МІКРОДОБРИВО

Віди фосфорних добрив та «Недоступний» фосфор

Фосфор – один із трьох основних елементів живлення. За обсягами використання фосфорні добрива посідають друге місце після азоту.


Рослини засвоюють фосфору значно менше, ніж азоту, але він відіграє вкрай важливу роль у їх житті. Вміст його в рослинах становить 0,5–1 % сухої речовини, зокрема на мінеральні сполуки припадає близько 10–15 %, на органічні – 85–90 %. Співвідношення мінеральних і органічних сполук фосфору залежить від віку рослин і загального забезпечення їх фосфором. У молодих рослинах частка органічного фосфору значно більша, ніж у старих.

Мінеральні сполуки фосфору в рослинах представлені фосфатами кальцію, магнію, калію, амонію тощо. Накопичення їх у стеблах рослин є ознакою високої забезпеченості рослин фосфором.

Органічні сполуки фосфору – це ефіри фосфорної кислоти. До них належать фосфатиди, фосфопротеїди, фітин, цукрофосфати, нуклеїнові кислоти, нуклеопротеїди, макроергічні та інші сполуки.

Максимальна кількість фосфору міститься в репродуктивних органах, де його у 3-6 разів більше міститься ніж у вегетативних і молодих частинах рослин, що сприяє інтенсивному перебігу процесів синтезу органічних речовин. У насіннєві має бути достатній запас фосфору для формування кореневої системи, яка почне поглинати його з ґрунту. Фосфор сприяє також швидкому утворенню кореневої системи рослин. При цьому рослини краще засвоюють воду і поживні речовини з ґрунту, швидше формують надземну масу. Основну частину фосфору рослини використовують у перші фази росту й розвитку, створюючи відповідні його запаси. Потім фосфор легко переміщується зі старих тканин у молоді, тобто відбувається його реутилізація.

Нестача фосфору виявляється в затриманні росту й розвитку рослин – утворюються дрібні листки, запізнюються цвітіння і достигання плодів. Нижні листки набувають тьм’яно-сірого або темно-зеленого відтінку. З часом вони скручуються й передчасно відмирають. Це пов’язано з тим, що листки ростуть за нестачі хлорофілу. Проте за надлишку азоту листки рослин також мають темно-зелене забарвлення внаслідок високого вмісту хлорофілу. Крім того, за нестачі фосфору внаслідок утворення антоціану нерідко виявляються червонуваті та фіолетові відтінки, насамперед на основних стеблах, у пазухах листків, на черешках. Чіткіші ознаки нестачі фосфору спостерігаються на старих і нижніх листках. Проте слід пам’ятати, що антоціанове забарвлення листків є спадковою ознакою, наприклад у деяких сортів і гібридів кукурудзи. До того ж подібне забарвлення, наприклад у капусти, з’являється після холодної і затяжної весни, яке з часом зникає.

В умовах значного фосфорного дефіциту часто спостерігаються ознаки азотного голодування, що пояснюється зменшенням використання азоту для синтезу органічних сполук унаслідок нестачі фосфору. Тому ознаки азотного і фосфорного голодування досить часто збігаються.

Основним джерелом живлення рослин фосфором є аніони ортофосфорної кислоти – Н2РО4-, НРО4″, РО43-, однак рослини можуть частково засвоювати полі- та метафосфати і деякі органічні сполуки фосфору. Найліпше вони засвоюють аніони Н2РО4-, гірше – аніони НРО42-. Для рослин аніони РО4- малодоступні, їх використовують лише бобові, гречка та деякі інші культури. Рівень засвоєння рослинами фосфору залежить не лише від вмісту його в ґрунті, а й від забезпеченості іншими елементами живлення. Так, за нестачі цинку знижується надходження і використання рослинами фосфору, а за високого забезпечення міддю, навпаки, потреба в ньому знижується.

Фосфор ослаблює шкідливий вплив на рослини на кислих ґрунтах алюмінію внаслідок зв’язування його рухомих форм, фіксує його в кореневій системі, тим самим поліпшує вуглеводний та азотний обміни в рослинах.

Як визначити, що культурам, які вирощуються, вистачає/бракує цього елементу? Надто складного тут нічого немає. Є певні ознаки, які свідчать про його дефіцит:

– нехарактерні колірні зміни наземної частини (темно-зелене, а потім фіолетово-червоне забарвлення);

– потворність форми листків;

– поява темних плям на зеленій масі;

– передчасне опадання листя;

– поганий розвиток коренів;

– уповільнення ростових процесів, невідповідність розмірним параметрам, ставання схожими на чагарники.

