأخرى

4. تصنيع الأسمدة النيتروجينية: يعتبر النيتروجين الجوي المصدر الأساسي والأول لجميع استخدامات النيتروجين في النبات. يشكل غاز النيتروجين 78% من الغلاف الجوي وفي صناعة الأسمدة يثبت النيتروجين كيميائياً ليكون غاز الأمونيا (النشادر). يعتمد إنتاج الأمونيا على الطاقة والضغط حيث يتفاعل النيتروجين والهيدروجين في درجة حرارة تتراوح بين 400-500 درجة مئوية وضغط 170 جوي ووجود عامل مساعد حسب المعادلة التالية: 3H2 + N2 2NH3 تحول الأمونيا إلى الأنواع المختلفة من الأسمدة وذلك بتفاعل الأمونيا مع المركبات الأخرى لتكوين المركب السمادي المطلوب كالآتي :

5. حمض نيتريكأمونيا نترات الأمونيا كربونات كالسيومنترات كالسيوم صخر الفوسفاتحمض النيترك الفوسفاتي صخر الفوسفات + حمض الفسفورحمض الفسفور المخلوط أمونيا مع حمض كبريتيككبريتات ونترات الأمونيا أمونيا حمض كبريتيككبريتات الأمونيا حمض فسفوريكفوسفات الأمونيا ثاني أكسيد الكربونيوريا

6. تستطيع النباتات البقولية والطحالب الزرقاء المخضرة إلى الاستفادة من النيتروجين وهو ما يعرف بتثبيت النيتروجين حيث يتحد النيتروجين مع الهيدروجين او الأكسجين وتحول العقد الجذرية الموجودة على جذور النباتات البقولية بوجود الرطوبة والعوامل المناخية الأخرى إلى نيتروجين قابل للاستفادة من النبات كما يساعد البرق والرطوبة إلى تحويل النتروجين الجوي إلى نيتروجين قابل للاستفادة • N2 + O2 2NO • N2 + 2O2 2NO2 • 3NO2 + H2O HNO3 +NO2 • يقدر النيتروجين المثبت بالبرق والرطوبة بحوالي 1- 60 كجم نيتروجين هكتار/سنة

7. يتوفر في أسواق المملكة العديد من الأسمدة النيتروجين من أهمها: • اليوريا: • كما ذكر سابقاً تعتبر اليوريا أعلى الأسمدة الصلبة في محتواها من النيتروجين حيث تحتوي على 46% نيتروجين , وتصنع اليوريا بتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الأمونيا • NH3 + CO2 + H2O (NH4)2CO2 • (NH4)2CO2 (NH2)2CO+2H2O

8. حساب النيتروجين الموجود في اليوريا • يوريا 46% نيتروجين CO(NH2)2 • الوزن الجزيئي لليوريا= • الكربون(C)=12 X 1 = 12 • الأوكسجين(O)= 16 X 1 = 16 • النيتروجين(N)=14 X 2 = 28 • الهيدروجين(H)= 1 X 4 = 4 • = 60 • 28 • نسبة النيتروجين % = ــــــــ = 0.46 • 60 • لذلك لا يمكن أن تحتوي اليوريا على أكثر من 46% نيتروجين

9. ب- نترات الأمونيا (NH.NO3) وتحتوي على 34% نيتروجين ج- كبريتات الأمونيا (NH.)2SO4 وتحتوي على 21% نيتروجين 24% كبريت د- نترات الكالسيوم Ca(NO2)2 وتحتوي على 15.5 نيتروجين 19% كالسيوم

10. ثانياً : الفوسفور تعتبر حركة الفوسفور في الأراضي الكلسية حركة بطيئة وكفاءة استخدامه في هذه الأراضي منخفضة الأمر الذي يتطلب اختيار مصدر مناسب من الفوسفور وملائم لهذه الأراضي . يعتبر ثنائي فوسفات الأمونيا ( DAP ) أحد المصادر الجيدة للأراضي في المملكة حيث يحتوي على 18% نيتروجين و 46% فوسفور . تحتاج المحاصيل إلى كميات قليلة من النيتروجين في بداية الزراعة وكميات أكبر من الفوسفور وحيث أن نسبة النيتروجين إلى الفوسفور في هذا السماد 1/3 نيتروجين إلى فوسفور وهذه النسبة تفي باحتياجات النبات من النيتروجين والفوسفور في بداية الزراعة

11. كما تتم إضافة الاحتياجات الأخرى من النيتروجين من مصدر جيد وهو اليوريا على دفعات متعددة وكلما زادت هذه الدفعات وقلت كميتها كلما زادت كفاءة استخدام الأسمدة النيتروجينية . كما يلائم هذا السماد محصول البرسيم حيث يحتاج البرسيم إلى كمية أقل من النيتروجين وذلك لوجود العقد البكتيرية في هذا النبات .

