1. Суперфосфат

В связи с тем, что фосфатное сырье — апатит — растения использовать не могут, а фосфорит используют только в некоторых ограниченных условиях, возникла необходимость изготовления таких фосфорных удобрений, которые легко могут усвоить растения.

Технология производства суперфосфата состоит в том, что измельченное фосфатное сырье (апатит или фосфорит) обрабатывают серной кислотой, в результате чего нерастворимый в воде трехкальциевый фосфат переходит в растворимый в воде монофосфат кальция. Схематически эту реакцию можно представить следующим образом:

Суперфосфат содержит фосфорной кислоты приблизительно в два раза меньше, чем ее содержится в исходном продуктё. В нем содержится не только монофосфат кальция, но и различные примеси, прежде всего гипс (около 40% от веса удобрения) и свободная фосфорная кислота, содержание которой в простом суперфосфате по стандарту допускается до 5—6,5%. Наличие ее в суперфосфате придает ему кислую реакцию и повышает его гигроскопичность (по существующему стандарту в простом суперфосфате влаги нс должно быть больше 12—14%).

Вследствие неравномерности смешивания сырья с серной кислотой в .суперфосфате есть двухзамещенный фосфат кальция СаНРО₃, который нерастворим в воде, но все же доступен для растений. Наконец, в исходном сырье (в фосфоритах) имеется различное количество полуторных окислов, способных впоследствии переводить воднорастворимую Р₂O₅в трудноусвояемое состояние. Этот процесс называется ретроградацией.

По содержанию общей и усвояемой Р₂Оз супффосфаты в зависимости от исходного сырья отличаются весьма существенно.

Усвояемой считается пятиокись фосфора, растворимая в воде и в растворе лимоннокислого аммония (реактив Петермана). Однако в растворе Петермана растворяется не только дифосфат кальция, но и фосфаты полуторных окислов, которые далеко не полностью усваиваются растениями. Поэтому реактив Петермана не дает точного представления о количестве усвояемой Р₂Оз в суперфосфате, изготовленном из вятского, егорьевского и других фосфоритов, содержащих значительное количество полуторных окислов. Суперфосфат — универсальное фосфорное удобрение. Его можно применять на всех почвах и под все культуры. Промышленность выпускает суперфосфат порошковидный и гранулированный. В результате сушки и грануляции количество воды в нем снижается с 15 — 16 % до 1—4%. Вследствие этого содержание Р₂Оз (приготовленного из апатитового концентрата) повышается с 18—19 до 20—22%. В гранулированном суперфосфате снижается и содержание свободной фосфорной кислоты (не выше 2,5%). Гранулированный суперфосфат имеет значительное преимущество перед порошковидным.

Двойной суперфосфат. Концентрированное удобрение, получаемое из того же сырья, что и простой суперфосфат — апатита и фосфорита. Разница состоит только в технологии производства. Простой суперфосфат получают путем обработки фосфорного сырья серной кислотой. При этом в нем содержится большое количество гипса. Для получения двойного суперфосфата сначала из фосфатного сырья (при помощи избытка серной кислоты) получают ортофосфорную кислоту, при помощи которой обрабатывают фосфорное сырье и получают двойной суперфосфат. Последний процесс — разложение апатита ортофосфорной кислотой — схематически можно изобразить следующей реакцией:

Двойной суперфосфат не содержит гипс. Лучший двойной суперфосфат получают из концентрата хибинского апатита. Двойной суперфосфат из фосфоритов Каратау обладает плохими физическими свойствами из-за значительного количества магния. Химический состав двойного суперфосфата зависит от исходного сырья.

Двойной суперфосфат содержит в два - три раза больше фосфорной кислоты, чем простой. Содержание Р₂О₃в двойном суперфосфате подвержено значительным колебаниям. Особенно велика разница в количестве вод-

Основная часть фосфорной кислоты после внесения гранулированных удобрений во влажную почву довольно быстро выходит за пределы гранулы. Через 5—7 дней в гранулах остается 10—20% ее. Размер гранул в пределах от 3 до 7 мм на скорость выхода Р₂О₅в почву существенного влияния не оказывает.

Процесс передвижения фосфорной кислоты за пределы гранулы заканчивается довольно быстро. Как правило, через 10 дней после внесения гранул фосфорная кислота достигает наибольшего расстояния от гранул и дальнейшее продвижение ее прекращается. Основная часть фосфорной кислоты выходит за пределы гранулы, но очаговое распределение ее в почве при внесении . гранулированных удобрений ярко выражено. Концентрация фосфорной кислоты в грануле и после установления равновесия в 100—400 раз выше, чем в почве, где не внесены удобрения. Несмотря на то что фосфорная кислота быстро выходит за пределы гранул, значительная ее часть, расположенная в самой грануле и в окружающей почве, сохраняется в доступном для растений состоянии.

Грануляция суперфосфата, обеспечивающая очаговое расположение удобрений в почве, уменьшает процесс ретроградации фосфорной кислоты. Больше всего в доступном состоянии фосфорная кислота остается в черноземе и меньше всего — в красноземе. При этом основная часть фосфорной кислоты в доступном для растений состоянии остается не в самой грануле, а в окружающей ее почве. Сохранение фосфора в доступном для растений состоянии объясняется тем, что он находится здесь в относительно концентрированном состоянии и факторов деградации),леза, алюминия) не хватает для перевода всего фосфора в недоступное и малодоступное состояние.

Процесс превращения фосфорной кислоты из легко растворимого состояния в труднорастворимые в различных слоях почвы идет с разной интенсивностью. По мере удаления от гранулы он возрастает. Таким образом, внесение суперфосфата в гранулированной форме создает в ней очаги с большим разнообразием концентрации питательных веществ (рис. 2).

Применение гранулированного суперфосфата оказывает существенное влияние и на микроорганизмы почвы. Внутри гранул, состоящих из суперфосфата, деятельность микроорганизмов подавлена. Это препятствует переходу фосфора в недоступную для растений органическую форму тела микробов.

Внесение гранулированного суперфосфата создает неравномерность в микробиологическом составе почвы. В самой грануле микробиологический процесс подавляется, на некотором расстоянии от нее стимулируется. По абсолютным размерам зона стимуляции микробиологического процесса в несколько раз превосходит зону угнетения. Гранулированные удобрения, как показано выше, создают резкую неравномерность в распределении фосфорной кислоты в почве. Максимальное количество ее находится в центре гранулы, а минимальное — на периферии. В размещении микроорганизмов наблюдается обратная зависимость: минимальное количество их находится в центре гранулы, а максимальное — на периферии очага фосфорной кислоты, образованного гранулой, где создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов вышедшими из гранул питательными веществами.