Вчасно відстеживши ці моменти, можна в той же час виконати фосфорне підживлення і тим самим запобігти непоправній шкоді.

У тому випадку, якщо наведені ознаки не спостерігаються, можна бути впевненими, що рослина отримала стільки фосфору, скільки їй необхідно. Тоді турбуватися немає про що.

Що стосується надлишку цього елементу, то він практично унеможливлений. Рослини споживають таку кількість фосфору, яка їм необхідна, і ні краплею більше. Причому у різних рослин потреби різні. Використавши дещо збільшений обсяг цього міндобрива, ви шкоди не завдасте, проте витрати матеріалу будуть невиправдані. Враховуйте це і дотримуйтеся дозувань.

Через що може виникнути фосфородефіцит?

Ось основні причини:

– перетворення фосфору в сполуки, які занадто довго затримуються в ґрунті, погано засвоюються рослинами або взагалі до них не надходять;

– виснаження ґрунтової мікрофлори, спровоковане активним уповільненням;

– неналежна обробка ґрунту;

– внесення удобрювальних композицій без дотримання рекомендованих доз;

– одиничне або ж нерегулярне підживлення.

З цього випливає, що нестачі легко уникнути, якщо правильно, тобто своєчасно і в потрібному обсязі, використовувати добрива. Тим паче, що вибір таких у наш час чималий. Вибрати саме те добриво, яке покаже себе максимально ефективно в кожному конкретному випадку, не проблема.

Коли фосфорні добрива найбільш дієві?

Їх вплив залежить, передусім, від ґрунту. Найбільш позитивний спостерігається на чорноземах. Завдяки фосфору тут відпадає потреба в рясному поливі, коріння розвивається оперативніше й має неабияку силу. Інша передумова прекрасної роботи – компонування з азотом. Без таких комплексів не обійтися на лісових ґрунтах, а також кислих і низькородючих. Якщо тут буде спостерігатися дефіцит азоту, благотворний ефект фосфору істотно мінімізується. Тим або іншим чином відбивається на його дії й присутність нітрогену та мікроелементів. А якщо ви будете вносити гній, зменшіть дозу фосфорного добрива вдвічі.

У різних грунтах фосфор зв’язується різними елементами. На підзолистих і дерново-підзолистих грунтах він зв’язується з полуторними оксидами (Fe3 +, Al3 +). У лужному середовищі його пов’язує велика кількість кальцію (Ca2 +). Тому в кислому середовищі фосфор краще вносити разом з вапняковими матеріалами, органічними добривами або додавати азотні добрива з розрахунку, що на 0,8-1,0 частин рухомого в грунті фосфору повинна знаходитися 1,0 частина нітратного азоту. На органічних грунтах доступність фосфору збільшується з активністю мікроорганізмів.

На кислих або лужних грунтах класичним став прийом внесення суперфосфату восени (кращий варіант – розділити добриво на два внесення: під оранку і під культивацію). Але рясна кількість вологи восени може привести до часткового розчинення гранули, а значить – переходом елемента у зв’язану форму.

Весняне внесення знизить ризик фіксації елемента, але потрібно відчутна кількість вологи і часу для розчинення гранули. На богарі велика частина добрив може не розчинитися аж до збирання врожаю.

Головна мета внесення фосфору з метою регулювання агрофона поля – створення в грунті досить високого рівня присутності вільних форм елемента протягом всієї вегетації.

Ось тільки таке внесення не враховує ряд факторів. Хоч би яким високим був фон, на ранніх фазах розвитку, коли рослина особливо чутлива до дефіциту фосфору, не завжди складаються оптимальні умови для його засвоєння.

У першу чергу, мова йде про температури нижче 15°С. Для подолання цієї проблеми можна додавати «стартові» добрива. Цей метод дозволяє разом з висівом насіння вносити швидкорозчинну гранулу комплексного добрива, яке містить основні макро- і мікроелементи, необхідні рослині в перші тижні вегетації. Ось тільки стартові добрива частіше застосовуються на зернових культурах, що вирощують на пісках. Їх використання вимагає особливої ​​обережності: гранули не повинні контактувати з насінням, а розташовуватися на невеликій відстані (близько 5 см), а грунтовий розчин повинен мати невисоку концентрацію солей. Однак, лише внесення таких добрив дає візуально помітний ефект раннього зростання. Він особливо відчутний при достатній кількості вологи.+

Інший шлях – додавати легкорозчинне фосфорне добриво при протравлюванны насіння. Але якісне насіння протравлюються виробником, що позбавляє фермера можливості впливати на склад оболонки.