12. تصنيع الأسمدة الفوسفاتية: يعتمد انتاج الأسمدة الفوسفاتية أساساً على الصخور الفوسفاتية وتحويلها إلى أسمدة قابلة للاستفادة من النبات. يحتاج تحويل الصخور الفوسفاتية إلى أسمدة فوسفاتية عمليات كيميائية يدخل الحمض أساساً في هذه العملية. يتوفر الفوسفور بكميات قليلة في التربة , ويكون عادة مثبتاً بها وغير قابل للحركة بسهولة الأمر الذي يؤدي إلى اختلاف الأسمدة الفوسفاتية عن الأسمدة النيتروجينية والبوتاسية في تسميد الأراضي وخاصة الكلسية. يوجد صخر الفوسفات في شمال المملكة في منطقة صخر الجلاميد وأعطيت شركة معادن امتياز استخراج الفوسفور من هذه المنطقة وتحويلة إلى أسمدة فوسفاتية.

13. إنتاج الفسفور من الصخر الفوسفاتي: يوجد طريقان شائعان للإنتاج 1- الطريقة الحرارية: يخلط صخر الفوسفات مع الفحم والسيلكا في فرن حراري ويسخن بواسطة الكهرباء في أقماع احتراق ويكون مركب مخلوط من الفوسفور والحديد ومواد اخرى ثم يجمع الفوسفور المتطاير من أسفل الفرن ويمر على ماء ليكون أحماض فوسفورية تختلف في نقاوتها ومحتواها من الفسفور.

14. وتعتمد نقاوة الفسفور في صخر الفوسفات على نسبة كربونات الكالسيوم الموجودة في الصخر حيث يكون الفوسفات أساساً من الآتي: Ca10F2(PO4)6 XCaCO3 وكلما زادت نسبة كربونات الكالسيوم كلما قلت نسبة الفسفور في الصخر.

15. تصنيع مركبات الأسمدة الفوسفورية الأساسية : • حمض الفوسفوريك • يصنع حمض الفوسفوريك من إضافة حمض الكبريتيك والماء إلى ضخر الفسفات كالآتي: • Ca10F2(PO4)6 + 10H2SO4 + 2H2O • ماء + حمض كبريتيك + صخر فوسفات • 10CaSO4.2H2O + 2HF + 6H2PO4 • حمض الفسفوريك + غاز الفلور + جبس

16. ويمكن حساب الفسفور في الأسمدة كالآتي • تحويل الفسفور إلى خامس أكسيد الفسفور وهو النسبة الموجودة في العبوة: • P P2O5 = P X 2.29 • P 31 X 2 = 62 • O 16 X 5 = 80 • = 142 • P2O5 = 142 = 2.29 • ــــــ ـــــــــــــ • P X 2 62

17. 1-خامس أكسيد الفسفور في حمض الفسفوريك H3PO4 98 P 31 31 = 31.6 X 2.29 = 29 = 72% P2O5 ــــــ 98

18. 2- سوبر فوسفات S P ينتج السوبر فوسفات العادي من خلط نسب متساوية من حمض الكبريتيك وصخر الفوسفات المطحون كالآتي : Ca10(PO4)F2 + H2SO4 + H2O ماء + حمض الكبريتيك + صخر الفوسفات 3CaH4(PO4)2H2O + CaSO4 + 2HF غاز الفلور + جبس + سوبر فوسفات ويحتوي على حوالي 20% خامس أكسيد الفوسفور

19. 3- سوبر فوسفات الثلاثي T S P : ويصنع بخلط حمض الفوسفور مع صخر الفوسفات Ca10(PO4)6F2+ 14H3PO4 + H2O ماء + حمض الفوسفور + صخور الفوسفات CaH4(PO4).H2O + CaSO4 + 2HF غاز الفلور + جبس + سوبر فوسفات ويحتوي على حوالي من 45 – 50 % خامس أكسيد الفوسفور ولكن عادة ما يحتوي على 46% من خامس أكسيد الفسفور.

