Фосфорные удобрения.
Фосфор необходимый растениям для синтеза белков клеточных ядер - нуклеопротеидов, а тоже многочисленных других биологическо активных органических соединений. Он накапливается в растениях в довольно больших количествах. Растения как объекты питания обеспечивают фосфором организмы животных, а тоже человека. В табл. 2 приведено удержание фосфора Р в продуктах питания растительного и животные происхождения.
Природа создала много чуланов фосфорного сырья, в том числе и в нашей стране. Эти чуланы складываются с апатитов и фосфоритов. Эти минералы называют фторапатитом, хлорапатитом, гидроксидапатитом. Наиболее распространенный фторапатит. Апатиты входят в состав изверженных магматических пород. Осадочные породы, в которых удерживается апатит с включениями частичек посторонних минералов (кварца, кальцита, глины и пр.), называют фосфоритами.
В далекие геологические эпохи фосфориты образовались путем минерализации скелетов животных (костяшки, как конечно, складываются в основном с фосфата кальция) или осадой с воды фосфатных ионов ионами кальция. В природе встречаются аморфные и кристаллические фосфориты. Первые полегче поддаются химическому и микробиологическому разложению. Потому на некоторых почвах измельченные фосфориты (фосфоритное страдание) использовались в качества удобрений без заводской химической переработки. Для этой же цели употребляется костяное страдание, которую получают размалыванием обезжиренных костяшек. Минеральная часть костяной ткани складывается с гидроксидапатита. Стоит отметить, что люди употребляли костяшки для удобрения полей с древнейших времен. Сейчас мы знаем, что в особенности большой эффект костяное страдание дает на кислых почвах.
В прошлом на Руси были очень популярные суточные (тушенные) капуста. Яны вкусные и очень полезные. Основными компонентами суточных капусты являются мясо с костяшками и квашеная капуста. Чугун со сваренной капустой помещали в хорошо прогретую русскую печь, которая удерживала теплоту целые сутки. Молочная сотоварищи органические кислоты квашеной капусты способствовали расщеплению белков и растворению минеральной части костяшек. Для этого требовалась время и повышенная температура. Немногие оставленные свидетели вспоминают, что косточки в суточных капусте были настолько мягкими, что могли быть пережеванные. По существу, процесс взаимодействия гидроксидапатита костяшек с кислотами напоминает переработку фосфоритов и апатитов в суперфосфат. С малорастворимых фосфатных соединений под действием кислот получаются более растворимые кислые фосфаты кальция. Эти же химические преобразования отбываются при внесении костяного страдания в кислые почвы.
Химическая суть производства наиболее дешевого фосфорного удобрения - суперфосфата - сводиться к обработки фторапатита серной кислотой:
2Ca5F(РO4)3 + 7H2S04 + ЗН2О == Зса(Н2Р04)2 o H2O + 7CaS04 + 2HF
Недостаткам суперфосфата является низкое удержание в ем фосфора. Сульфат кальция (гипс) можно рассматривать только как транспортный балласт. Правда, для подзолистых и супесчаных почв, в которых удерживается мало серы, сульфат кальция оказывается полезным для некоторых растений, потребляющих много серы - бобовые, крестоцветные и пр. Однако для большинства растений гипс практично бесполезный.
Для получения удобрения с более высоким удержанием фосфора проводят процесс в две стадии. Сначала получают фосфорную кислоту:
Которая получается фосфорную кислоту отсоединяют от гипса и действуют ею на новую порцию сырья:
Ca5F(РO4)3 + H3РO4 + 5H2O = 5Ca5(H3РO4)2 *H2O + HF
Который образовывается продукт называют двойным суперфосфатом тому, что в различие -от простого суперфосфата он удерживает примерно вдвое более питательного вещества. Для уклонения слеживаемости и обеспечения хорошее рассеиваемости суперфосфат гранулируют.
Еще одно фосфорное удобрение изготавливают нейтрализацией фосфорной кислоты известковым молоком (взвесью гашеной извести):
Hз Р04+Со(ОН)2 = СаНР04.2Н2О
Получившийся таким образом продукт называют преципитатом. Он обладает
При большом удержании карбонатов, т. е. при низкой кислотности почв, преобразование может пойти подальше:
Со(Н2РO4)2+2СаСОз = Саз(Р04)2 + 2С02+2Н20
В результате снова получается малорастворимый фосфат кальция Саз(Р04)2, который малодоступен для питания растений.
Таким образом, для эффективного использования удобрений надо знать и регулировать кислотность почв. Наличие в почве в больших количествах соединений железа (III) и алюминия (III) тоже снижает эффективность фосфорных удобрений, ведь данные ионы образуют с фосфатными ионами малорастворимые соли.