Несправедливо рідко вдаються до локального внесення добрив. Згідно з різними дослідженнями, локальне розміщення тієї ж кількості діючої речовини дає до 30-40% більше ефекту в порівнянні з розкидним внесенням. А комбінування локального і розкидного внесення дозволить збільшити посухостійкість рослин за рахунок того, що корінці будуть «тягнутися» за внесеним врозкид фосфором, та ще й створити стійкий високий агрофон в зоні найбільш активної діяльності кореневої системи.

Дослідження показали, що добрива, внесені локально, з великим коефіцієнтом використовуються у перший рік. Відповідно, внесення врозкид дозволяє підвищити загальний вміст фосфору в ґрунті на кілька років. Але якщо рівень фосфору в грунті високий, то локальне внесення і стартове застосування добрив без внесення врозкид дозволить знизити витрати на систему добрива без втрат врожайності культури.

Взаємодія фосфорних добрив із ґрунтом

Сорбція і хімічне осадження – основні хімічні процеси, які відбуваються паралельно і регулюють поглинання фосфатів добрив ґрунтом. Співвідношення між ними залежить від реакції ґрунтового розчину, вмісту органічних речовин, ступеня дисперсності, реакційної здатності глинистих мінералів, норм фосфору добрив та часу їх взаємодії з ґрунтом.

Фосфати на поверхні ґрунтових часточок можуть адсорбуватися внаслідок обміну фосфат-іонів на іони ОН-, Сl-, SO4- та іони гумусових і силіцієвих кислот. Фосфат-іони адсорбуються на розміщених близько до поверхні гідроксильних групах (ОН) оксидів алюмінію і заліза та на бічних поверхнях часточок глинистих мінералів:

(Al, Fe) – ОН + Н2РO4- – (Al, Fe) – О – РO3Н2 + ОН-.

При внесенні в ґрунт монокальційфосфату Са(Н2РO4)2 вода у вигляді пари переміщується до добрива і розчиняє його з утворенням насиченого розчину монокальційфосфату та дигідратдикальційфосфату. Цей концентрований розчин переміщується по капілярах ґрунту, реагує з його часточками та утворює свіжоосаджені фосфати. У розчин із ґрунтових часточок переходить багато іонів алюмінію, заліза, мангану і кальцію. Останні можуть вступати в реакцію з розчинними фосфатами й утворювати кристалічні та аморфні продукти різних ступенів розчинності й доступності для рослин. Залишковий фосфор розчинних фосфорних добрив швидко включається в хімічні, фізико-хімічні й біологічні процеси, які відбуваються в ґрунті. Фосфорні добрива перетворюються на важкорозчинні форми внаслідок хімічного осадження фосфатів із розчинів. При цьому утворені осади з часом старіють і кристалізуються.

Отже, в нейтральних ґрунтах водорозчинні добрива перетворюються за такою схемою:

Са(Н2РO4)2 + Са(НСO3)2 = 2СаНРO4 • 2Н2O + 2СO2.

На кислих ґрунтах, крім того, утворюються важкодоступні для рослин фосфати заліза та алюмінію:

Са(Н2РO4)2 + 2А1(ОН)3 = 2А1РO4 + Са(ОН)2 + 4Н2O,

Са(Н2РO4)2 + 2Fe(OH)3 = 2FePO4 + Са(ОН)2 + 4Н2O.

За нейтральної реакції ґрунту можуть також виділятися фосфати заліза та алюмінію навколо часточок добрива внаслідок їх підкислювальної здатності. В перезволожених ґрунтах навіть за pH > 5,5 здебільшого утворюються фосфати заліза, у піщаних – переважають фосфати алюмінію.

Отже, можна виділити кілька механізмів незворотної фіксації фосфорної кислоти в ґрунтах:

  • утворення малодоступних форм під впливом півтораоксидів заліза й алюмінію, зокрема на кислих ґрунтах;
  •  адсорбція глинистими мінералами, насиченими кальцієм та іншими катіонами;
  •  адсорбція на поверхні часточок вапна і поступове їх перетворення на гідроксилапатити чи інші важкодоступні сполуки.