20. 4- فوسفات الأمونيا الاحادية M A P: وتحضر بإضافة الأمونيا مع حمض الفوسفور NH4 + H3PO4 NH4H2PO4 M A P حمض الفسفور + أمونيا وتحتوي على 52% خامس أكسيد الفوسفور و11% نيتروجين

21. 5- فوسفات الأمونيا الثنائية D A P: وتحضر بإضافة الأمونيا مع حمض الفوسفور وذلك بإضافة كمية أكبر من الأمونيا( جزيئين) 2NH4 + H3PO4 (NH4)2HPO4 D A P حمض الفسفور + أمونيا وتحتوي على 52% خامس أكسيد الفوسفور و11% نيتروجين

22. ثالثاً : البوتاسيوم يختلف امتصاص النبات للبوتاسيوم عن امتصاص النيتروجين والفوسفور , حيث يمتص على صورة كاتيون K+ . ويبقى على صورة أيون في الخلية . يعتبر البوتاسيوم ضرورياً في عمليات حركة تحويل النشاء والسكر في النبات.

23. البوتاسيوم في أراضي المملكة: يختلف تركيز البوتاسيوم المستخلص بخلات الألمنيوم في أراضي المملكة العربية السعودية من منطقة لأخرى ,وقد تم تقدير البوتاسيوم في مناطق مختلفة من المملكة حيث يتراوح بين 85 -600 جزء بالمليون. ويعتبر تركيز البوتاسيوم في أراضي المملكة بشكل عام فوق التركيز الحرج (150 جزء بالمليون) واللازم لتوفير احتياجات النبات منه في غالبية الأراضي وخاصة أراضي الوديان. كما تحتوي مياه الري على تراكيز مختلفة من البوتاسيوم حسب درجة ملوحتها ومصدرها الجيولوجي.

24. ويعتبر البوتاسيوم فيها مصدراً مستمراً لإمداد النبات بالبوتاسيوم, ويحتاج عدد قليل من المحاصيل إلى الأسمدة البوتاسية خاصة في الأراضي الرملية وعند زراعتها بمحاصيل درنية كالبطاطس وذلك للحصول على إنتاج مرتفع , وعموماً فإن التوصيات السمادية لمعظم محاصيل الحبوب 0 – 50 كجم K2O والمحاصيل الدرنية بين 50 – 150 كجم K2O

25. تصنيع أسمدة البوتاسيوم: 1- كلوريد البوتاسيوم KCl: يصنع كلوريد البوتاسيوم (ميوريت البوتاسيوم) باستخراجة من خامات البوتاسيوم كمحلول ملحي, ويتم في عمليتين حيث يطفو كلوريد البوتاسيوم على السطح وتتم بلورته كأملاح بوتاسية ويفصل عن أملاح كلوريد الصوديوم ويستخدم في عملية الطفو كميات قليلة من الكيميائيات الخامة التي تعمل تغليف جزيء كلوريد البوتاسيوم ويقشد(Skimmed) من سطح المحلول. ويحتوي كلوريد البوتاسيوم على نسبة تتراوح بين 40 -50 أكسيد بوتاسيوم(K2O) . لا يستخدم كلوريد البوتاسيوم كمصدر للسماد في المملكة وذلك لوجود الكلوريد الضار للنبات.

26. 2- كبريتات البوتاسيومK2SO4: • تعتبر كبريتات البوتاسيوم أهم مصادر الأسمدة البوتاسية وتحضر بأحد الطرق التالية: • تفاعل حمض الكبريتيك مع كلوريد البوتاسيوم • KCL + H2SO4 KHSO4 + HCL • حمض الهيدروكلوريك + حمض كبريتات البوتاسيم حمض الكبريتيك + كلوريد البوتاسيوم • ب-تفاعل حمض كبريتات البوتاسيوم مع جزيء واحد من كلوريد البوتاسيوم ووجود الحرارة • KCL + KHSO4 Δ K2SO4 + HCL • حمض الهيدروكلوريك + كبريتات البوتاسيم حمض كبريتات البوتاسيم+ كلوريد البوتاسيوم • تحتوي كبريتات البوتاسيوم على حوالي 50% K2O

