Анализ удобрений анализ фосфорных удобрений

Фосфорные удобрения: анализ свойств

Фосфоросодержащие удобрения — минеральные удобрения, содержащие фосфор и используемые для улучшения фосфорного питания растений.. К ним относятся суперфосфат, двойной суперфосфат, аммофос, диаммофос, орто- и мета- фосфаты калия, преципитат, томасшлак, фосфоритная мука, костяная мука и др.

Все фосфорные удобрения — аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные из них — суперфосфаты. Фосфоритная мука — тонко размолотый природный фосфорит, соединения которого труднодоступны растениям. Это удобрение применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных черноземах и красноземах.

Фосфорные удобрения являются единственным источником пополнения запасов фосфора в почве. Фосфорные удобрения увеличивают урожай и улучшают его качество, ускоряют созревание растений, повышают их устойчивость к полеганию и засухе.

Промышленное производство фосфорных удобрений основано на переработке полезных ископаемых – апатитов и фосфоритов. Содержание P2O5 в фосфорной руде варьируется от 5 до 35%, поэтому они подлежат обогащению. В ходе переработки фосфорного сырья осуществляют перевод фосфора в усвояемую для растений форму.

Фосфорные удобрения различаются между собой не только по процентному составу, но и по степени растворимости. По степени растворимости фосфорные подразделяются на 3 группы:
• Содержащие фосфор в водорастворимой форме, легкодоступные для растений — суперфосфаты простой и двойной, аммонизированный, обогащенный;
• Содержащие фосфор нерастворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах; не могут непосредственно использоваться растениями — фосфоритная и костная мука;
• Содержащие фосфор в виде не растворяющихся в воде и слабых кислотах соединений,
который под воздействием почвенной кислотности и корневых выделений растений постепенно переходит в усвояемую растениями форму.

В настоящее время объемы производства чистых фосфорных удобрений (суперфосфат, двойной суперфосфат и др.) в России и в мире незначительны. Сам же фосфор, как питательное вещество, включается, в основном, в комплексные минеральные удобрения, в производстве которых используются также азот и калий. На территории России основными видами производимых фосфорных удобрений являются аммофос, диаммофос и азофоска (NPK). Комплексные фосфоросодержащие удобрения будут рассмотрены в отдельном разделе данной главы, сейчас же мы подробно рассмотрим простые фосфорные удобрения.

Суперфосфат простой – Ca(H2PO4)2. Содержит 16–20% Р2О5. Это основное фосфорное удобрение получают обработкой серной кислотой тонко размолотого апатита или фосфорита. Почти вся фосфорная кислота, находящаяся в суперфосфате, растворяется в воде и хорошо усваивается растениями. В составе удобрения находится около 6% азота, 10% серы, 17% кальция, 0,5% магния. Выпускается порошковидный и гранулированный суперфосфат. Гранулированный суперфосфат имеет ряд преимуществ перед порошковидным: обычно содержит больше фосфора (до 26%), не образует комков и не слёживается, его можно вносить в почву с помощью зернотуковых сеялок.
В процессе грануляции свободная фосфорная кислота нейтрализуется и суперфосфат высушивается, поэтому количество свободной фосфорной кислоты в нём снижается до 1-2,5%, а влаги – до 1-4%. Фосфор гранулированного суперфосфата меньше закрепляется почвенно-поглощающим комплексом, что особенно важно на кислых почвах, содержащих в повышенных количествах железо и алюминий, так как фосфор образует с этими элементами нерастворимые соединения.

Суперфосфат двойной — Ca(H2PO4)2. Отличается от простого суперфосфата повышенной концентрацией фосфора – до 45% и выше. Это наиболее распространенное фосфорное удобрение, как в странах СНГ, так и за рубежом.

Преципитат – СаНРО4 ×Н2О — содержит до 35% P2O5. Белый или светло-серый, не слеживающийся порошок, хорошо рассеивается при внесении в почву. Фосфор преципитата растворяется в лимоннокислом аммонии и достаточно хорошо доступен растениям. По своему действию на урожай растений он близок к суперфосфату, но пригоден лишь для основного внесения под вспашку. На кислых почвах и сероземах преципитат даже эффективнее суперфосфата. На черноземах эти два удобрения равноценны, или действие суперфосфата несколько выше, чем преципитата.

Фосфоритная мука — минеральное фосфорное удобрение, получаемое при тонком размоле фосфоритов — осадочных горных пород, образованных в основном минералами группы апатита. Содержит 19–30% P2O5 в виде Ca3(PO4)2. Поскольку фосфат кальция малорастворим в воде, фосфоритная мука может усваиваться растениями только на кислых почвах — подзолистых и торфяных, — в которых Ca3(PO4)2 постепенно переходит в доступный растениям гидрофосфат Ca(H2PO4)2•H2O. Усвоению фосфоритной муки благоприятствует тонкость помола, а также внесение её в почву совместно с кислыми удобрениями, например с (NH4)2SO4 или навозом. Применяется также для приготовления навозных и торфяных компостов. Основным достоинством фосфоритной муки как удобрения является её дешевизна; можно отметить также экологическую безвредность и длительное последействие.