На відміну від водорозчинних форм фосфорних добрив нерозчинні форми і фосфоритне борошно розчиняються в кислотному середовищі ґрунту та перетворюються під дією кислот, які виділяються мікроорганізмами і рослинами, а також після поглинання фосфору ґрунтом. У подальшому процес поглинання фосфорної кислоти, фосфоритів та інших водонерозчинних форм фосфорних добрив аналогічний поглинанню ґрунтом розчинних фосфорних добрив.

Ґрунти мають високу ємність поглинання фосфат-іонів: від 800 мг/кг Р2O5 на піщаних дерново-підзолистих до 3000 мг/кг на глинистих чорноземах. Найвищою ємністю характеризуються торф’яно-болотні ґрунти низинного типу – до 30 000 мг Р2O5/кг сухого торфу. Органічні речовини ґрунту сприяють розчиненню фосфатів, зменшують поглинання їх іонів.

ФОРМИ ФОСФОРУ У ДОБРИВАХ

Оскільки в добривах фосфор може бути представлений досить великою кількістю різних сполук, то описувати їхні хімічні формули було б надмірним завданням. Тому фосфор в добривах виражають у вигляді трьох груп сполук залежно від їх розчинності у різних розчинниках.

1)Валовий (загальний) фосфор – це весь фосфор, який входить до складу добрива незалежно від конкретної сполуки. Визначають шляхом розчинення добрива у сильній кислоті. В підсумку практично всі 100% фосфоровмісних сполук переходять у витяжку, й надалі їх визначають тим чи іншим аналітичним методом. Як правило, цей показник декларується лише деякими пострадянськими виробниками добрив, оскільки він малоінформативний.

2)Доступний (засвоюваний) фосфор – це фактично та частина загального фосфору, яка може бути засвоєна рослинами впродовж періоду вегетації культури. Методика визначення передбачає підбір екстрагенту, який «мав би» вилучати ту частину фосфору добрива, яку рослина може засвоїти. Підбір екстрагенту залежно від його агресивності дає змогу вилучити більшу чи меншу частину фосфору. Найчастіше для вилучення фосфору використовують цитрат амонію (сіль лимонної кислоти), і тоді сполуки, які він вилучає, називають цитраторозчинним фосфором.

Трохи агресивнішою витяжкою буде лимонна кислота, яка вилучатиме дещо більшу кількість сполук фосфору, які називають лимоннорозчинними.

Існують також інші методи вилучення доступних сполук фосфору з добрив, що приписується у нормативній документації.

Вміст саме цих сполук найчастіше декларується в марці добрива N – P2O5 – K2О.

3)Водорозчинний фосфор – це сполуки фосфору, що переходять у водну витяжку (вилучаються водою). Умовно це та частина фосфору, яку рослини здатні засвоїти «вже зараз». І саме вміст водорозчинного фосфору найбільше цікавить споживача, оскільки це саме той фосфор, у якого найбільше шансів бути поглинутим рослиною. Проте у цього фосфору й найбільше шансів бути зафіксованим ґрунтом, що також слід усвідомлювати.

Потрібно сказати, що високий вміст водорозчинного фосфору не у всіх випадках є перевагою. Так, на кислих ґрунтах, що характеризуються сильною фіксацією фосфору, внесення водорозчинного фосфору заздалегідь, до посіву призведе до значного зниження коефіцієнту його використання рослинами.

Але за передпосівного і припосівного строків внесення потрібно віддавати перевагу добривам з високим вмістом водорозчинних сполук фосфору.

Однією зі спекуляцій на тему фосфору в добривах є підміна таких понять, як вміст доступного фосфору в добриві і його доступність рослинам. Так, неправильно стверджувати, що за вмісту 26% доступного фосфору в добриві із 100 кг його рослина засвоїть 26 кг Р2О5. Цей фосфор тільки умовно доступний для рослин, проте ніколи рослини не здатні засвоїти його весь, незалежно від форми та виробника добрив. Чому? Тому що у рослин є дуже серйозний конкурент – ґрунт. У ґрунті фосфор переходить у малодоступні сполуки (фіксується), а також виступає «засобом для існування» численної армії мікроорганізмів і бур’янів.

Саме тому коефіцієнт використання рослинами фосфору з добрив (за даними різних вчених) у кращому випадку становить 15–25% для суцільного і до 40% для локального внесення. І це стосується абсолютно усіх водорозчинних фосфоровмісних добрив незалежно від виробника. Безумовно, є й інші чинники, які впливають на коефіцієнт використання фосфору з добрив, такі як строки і способи внесення, препаративна форма (гранульовані чи рідкі), спосіб грануляції та властивості самих гранул. Проте за браком таких масштабних досліджень різниця у коефіцієнті використання фосфору з різних добрив має коливатись у межах 5–10% абс.