27. الكالسيوم: يتوفر الكالسيوم في أراضي المملكة بنسب مختلفة تتناسب مع نسب وجود كربونات الكالسيوم بالتربة والتي غالباً ما تتراوح بين 5 – 40 % لا يوجد نقص واضح لعنصر الكالسيوم على المحاصيل الزراعية المزروعة في الحقول المفتوحة وتشير التحاليل التي أجريت على أنواع مختلفة من الأراضي ومن مواقع مختلفة في المملكة بأن تركيز الكالسيوم في مستخلص التربة يتراوح بين 70 – 1500 جزء بالمليون . لذا يوصى باستخدام نترات الكالسيوم في الزراعات المفتوحة في المملكة إذا وجد نقص.

28. المغنسيوم : يوجد المغنسيوم على شكل كربونات مغنسيوم ( دولوميت ) والتي تشكل حوالي 20 % من نسبة الكربونات الكلية الموجودة في أراضي المملكة ويصل تركيزها إلى حوالي60 % . يتراوح تركيز المغنيسيوم في المحلول الأرضي بين 20 و 588 جزء بالمليون . لا يضاف المغنسيوم للمحاصيل المزروعة بالحقول المفتوحة بالمملكة ولكن يضاف للمحاصيل المزروعة بالبيوت المحمية .

29. الكبريت : يعتبر عنصر الكبريت أحد أهم العناصر الأساسية الضرورية لنمو النباتات ويوجد في أراضي المملكة غالباً على صورة كبريتات ، والجبس هو الاكثر انتشاراً ويتراوح تركيز الكبريتات الذائبة في الأراضي الزراعية بين 500 – 3500 جزء بالمليون وحيث أن مياه الري تحتوي على تراكيز تفي باحتياجات المحاصيل فإنه لم تلاحظ ظهور أعراض لنقص الكبريت في الحقول المفتوحة ، ويتراوح تركيز الكبريت في مياه الري بين 60 – 2450 جزء بالمليون .

30. الكلور : يعتبر الكلور أحد العناصر الضرورية لنموالنبات ولكن زيادة تركيزه بالتربة تسبب سُميّة للنبات فتنخفض إنتاجية معظم المحاصيل عند زيادة تركيز عنصر الكلور في التربة إلى أكثر من 350 جزء بالمليون ، ويتراوح تركيزه في أنسجة النبات بين 200 – 300 جزء بالمليون . ويتوفر عنصر الكلور في أراضي المملكة بكميات كافية لسد احتياج النبات,

31. وحيث أن أراضي المملكة تقع ضمن الأراضي الجافة وشبه الجافة فإن التأثير السام لهذا العنصر هو السائد في هذه المناطق ويتراوح تركيز الكلور في مستخلص التربة في معظم أراضي المملكة بين 50 – 2059 جزء بالمليون .

32. العناصر الصغرى: • يحتاج النبات للعناصر الصغرى بكميات قليلة تحسب كجزء بالمليون , وأي نقص فيها سيؤدي إلى ضعف النبات . • يتوفر بالسوق المحلي نوعيات من الأسمدة التي تحتوي على العناصر الصغرى • مركبات معدنيةكبريتات الحديد أو الزنك او المنجنيز أو النحاس. • ونظراً لوجود الأراضي الكلسية في المملكة وارتفاع رقم الحموضة PH فإن إضافة هذه الأسمدة عن طريق التربة سيكون عديم الفائدة وستترسب على شكل غير قابل للامتصاص من النبات. • استخدام هذه الأسمدة محدود جداً عن طريق الأوراق واستخدام مادة لاصقة.

33. 2. المركبات المخلبية : • وهي الشائعة الاستخدام في أراضي المملكة,وتضاف عن طريق التربة • وكلمة مخلبية أصلها لاتيني CLAW وتعني المخالب حيث تحمل هذه العناصر أحماض عضوية مثل DTPA • Diethylene Triamine Pentacetic Acid • وتكون هذه العناصر جاهزة للامتصاص من النبات • وتعتبر المواد المخلبية التالية هي الأنسب للأراضي في المملكة • الحديدFe EDDHA يحتوي على 6% حديد • الزنكZn EDTA يحتوي على 13% زنك • النحاسCu EDTA يحتوي على 13% نحاس • المنجيزMn EDTA يحتوي على 12% منجنيز

34. السلام عليكم ورحمة الله وبركاته