Фосфор и земледелие


В живом организме имеется до 1% фосфора. Он имеет особое значение для работы мозга и костных клеток человека и животных, поэтому его нередко называют элементом жизни и мысли.

Кроме того, фосфор — необходимая составная часть гормонов (ферментов, играющих важную роль в живом организме).

Не менее нужен фосфор растениям. Соединения фосфора входят в состав особых белков — нуклеопротеидов, которые сосредоточены в ядрах клеток; нуклеопротеиды способствуют накоплению и использованию химической энергии клеток.

В зерне и соломе фосфора гораздо больше, чем калия.

До 1 кг фосфорной кислоты содержится в 100 кг зерна, 200 кг сена, 300 кг соломы, 1200 кг зеленых кормов и 1500 кг картофеля. Содержание фосфорной кислоты в 1000 кг почвы — 1—5 кг.

Потери фосфора почвой превышают потери калия, так как плоды (зерно, например) не возвращаются в почву, тогда как отходы (солома), используемые на корм и подстилку животным, поступают обратно в почву. Кроме того, почва сама по себе богаче калием, чем фосфором. Все это обусловливает то, что нужда в фосфорных удобрениях больше, чем в калийных.

При внесении в почву фосфорных удобрений урожай сельскохозяйственных культур заметно возрастает. Обычно на 1 га посевной площади требуется до 45—90 кг (в пересчете на Р2О5) фосфорных удобрений. На каждый килограмм внесенного фосфорного ангидрида прибавка урожая с 1 га составляет: для хлопка — 5—6 кг, сахарной свеклы — 40—60 кг, картофеля — 40 кг, зерна 3—7 кг.

Производство фосфатных удобрений имеет почти 130-летнюю историю, и практика их применения хорошо освоена. В наше время ежегодное мировое производство этих удобрений превышает 40 млн. т. Основным сырьем для их получения служат апатиты, в состав которых входит фторапатит с примесью других минералов (нефелин, эгирин, титаномагнетит и др.), и фосфориты, состоящие из трикальцийфосфата с примесью песка, глины, глауконита, лимонита, колчедана. Апатиты, имеющие крупнокристаллическую структуру, являются изверженными породами. Образование фосфоритов осадочного происхождения связано с океанами и морями.

Обычно фосфориты залегают в виде желваков (размер зерен 7—11 см и более) разной формы или пластов. Почти вся масса фосфоритов (до 97%) добывается из осадочных пород. Образование и отложение фосфоритов происходило (и происходит) в придонных зонах и в иле за счет накопления мертвых животных организмов (рыбы, плеченогие, морские губки и т. д.). Фосфатные скелеты, скапливаясь на дне, перемешиваются с песком и образуют сцементированные песчаники.

В нашей стране наиболее крупное месторождение фосфоритов осадочного происхождения — это Каратау (Южный Казахстан), открытое в 1936 г. Запасы фосфоритов Каратау составляют свыше 1 млрд. т, т. е. 12% всех запасов страны. Содержание Р2О5 в фосфоритах Каратау колеблется от 14 до 35%.

Вместе с хибинскими апатитами, открытыми в 1926 г., количество фосфатных руд в СССР равно 35% всех мировых запасов. Залежи осадочных фосфоритов имеются также в Московской, Кировской, Актюбинской, Курской, Волгоградской и других областях.

Фосфориты плохо растворяются в воде, поэтому непосредственное внесение их в почву малоэффективно. В молотом виде фосфориты (фосфоритная мука) вносят в кислые почвы. Для превращения фосфоритов в растворимое в воде удобрение их обрабатывают серной кислотой, в результате чего получается кислый фосфат, или суперфосфат. В кислом фосфате содержится 21% Р2О5 и мало балластного сульфата кальция.

При обработке фосфорита фосфорной кислотой получается двойной суперфосфат, более богатый фосфором (Р2О5 53%) и совсем не содержащий примесей сульфата кальция.