Класифікація фосфорних добрив

За ступенем розчинності й доступністю для засвоєння рослинами фосфорні добрива поділяють на три групи.

  • 1. Водорозчинні – легкодоступні для засвоєння рослинами (суперфосфати).
  • 2. Напіврозчинні – менш доступні для засвоєння рослинами, ніж водорозчинні форми. Фосфати цих добрив нерозчинні у воді, але переходять у розчин цитратної кислоти або в лужний розчин цитрату амонію (цитратнорозчинні). До них належать преципітат, томасшлак, фосфатшлак, знефторені фосфати та ін.
  • 3. Не розчинні у воді, погано розчинні у слабких кислотах фосфати, які важко- доступні для засвоєння більшістю сільськогосподарських культур (фосфоритне і кісткове борошно).

В окрему групу виділяють конденсовані фосфати, для яких розчинність як характеристика вмісту засвоюваних форм фосфору великого значення не має. Після внесення в ґрунт вони перетворюються, внаслідок чого накопичуються легкодоступні для рослин форми фосфору.

Також можна виділити моно- й двокомпонентні склади. До перших належать фосфоритне борошно (19-30 % Р), суперфосфат (до 26 % легкозасвоюваного фосфору) і подвійний суперфосфат (до 50 %). До других: амофос (44-52 % калію + 10-12 % азоту), діамофос (46-52 % фосфору + 18-23 % азоту) і монокалійфосфат (29 % калію + 23 % фосфору).

Варто пам’ятати, що Р – частий компонент комплексних МД: фосфор + калій, азот + фосфор + калій. А є ще й органічні джерела розглянутого елементу. Це компост і трикальцієвий фосфат.

Водорозчинні фосфорні добрива

Суперфосфат гранульований (суперфосфат простий) Са(Н2РO4)2 • Н2O + Н3РO4 + 2CaSO4 • 2Н2O добувають дією сірчаної кислоти на фосфорити й апатити:

Са3(РO4)2 + 2H2SO4 + Н2O = Са(Н2РO4)2 • Н2O + 2CaSO4;

2Ca5F(PO4)3 + 7H2SO4 + Н2O = 3Ca(H2PO4)2 • Н2O + 7CaSO4 + 2HF.

Спочатку суміш фосфорної сировини із сірчаною кислотою засипають у камери й отримують суперфосфатну масу, яка в процесі реакції твердне. Потім цю масу зберігають на складі, де реакція триває 10–20 діб, тобто відбувається її дозрівання. Дозрілий на складі суперфосфат містить 19–21 % Р2O5, у тому числі не більш як 2,3 % у вигляді вільної фосфорної кислоти, що надає йому характерного запаху.

Суперфосфат містить до 50 % гіпсу CaSO4•2H2O, який має практичне значення як джерело сірки і як меліорант на засолених ґрунтах. До складу гіпсу входить 8–12 % сірки, що особливо цінно для бобових, зернових та олійних культур у регіонах із низьким вмістом рухомих сполук сірки в ґрунті.

За зовнішнім виглядом суперфосфат – це гранули розміром від 1 до 4 мм темно-сірого (продукт переробки фосфориту) або світло-сірого (продукт переробки апатиту) кольору. Добриво можна застосовувати під усі культури і на всіх типах ґрунтів. При цьому рослини одночасно забезпечуються сіркою. Оскільки концентрація фосфору в добриві невисока, його можна вносити в рядки у мінімальних дозах – 10–15 кг/га Р2O5 під час сівби.

Суперфосфат подвійний Са(Н2РO4)2 • Н2O + Н3РO4 добувають розкладанням фосфоритів фосфорною кислотою. Спочатку фосфорити обробляють сірчаною кислотою і добувають вільну фосфорну кислоту, якою діють на нову порцію фосфатної сировини. При цьому відбувається реакція

3Са3(РO4)2 – CaF2 + 14Н3РO4 + 10Н2О = 10Са(Н2РO4)2 • Н2O + 2HF.

За зовнішніми ознаками він подібний до суперфосфату гранульованого, але гранули крупніші, приблизно однакового розміру і темніші (сірого або темно- сірого кольору). Подвійний суперфосфат містить менше домішок і майже не містить сірки.

