Фосфорные удобрения
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.
- 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.
- Суперфосфат двойной Са(Н2РО4)2 х Н2О производится в гранулированном виде, содержит 43 и 49% P2O5, в зависимости от марки. Свободная кислота в составе удобрения не превышает 2,5–5 %. Положительно влияет на рост и развитие всех сельскохозяйственных культур.
- Суперфос – удобрение фосфорное концентрированное. Содержание Оксид фосфора (V) [P2O5] – соединение фосфора с кислородом, существует в виде димера P4O10 (декаоксид тетрафосфора). Наиболее употребима формула состава P2O5 (пентаоксид фосфора). Устаревшее название – фосфорный ангидрид. Является действующим веществом всех фосфорсодержащих удобрений
Подробнее при переходе по ссылке
«>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.
Цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения
Подробнее при переходе по ссылке
«>основного внесения. Используются на всех почвах, под все культуры. Особенно эффективны на кислых.
- Преципитат СаНРО4 х 2Н2О содержит 27–38 % Р2О5. 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 Основное внесение – один из приемов внесения удобрений. Главная его цель – обеспечить растения питательными элементами на весь период вегетации, особенно в момент их максимального потребления.
Подробнее при переходе по ссылке
«>основного внесения. Используется для добавки в корма.
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).
Труднорастворимые
Подробнее при переходе по ссылке
«>основном внесении и фосфоритовании почвы.
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 Подкормка – способ применения удобрений. Проводятся в течение вегетационного периода. Предназначены для усиления питания растений в период максимального потребления питательных элементов.
Подробнее при переходе по ссылке
Промышленность
Суперфосфат используют в дрожжевой и сахарной промышленности . В строительстве он применяется для огнезащитного покрытия древесины.
Двойной суперфосфат используют в химической промышленности в качестве источника фосфора и для приготовления тукосмесей.
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.
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.
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.
Применение на различных типах почв
Особенности применения фосфорных удобрений для различных почв зависят от растворимости фосфорных соединений:
- Фосфаты, растворимые в воде, применяются на всех почвах, под все культуры и в разные приемы.
- Эффективность применения фосфатов, растворимых в слабых кислотах (цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения), на кислых почвах сильнее.
- Труднорастворимые удобрения эффективны на почвах с кислой реакцией. К ним относятся почвы нечерноземной зоны и северные черноземы (деградированные и выщелоченные).
Источник
Гранулирование фосфорсодержащих удобрений из фосфоритной муки
Дата публикации: 12.04.2016 2016-04-12
Статья просмотрена: 715 раз
Библиографическое описание:
Нурлыбаев, И. Н. Гранулирование фосфорсодержащих удобрений из фосфоритной муки / И. Н. Нурлыбаев, Г. Б. Жаумитова, Г. К. Абилова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 8.2 (112.2). — С. 78-79. — URL: https://moluch.ru/archive/112/28480/ (дата обращения: 11.12.2021).
В статье рассматриваются вопросы возможностиполучения гранулированного фосфорсодержащего удобрения из фосфоритной муки с применением реактора смесительного типа.
Ключевые слова: фосфорное удобрение, фосфоритная мука, реактор.
Фосфоритная мука — допосевное минеральное фосфорное удобрение пролонгированного действия. Применяют фосфоритную муку на кислых, подзолистых почвах, на оподзоленных и выщелоченных черноземах и на красноземах для ослабления вредной для растений и микроорганизмов кислотности почвы.
Получают фосфоритную муку путем измельчения, предварительно обогащенных природных фосфоритов. По внешнему виду фосмука представляет собой тонко измельченный порошок темно-серого цвета. Удобрение обладает хорошей сыпучестью, не гигроскопично, при длительном хранении без доступа атмосферных осадков не слеживается и не теряет физико-химических свойств. Является химически инертным веществом, возможность опасных проявлений отсутствует [1].
По данным многолетних агрохимических исследований зернистые фосфоритывысшего сорта (фосфоритная мука) в естественном виде есть минеральным удобрением разнопланового действия, способствует повышению урожайности почв, улучшению их качества и восстановлению плодородия, уменьшению загрязнения сельскохозяйственной продукции нитратами и радионуклидами, мелиорации радиоактивно загрязненных территорий. Их целесообразно использовать в качестве удобрения на кислых почвах с низким и средним содержанием фосфора.
По своему действию они сопоставим с суперфосфатом (70–105 %), превосходя его комплексным составом, содержанием микроэлементов и тем, что при применении зернистых фосфоритов не происходит деградация почв.