Ниже приведены технические характеристики основных простых фосфатных удобрений.

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru

Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях — проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Источник

Фосфорные удобрения

Фосфорные удобрения – удобрения, содержащие в качестве основного питательного элемента фосфор. Различают три группы: водорастворимые, цитратно-лимоннорастворимые, труднорастворимые фосфорные удобрения. Применяются они в основной прием, при припосевном внесении и при подкормках. Основное сырье для производства – природные фосфаты (апатиты и фосфориты различных месторождений). [5]

Содержание:

Классификация фосфорных удобрений

Водорастворимые фосфорные удобрения

К этой группе относятся суперфосфаты. По способу производства и содержанию P₂O₅ суперфосфаты делятся на простые и двойные (тройные), по консистенции – на гранулированные и порошковидные. [2]

• Суперфосфат простой(СаН₂РО₄)₂ х Н₂О + 2СаSО₄ х 2Н₂О в порошковидной форме содержит 19 % усвояемого фосфора, а гранулированный – не менее 20 %. Кроме того, удобрение содержит 50–55 % СаSО₄. Наличие серы благоприятно сказывается на урожайности культур, положительно реагирующих на серу (рапса, капусты, брюквы, турнепса и др.), а также картофеля. [1]
• Суперфосфат двойной Са(Н₂РО₄)₂ х Н₂О производится в гранулированном виде, содержит 43 и 49% P₂O_5, в зависимости от марки. Свободная кислота в составе удобрения не превышает 2,5–5 %. Положительно влияет на рост и развитие всех сельскохозяйственных культур. [1]
• Суперфос – удобрение фосфорное концентрированное. Содержание P₂O₅ – 38–40 %. Половина соединений фосфора находится в водорастворимой форме. Получают путем химического воздействия на фосфоритную муку смеси серной и фосфорной кислот. Выпускается в гранулированном виде. По агрономической эффективности превосходит суперфосфаты. [2]

Цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения

• Преципитат СаНРО₄ х 2Н₂О содержит 27–38 % Р₂О_5. Внешне это порошок светло-серого или белого цвета. Получают путем нейтрализации фосфорной кислоты известковым молоком либо мелом и как отход желатинового производства. Растворим в лимоннокислом аммонии и хорошо усваивается растениями. Применяется для основного внесения. [5] Используется для добавки в корма. [5]
• Термофосфаты Nа₂О х 3СаО х Р₂О₅ + SiО₂ содержат 20–30 % фосфора в лимоннорастворимой форме. К этой группе удобрений относят томасшлак, мартеновский шлак, обесфторенный фосфат. Возможно производство из природных фосфатов, не пригодных для внесения в почву и трудно поддающихся химическому воздействию, с целью получения водорастворимых фосфорных удобрений.

Термофосфаты распространены в Западной Европе. В Германии это ренаний–фосфат, содержащий 25–30 % Р₂О₅. Получают спеканием фосфоритов с содой (20 %) и добавкой доменного шлака. Во Франции фоспаль (27–29 % Р₂О₅). Это плавленый фосфат. Получается из сенегальского алюмокальций фосфата при прокаливании при относительно невысоких температурах (550–600°C). [1]

Костяная мука – удобрение более эффективное, чем фосфоритная мука. Содержит 30–35 % Р₂О₅ и 1 % азота. Эффективна на кислых почвах, и даже на слабокислых оказывает значительное влияние на урожайность. Является побочным продуктом переработки костей. [2]

Труднорастворимые

• Фосфоритная мука – тяжелый порошок темно-серого цвета. Получают путем размола фосфоритов. Выпускается четыре марки. Содержание Р₂О₅ – 20, 23, 26 и 29 %. Диаметр частиц – не более 0.18 мм. Это медленно действующее удобрение применяется при основном внесении и фосфоритовании почвы. [1]
• Вивианит (болотная руда) Fe₃(РО₄)₂ х 8 Н₂О – мелкий порошок. Удобен для рассеивания. В чистом виде содержит 28 % Р₂О_5, с примесью торфа (торфовивианит) – 12–26 % Р₂О₅. Залежи вивианита встречаются в виде небольших гнезд или прослоек массы белесого цвета. На воздухе синеет. После добычи массу проветривают и подсушивают. [1]

Сахар

Суперфосфат используют для получения сахара

Применение

Сельское хозяйство

Фосфорные удобрения применяют для повышения плодородия почвы, в частности, для увеличения содержания фосфора и доступных растениям фосфорных соединений. Кроме того, преципитат, обесфторенный фосфат, костную муку применяют для минеральной подкормки животных. [5]

Промышленность

Суперфосфат используют в дрожжевой и сахарной промышленности (фото). В строительстве он применяется для огнезащитного покрытия древесины.

Двойной суперфосфат используют в химической промышленности в качестве источника фосфора и для приготовления тукосмесей. [3]

Побдробнее о фосфоре читайте в статье Фосфор.

Поведение в почве

Поведение фосфорных удобрений в почве зависит не только от вида удобрения, но и от физико-химических процессов, проходящих в самой почве.

При внесении они растворяются, и фосфат-ион постепенно переходит в различные соединения, присущие данному типу почв. Процесс этот медленный. Частично внесенные фосфатные удобрения (гранулированные, полурастворимые и нерастворимые) длительно сохраняются в почве в неизменном виде.

Виды фосфорных удобрений

Трансформация фосфора удобрений обусловлена следующими процессами:

Обменным (коллоидно-химическим) поглощением фосфора твердой фазой почвы.

Этот процесс наблюдается на поверхности гидратов полуторных оксидов (положительно заряженных коллоидных частиц) или на положительно заряженных участках отрицательно заряженных коллоидов (минералов каолинитовой и монтмориллонитовой групп, гидрослюд, коллоидов белковых групп). Обменное поглощение сильнее выражается в условиях кислой среды. Реакция среды вызывает изменение электрического потенциала почвенных коллоидов. Подкисление почвенного раствора благотворно влияет на большее поглощение анионов. Подщелачивание приводит к обратному результату. В почвах со слабокислой и нейтральной реакцией обменное поглощение выражено гораздо слабее.

Обменно-поглощенные ионы путем десорбции легко вытесняются в раствор другими анионами минеральных и органических кислот. Данные вещества всегда присутствуют в почвенном растворе, и недостатка в них не испытывает ни один тип почвы. Это и определяет высокую подвижность обменно-поглощенных фосфатов в почвах и, как следствие, их доступность растениям.

По своей доступности обменно-поглощенные фосфаты приравниваются к водорастворимым. [5]

Поглощением фосфора катионами кальция, магния, оксидами и гидроксидами железа, алюминия, марганца и титана по типу химического связывания.

Химическому поглощению в почвах подвергаются и водорастворимые фосфат-ионы удобрений, и фосфат-ионы, перешедшие в раствор из обменно-поглощенного состояния в результате десорбции. Ход и тип химического поглощения обусловливается типом почвы и степенью ее кислотности.

Величина кислотности почвы определяет растворимость солей различных металлов (магния, алюминия, кальция, железа, титана и др.). Взаимодействуя с растворимыми фосфат-ионами, эти соли переводят их в труднорастворимые соединения. Установлено, что наименьшее связывание фосфатов и их максимальная подвижность наблюдаются в интервале pH5,0–5,5. На более кислых почвах фосфат-ионы поглощаются оксидами железа и алюминия, на менее кислых – кальция и магния.

На почвах с нейтральной реакцией среды водорастворимые фосфорные удобрения в результате химического поглощения превращаются в двузамещенные фосфаты кальция и магния (CaHPO₄ x 2H₂O или MgHPO₄ и долгое время остаются именно в таком доступном для растений виде. В дальнейшем ион водорода постепенно замещается кальцием или магнием и образуются трехзамещенные фосфаты этих элементов (Ca₃(PO₄)₂ или Mg₃(PO₄)₂. С течением времени образуются и более основные фосфаты типа октакальцийфосфата (Ca₄H(PO₄)₃ x 3H₂O) – это еще менее растворимое соединение. Однако данные соли, находясь в свежеосажденном аморфном состоянии, сохраняют свойство растворяться в слабых кислотах и остаются частично доступными для растений. По мере ретрограции (старения) и перехода из аморфного в кристаллическое состояние фосфаты становятся недоступными для большинства растений.

В дерново-подзолистых почвах с кислой и слабокислой средой основными компонентами химического связывания фосфат-ионов из водорастворимых удобрений являются полуторные оксиды:

Опытным путем установлено, что ранее не использованный («остаточный») фосфор хорошо доступен растениям. В почве фосфаты удобрений не закрепляются намертво в значительных количествах. Более того, при дефиците фосфорных удобрений происходит мобилизация фосфатных ресурсов почвы. При этом происходит постепенная трансформация труднорастворимых фосфатов в более растворимые. [5]

Биологическим поглощением фосфора растениями и микрофлорой почвы.

Биологическое поглощение фосфора растениями возможно только из солей ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота является трехосновной и может отдиссоциировать три аниона: H₂PO₄ — , HPO₄ 2- и PO₄ 3- . В условиях слабокислой реакции среды, в которой чаще всего и растут растения, наиболее доступным является первый из перечисленных ионов, второй – в меньшей степени, третий практически не доступен.

Все соли ортофосфорной кислоты и одновалентных катионов (NH₄+, Na+, K+), а также однозамещенные соли двухвалентных катионов (Ca(H₂PO₄)₂ и Mg(H₂PO₄)₂) растворимы в воде и легко усваиваются растениями и микрофлорой почвы. [5]

Применение на различных типах почв

Особенности применения фосфорных удобрений для различных почв зависят от растворимости фосфорных соединений:

1. Фосфаты, растворимые в воде, применяются на всех почвах, под все культуры и в разные приемы.
2. Эффективность применения фосфатов, растворимых в слабых кислотах (цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения), на кислых почвах сильнее.
3. Труднорастворимые удобрения эффективны на почвах с кислой реакцией. К ним относятся почвы нечерноземной зоны и северные черноземы (деградированные и выщелоченные). [2]

Источник