Хімічні та фізичні властивості подвійного суперфосфату, способи його застосування та ефективність такі самі, як і суперфосфату гранульованого, проте він поступається останньому при удобренні культур, що позитивно реагують на сірку (капустяні, конюшина та ін.). Суперфосфат подвійний застосовують на всіх типах ґрунтів під усі культури.

Залежно від сировини і технології виробництва гранульований подвійний суперфосфат випускають двох марок: марка А містить не менш як 48-50 % засвоюваного фосфору, марка Б, що випускається двох сортів, містить не менш як 45–47 % (І сорт) або 42–44 % (II сорт) засвоюваного фосфору. За класифікацією Міжнародної асоціації виробників суперфосфату і складних добрив суперфосфатом подвійним вважається добриво, яке містить 25 % Р2O5, потрійним – 43–49 % Р2O5. Масова частка вільної фосфорної кислоти в перерахунку на Р2O5 у суперфосфаті марки А не перевищує 2,5 %, марки Б – 4,5–5 %.

Збагачений суперфосфат за вмістом засвоюваного фосфору (23,5–24,5 % Р2O5) займає проміжне положення між простим і подвійним. Виробництво його ґрунтується на взаємодії природних фосфатів із сумішшю фосфорної і сірчаної кислот.

Для поліпшення фізичних та агрохімічних властивостей суперфосфатів у процесі грануляції їх нейтралізують кістковим і фосфоритним борошном, вапняком, крейдою, доломітом або газоподібним аміаком. Найефективнішою є нейтралізація аміаком.

Суперфосфат амонізований гранульований СаНРO4 + NH4H2PO4 + CaSO4 добувають насиченням звичайного суперфосфату аміаком. Це складне добриво, що містить 3 % азоту і 17 % фосфатів (Р2O5), зокрема 92 % в засвоюваній і 70–80 % у водорозчинній формах. У результаті амонізації суперфосфату кількість водорозчинних фосфатів у добриві зменшується, але вміст засвоюваного фосфору при цьому майже не змінюється.

Суперфосфат амонізований подвійний – містить не менш як 30 % засвоюваних фосфатів (Р2O5), не менш як 8 % загального азоту, не більше як 3 % вільної фосфорної кислоти (Н3РO4). Добриво хімічно кисле. Застосовують для основного, передпосівного удобрення та для підживлення сільськогосподарських культур.

Суперфос містить 37–40 % Р2O5, з яких 2/3 перебуває в доступній для рослин формі і майже половина – у водорозчинній. Виготовляють його із фосфоритів з низьким вмістом фосфору за допомогою фосфорної кислоти, якої витрачається на 20–25 % менше, ніж під час виробництва суперфосфату. За основного внесення суперфос за ефективністю подібний до суперфосфату подвійного.

Напіврозчинні фосфорні добрива

Преципітат СаНРO4 • 2Н2O – порошок білого або кремового кольору, погано розчинний у воді, малогігроскопічний, не злежується, містить 38 % Р2O5. Фосфор у преципітаті переважно знаходиться у формі гідрофосфату кальцію СаНР04, що не розчинний у воді, але добре розчиняється в лужному розчині цитрату амонію і тому доступний для рослин.

Добувають преципітат взаємодією фосфорної кислоти з вапняним молоком або із суспензією подрібненого вапняку.

Використовують преципітат лише для основного внесення, він не поступається суперфосфату подвійному, а на кислих ґрунтах має деяку перевагу: менше зв’язується з ґрунтом. В Україні це добриво майже не застосовують.

Із вапняків, що не містять шкідливих домішок – сполук фтору, арсену, важких металів – виготовляють кормовий преципітат (трикальційфосфат), який використовують у тваринництві як мінеральну добавку до кормів.

Термофосфати Na2O • 3СаО • Р2O5 + SiO2 добувають сплавлянням або спіканням за високої температури (1200-1400 °С) природних фосфатів з піском, лужними солями та іншими сполуками. При цьому утворюються різні хімічні речовини, що містять від 20 до 40 % цитраторозчинного фосфору, мають лужну реакцію та за своїми властивостями близькі до томасшлаку і мартенівського фосфатшлаку. За зовнішніми ознаками – це тонкорозмелені порошки з добрими фізичними властивостями. До термофосфатів належать також шлаки (томасшлак, фосфатшлак мартенівський), плавлені магнієві й знефторені фосфати та ін.