Порошкообразные удобрения, особенно гигроскопичные, отличаются плохой сыпучестью и рассеиваются очень неравномерно, вследствие склеивания мелких кристаллов. Кроме того, они могут сильно слёживаться и затвердевают, требуя больших затрат труда на их измельчение. Гранулированные удобрения — наиболее действенный приём уменьшения слёживаемости и улучшения рассеваемости удобрений.
Следовательно, при возделывании люпинов на известкованных почвах лучше применять в качестве фосфорного удобрениягранулированный суперфосфат, хотя бы в малых дозах, при посеве. В остальных случаях фосфоритная мукадолжна быть главным фосфорным удобрением для всех видов люпина [2].
Многие агротехнические и агрохимические мероприятия в земледелии основаны на учете скорости протекания гетерогенных реакций. Так, применение в качестве фосфорного удобрениягранулированного суперфосфата на почвах, богатых полуторными оксидами, оказывается более эффективным, чем применение порошковидного суперфосфата. Объясняется это тем, что гранулированный суперфосфат по сравнению с обычным имеет значительно меньшую поверхность соприкосновения с почвой и почвенным раствором, в результате чего скорость связывания фосфат-ионов в труднорастворимые и практически недоступные для растений формы в виде фосфатов железа и алюминия значительно меньше. Гранула в почве растворяется медленнее, постепенно, и потому корневая система растения оказывается более обеспеченной подвижными формами фосфора.
Получение фосфорсодержащих удобрений (суперфосфат, аммофос и др.) энергоемкое, высокотехнологичное производство. В результате цена на данные удобрения высокая и нестабильная. Установленная цена на минеральные удобрения, для среднестатического агрария, в Казахстане является недоступной, даже при 50 % субсидии со стороны государства, либо — нежелания агрария вкладываться не в «свою землю». Ежегодный дефицит в минеральных удобрениях в Казахстане составляет около 1 млн.т аммофоса.
В связи с недостатком и высокой стоимостью фосфорсодержащих удобрений во всех странах мира возрастает интерес к менее энергоемким, дешевым их видам, к которым относится недостаточно применяемая фосфоритовая мука.
Основными требованиями фермеров является выпуск гранулированного удобрения и снижение расходов. Снижения транспортных расходов можно достичь, применяя автомобильные перевозки и употребляя удобрения в близлежащих районах (Актюбинская, Уральская, и части Кызылординской и Кустанайской областей) [3,4].
На рисунке 1 предположен аппарат грануляции для промышленного использования который представляет собой смеситель.
Рис. 1. Реактор смесительного типа
Данный реактор представляет собой особым образом организованный смеситель для исходного сырья (фосфоритов), предназначенный для смешения с органическим сырьем, или с другими возможными добавками (биопрепаратами, фосформобилизующими бактериями), а также для получения конечного продукта — гранулированного удобрения размером до 0,5 см в диаметре.
Этим решается основная проблема, возникающая при внесении в почву фосфоритной муки, — фосмука пылит. Грануляция позволяет регулировать размеры частиц удобрения для лучшего усвоения растениями, предотвратить слеживаемость, а также вносить необходимые изменения в состав разрабатываемого удобрения.
В качестве гранулирующего реагента предложено применять 30 % раствор натрий-карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), который является наиболее универсальным химическим реагентом и относится к группе водорастворимых коллоидов. Он служит для сохранения состава гранул, обогащенных требуемыми добавками. Данный реагент можно рассматривать как ненатуральный заменитель естественных водорастворимых коллоидов, он не токсичен, не обладает раздражающим действием и является экологический чистым.
Принцип работы аппарата грануляции следующий. В реакторе, снабженной мешалкой, готовят раствор аммиачной селитры либо другого водорастворимого удобрения для повышения комплексности конечного продукта в течение 25–30 минут при температуре 50–65ºС. Для поддержания температуры реактор оснащен водяной рубашкой [5,6].
- Е. Я. Мельников, В. П. Салтанова, А. М. Наумова, Ж. С. Блинова. Технология неорганических веществ и менеральных удобрений. М: Химия, 1983.-433с.
- М. Е. Позин. Технология минеральных удобрений. Учебник для вузов. 5-ое изд., перераб. — Л.: Химия,1983. –336с.
- Олейник Ю. Самый доступный инструмент для сохранения плодородия и получения урожая // КазахЗерно. -2013.- № 16 (133).- С.35–41
- Возрождение Чилисая// Актюбинский вестник № 154, 155.//23.12.2010
- Химический журнал Казахстана. Усманов С., № 2,2013.
- Получения гранулированных фосфорсодержащих удобрений из фосфоритной муки Чилисая и их агрохимические испытания//Интеграция образования и науки: вызовы современного мира. Том 1. Актобе, 2015г.
Источник