Фосфатшлак мартенівський 4СаО • Р2O5 • CaSiO3 добувають у процесі виплавляння сталі з чавуну або залізних руд, багатих на фосфор. Це тонкорозмелений важкий порошок темно-сірого кольору з добрими фізичними властивостями. Загальний вміст Р2O5 – 14–16 %, зокрема 8–12 % цитраторозчинного, що засвоюється рослинами. Водорозчинний фосфор майже відсутній. До складу фосфатшлаку входять оксиди кальцію (25–30 %), магнію (7-9 %), мангану та інших елементів. Добриво має лужну реакцію, тому діє як вапняний матеріал – знижує кислотність ґрунту. Застосовують на всіх типах ґрунтів і лише для основного внесення. На дерново-підзолистих ґрунтах з підвищеною кислотністю за основного внесення фосфатшлак не поступається суперфосфату.

Томасшлак 4СаО • Р2O5 + 4СаО • Р2O5 • CaSiO, – побічний продукт переробки залізовмісних руд за методом Томаса, коли в конвертер, де плавиться метал, добавляють гашене вапно. Внаслідок реакції утворюються тетра кальцієві та інші важкорозчинні, малодоступні для живлення рослин фосфати, а також силікати кальцію та інших елементів. У зв’язку з різноманітним складом томасшлаку вміст Р2O5, розчинного в 2%-му розчині цитратної кислоти, коливається від 7–8 до 18–20 %. Томасшлак – важкий порошок темного кольору з добрими фізичними властивостями, має лужну реакцію, використовують як основне добриво на кислих ґрунтах.

Збільшення потреб у фосфорних добривах за обмежених ресурсів фосфатної сировини, її неоднорідності, зумовлює потребу здешевлення виробництва фосфорних добрив, актуалізує безкислотні способи виробництва й застосування не розчинних у воді фосфатів. Тому термофосфати є перспективними добривами. Крім того, вони мають низку інших переваг: їх можна застосовувати під усі культури, та на всіх типах ґрунтів, виробляти з природних фосфатів, непридатних для безпосереднього застосування у вигляді фосфоритного борошна, а також тих, які складно піддаються хімічній обробці для отримання водорозчинних фосфорних добрив.

Плавлений магнієвий фосфат Са3(РO4)2 + MgSiO, містить 19–21 % цитраторозчинного засвоюваного фосфору і 8–14 % MgO. Добувають його сплавлянням фосфориту або апатиту з магнієвими силікатами – олівінітом чи серпентинітом. Найдоцільніше його використовувати на піщаних ґрунтах, бідних на магній.

Знефторений фосфат 3СаО • P2Os + 4СаО • Р2O5 добувають прожарюванням фторапатиту за температури 1400–1500 °С з добавлянням 2–3 % кварцового піску за наявності водяної пари, внаслідок чого руйнується кристалічна гратка фторапатиту і виділяється шкідливий для рослин фтор. При цьому 80 % загальної кількості фосфору перетворюється на доступніші для засвоювання рослинами форми. Знефторений фосфат містить 30–38 % цитраторозчинного фосфору. За зовнішніми виглядом – це світло-сірий тонкорозмелений порошок. Використовують як основне добриво на кислих ґрунтах.

Нерозчинні фосфорні добрива. Фосфоритне борошно Са,0(РО4)6 • (ОН, F)2 містить фосфор у вигляді Са3(Р04)2. Його виготовляють розмелюванням збагачених природних фосфатів без попередньої хімічної обробки, тому вартість добрива невисока. За зовнішнім виглядом – тонкорозмелений порошок (на ситі з отворами 0,18 мм його залишається не більш як 10 %) сірого, темно-сірого або коричневого кольору. Вміст фосфору в добриві І сорту становить 28–30 %, II – 22–24, НІ – 19–21 %. Добриво не гігроскопічне, не злежується, добре розсіюється, але пилить, тому його потрібно вносити машинами, що одночасно виконують роботи з транспортування, розвантаження, завантаження і внесення в ґрунт.

O. М. Енгельгардт ше наприкінці XIX ст. довів високу ефективність фосфоритного борошна на підзолистих ґрунтах. Дослідженнями різних учених встановлено також високу ефективність цього добрива з урахуванням післядії й на інших типах ґрунтів.

Особливістю застосування фосфоритного борошна є те, що доступність для більшості культурних рослин фосфору в ньому мала. Проте після внесення в ґрунт фосфати кальцію Са3(РO4)2 під дією кислот ґрунтового розчину поступово перетворюються на більш розчинні гідрофосфати кальцію СаНРO4, що краще засвоюються рослинами. Оскільки реакції розчинення Са3(РO4)2 в ґрунті відбуваються повільно, фосфоритне борошно має найліпшу післядію. Тому на більшості ґрунтів воно, з урахуванням післядії, не поступається суперфосфату. Фосфоритне борошно застосовують лише для основного удобрення.

Ефективність фосфоритного борошна тим вища, чим більше в ньому міститься фосфору і чим тонший помел фосфориту. Перспективною є грануляція фосфоритного борошна з фізіологічно кислими азотними і калійними добривами, що підвищить його ефективність.

Кісткове борошно – одне з перших фосфорних добрив, що їх почала випускати промисловість. Виготовляють його розмелюванням знежирених і очищених від желатину кісток. Залежно від способу виготовлення кісткове борошно містить 13–30 % P2O5 у фосфатах кальцію і магнію. Нині як добриво його майже не застосовують. Використовують у тваринництві як мінеральну добавку до кормів, а також для нейтралізації вільної фосфорної кислоти у виробництва суперфосфатів, для виготовлення кісткового вугілля, яке застосовують на цукрових заводах, тощо.

Конденсовані фосфати

Конденсовані фосфати – це продукти дегідратації дигідро- і гідрофосфатів. Вони є поліаніонними агрегатами, що утворилися внаслідок сполучення між тетраедрів Р04~ зв’язками Р–О–Р. Конденсовані фосфати поділяють на три групи.

  • 1. Поліфосфати (ланцюгові фосфати, лінійні фосфати) – сполуки, що побудовані у вигляді ланцюгів із чергуванням атомів фосфору і кисню.
  • 2. Циклофосфати (кільцеві фосфати, метафосфати) – сполуки, в яких атоми фосфору та кисню замкнені в цикли.
  • 3. Ультрафосфати (ізополіфосфати, ізометафосфати, розгалужені фосфати) – сполуки фосфору з точками розгалуження, які є тривимірними структурами, комбінаціями ланцюгів з кільцями, розгалуженими ланцюгами тощо.

Конденсовані фосфати – хімічно доволі стійкі сполуки, але за певних умов у водних розчинах гідролізують, кінцевим продуктом якого є фосфат-іони.

Як мінеральні добрива перспективні поліфосфати амонію (50–73 % Р2O5, 11-16 % N), калію (60 % Р2O5, 40 % К2O) і кальцію (57 % P2O5, 27 % Са). Виробництво рідких комплексних добрив (РКД) ґрунтується на використанні суперфосфорної кислоти, що є сумішшю ортофосфорної і поліфосфорних кислот (див. “Комплексні добрива”).

Від звичайних фосфорних добрив поліфосфати відрізняються тим, що до їх складу крім ортоформи входять піро-, триполі-, полі- та метаформи. Це зумовлює їхні фізико-хімічні властивості (комплексоутворення, іонообмін, хелатування, здатність до гідролізу). Ці властивості впливають на швидкість їх розчинення в ґрунтовому розчині, характер взаємодії з компонентами ґрунту та фізіологічну специфічність дії.

Залежно від фізичних, хімічних і біологічних чинників внесені в ґрунт поліфосфати (впродовж від кількох діб до кількох місяців) гідролітично розкладаються, їх фосфор стає доступним для живлення рослин.

Поліфосфати містять дещо більш рухливі ортоформи фосфору, що утворюються під час їх гідролізу, хніж “чисті” ортофосфати. Ці форми фосфору перетворюються з аморфних сполук на кристалічні солі повільніше, тому зберігають здатність розчинятися в слабких кислотах і довше залишаються доступними для рослин. Крім того, поліфосфати як сполуки з хелатними властивостями поліпшують надходження в рослини дво- і тривалентних металів, мікроелементів.

Ефективність конденсованих фосфатів залежить від властивостей ґрунту, норм внесення та біологічних особливостей культур. їх дія на ріст, розвиток і врожайність сільськогосподарських культур майже така сама, як стандартних ортофосфорних добрив. Іноді вони мають деякі переваги. Встановлено підвищену їх ефективність на ґрунтах, кислотність яких змінюється у бік підлуження, а гранулометричний склад – від легкого до важкого, а також при застосуванні їх під культури з тривалим вегетаційним періодом. У перспективі ці добрива широко застосовуватимуть на практиці.

Джерела:

data-matched-content-ui-type="image_sidebyside" data-matched-content-rows-num="2" data-matched-content-columns-num="1" data-ad-format="autorelaxed">

Метки: