agronom.me
Меню

Агрохімія

Виробництво, властивості та особливості застосування преципітату як фосфорного добрива

Студентові

21 хв читання

Виробництво, властивості та особливості застосування преципітату як фосфорного добрива

Преципітат: властивості, отримання та особливості застосування

Преципітат (гідрофосфат кальцію СаНРО4·2Н2O) являє собою концентроване фосфорне добриво, що містить від 25 до 35 % цитратнорозчинного доступного рослинам фосфору. Добриво випускається у формі тонкого білого порошку з хорошими фізичними властивостями: воно не злежується, відмінно розсіюється і може змішуватися з будь-якими іншими туками. Застосовується як основне добриво під усі сільськогосподарські культури.

  • Частка доступного фосфору — 25–35 %
  • Насипна щільність — 0,8 т/м³
  • Число етапів виробництва — 2

На кислих ґрунтах преципітат перевершує суперфосфат за ефективністю впливу на урожай. На відміну від суперфосфату, він стійкий до ретроградації і не зв'язується в малодоступні фосфати заліза та алюмінію.

Виробництво преципітату складається з двох послідовних технологічних етапів:

  1. Вилучення фосфорної кислоти з фосфориту. Сировину обробляють сірчаною або соляною кислотою за реакціями: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O = 2H3PO4 + 3CaSO4·2H2O або Ca3(PO4)2 + 6HCl = 2H3PO4+3CaCl2. При сірчанокислотній обробці необхідний надтонкий помел фосфориту, інакше утворений гіпс заблокує реакцію. При використанні соляної кислоти ступінь подрібнення не важливий, оскільки утворений хлористий кальцій добре розчинний.
  2. Осадження фосфорної кислоти. Кислоту нейтралізують вапняним молоком (суспензією гідрату оксиду кальцію) або карбонатом кальцію (суспензією крейди). Спочатку утворюється дигідрофосфат кальцію: 2Н3РО4 + Ca(ОН)2 = Ca(Н2РО4)2 + 2Н2O (або з CaCO3: 2Н3РО4 + СаСО3 = Ca(Н2РO4)2 + СО2 + Н2О). Потім, реагуючи з новими порціями лугу або крейди, він переходить у гідрофосфат кальцію: Ca(Н2РО4)2 + Ca(ОН)2 + Н2О = 2СаНРО4·2Н2О (або з CaCO3: Ca(Н2РО4)2 + СаСО3 + 3Н2O = 2(СаНРО4·2Н2О) + СО2).

Преципітат сильно пилить при внесенні. Проводьте роботи в безвітряну погоду і налаштовуйте розподільну техніку з урахуванням високої пильності порошку.

Існує також спосіб одночасного отримання преципітату і кальцієвої селітри шляхом розкладання фосфоритів азотною кислотою: Ca3(PO4)2 + 6HNO3 = 3Ca(NO3)2 + 2H3PO4. Після осадження фосфорної кислоти вапняним молоком у розчині залишається кальцієва селитра, яку виділяють випаровуванням. Преципітат з кісток, що отримується при виробництві желатину, відрізняється високою чистотою. Продукт із фосфоритів містить домішки: трикальцієвий фосфат, гіпс, фосфати заліза та алюмінію.

Фосфатшлак і томасшлак: особливості застосування металургійних відходів

Фосфатшлак мартенівський і томасшлак — це розмелені побічні продукти переробки чавунів. Фосфор у них знаходиться переважно в цитратнорозчинній формі, доступній для кореневої системи рослин, але повністю позбавлений водорозчинної фракції. Обидва добрива мають лужну реакцію і найкраще працюють на кислих і слабокислих ґрунтах.

Характеристика Фосфатшлак мартенівський Томасшлак
Хімічна формула основи 4CaO·P2O5·CaSiO3 4СаО·Р2О5+4СаО·Р2О5·CaSiO3 (в основному Са4Р2О9)
Загальний вміст P2O5 Від 8 до 12 % 14–20 %
Вміст лимоннорозчинного P2O5 Майже весь фосфор цитратнорозчинний Від 7–8 до 16–20 % (у 2%-й лимонній кислоті, за стандартом не нижче 14 %)
Щільність Важкий порошок 2,0 т/м3
Реакція середовища (pH) 8–9 Лужна (містить вільний оксид кальцію)
Домішки та мікроелементи Оксид кальцію (до 30 %), оксид магнію (9 %), оксид марганцю (близько 10 %), сполуки заліза, кремнію, мікроелементи: молібден, мідь, кобальт Вільний оксид кальцію, оксиди магнію, заліза, алюмінію, марганцю, кремнію

Мартенівський фосфатшлак через невисокий вміст діючої речовини доцільно використовувати лише поблизу місць його виробництва. Його застосовують виключно як основне добриво під оранку; на нього відмінно відгукується цукровий буряк. Завдяки багатому складу він одночасно служить мікродобривом. Для підживлення або локального внесення в рядки його застосовувати не рекомендується.

Томасшлак отримують у конвертерах при плавленні металу з додаванням вапняку за формулою: 4CaO + P2O5 = 4CaO∙P2O5. Шлак, що спливає, відділяють, охолоджують і розмелюють у важкий темно-сірий або чорний порошок. Він має хорошу сипучість і не злежується при зберіганні.

Мартенівський фосфатшлак і томасшлак категорично не підходять для підживлення та локального внесення. Використовуйте їх виключно для суцільного основного внесення під оранку з обов’язковим зароблянням у ґрунт.

Ефективність томасшлаку безпосередньо залежить від тонини його помелу. Товарний продукт повинен суворо відповідати таким нормативам:

  • Діаметр комірок сита для проходу — 2 мм
  • Максимальний залишок на ситі 0,175 мм — 15 %
  • Мінімальний вміст лимоннорозчинного P2O5 — 14 %

Томасшлак – лужне добриво. Містить близько 10–12 % оксиду кальцію, тому його не можна змішувати з аміачними солями. Це добриво слід застосовувати для внесення під основний обробіток ґрунту або передпосівну культивацію на всіх ґрунтах, де томасшлак розкладається на фосфат кальцію та гідроксид кальцію:

Свіжоутворений фосфат кальцію доступний для рослин. Гідроксид кальцію, що утворився, вступає у взаємодію з ґрунтом, знижуючи його кислотність:

[ППК]2Н+Са(ОН)2 ⇄ [ППК]Са + 2Н2О.

Аналогічна реакція відбувається і з оксидом кальцію, що міститься в томасшлаку як домішка.

Томасшлак – найбільш універсальне фосфорне добриво, оскільки його застосування можливе на всіх ґрунтах. На чорноземах він за ефективністю дещо поступається суперфосфату, проте має помітну післядію. На кислих підзолистих ґрунтах, і особливо на кислих торф'янистих ґрунтах, томасшлак має явну перевагу перед суперфосфатом, оскільки під час його внесення утворюється Са(НСО3)2, який певною мірою усуває кислотність ґрунтового розчину і зменшує кількість іонів водню, що перебуває у поглинутому стані. На легких піщаних ґрунтах з невеликою ємністю обміну і, отже, з невеликою абсолютною кількістю поглинутого водню застосування томасшлаку може значною мірою усунути кислотність ґрунту.

Знефторений фосфат [α Са3(РО4)2 + 4СаО·Р2О5·CaSiO3]. Отримують його при геотермічному обробітку суміші апатиту або фосфориту з невеликою кількістю кремнезему (2–3 % SiO2) при температурі близько 1450– 1550 °С. За такої температури руйнується кристалічна решітка фторапатиту і видаляється фтор у газоподібній формі, а фосфор переходить у засвоювану рослинами форму. Сумарна реакція гідротермічного розкладання апатиту в присутності кремнезему може бути представлена так: n[Ca3(PO4)2]3CaF2 + mSiO2 + nН2O = 10nCaO·3nР2О5·mSiO2 + nНF.

У отриманому продукті залежно від вихідної сировини міститься від 30–32 % (з апатиту) до 20–22 % (з фосфориту) цитратнорозчинної Р2О5. За зовнішнім виглядом добриво являє собою світло-сірий тонкорозмелений порошок. Знефторений фосфат має гарні фізичні властивості: негігроскопічний, не злежується, легко розсівається. Є цінним добривом при основному внесенні, особливо на кислих ґрунтах. Для підживлення не використовується. Знефторений фосфат, так само як і томасшлак, не можна змішувати з амонійними добривами.

Термофосфат (Na2O·3CaO·P2О5 + SiO2). Отримується сплавленням або спіканням розмеленого фосфату з лужними солями – содою, поташем або природними калієвими силікатами, а також із сульфатами калію та натрію. При цьому утворюються засвоювані рослинами кальцієво-натрієві або кальцієво-калієві фосфати (CaNaPO4 + Ca2SiO4 або СаКРО4 + CaSiO4):

Са10(РО4)6 F2+ 4Na2CO3 + 2SiO2 → 6NaCaPO4 + 2Ca2SiO4 + 2NaF + 4CO2.

Термофосфати містять 20–34 % P2O5, розчинного в лимонній кислоті або цитратному розчині, близько 30 % кальцію, який частково діє як основа, а також містять невеликі кількості мікроелементів. Легко розпилюється і злежується, тому це добриво важко вносити в ґрунт. Краще використовувати його для приготування складних добрив, зокрема фосфорно-калійних. Дуже ефективне добриво при основному внесенні на кислих ґрунтах. При гідролізі натрій-кальційфосфату в ґрунті утворюються гідроксиди кальцію та натрію, а аніони фосфорної кислоти поглинаються корінням рослин. За наявності іонів кальцію та натрію знижується кислотність ґрунту і запобігається утворенню фосфатів заліза та алюмінію. На поверхні глинистих мінералів, а також оксидів заліза та алюмінію адсорбується кремнієва кислота, яка послаблює фіксацію ґрунтом фосфат-іонів.

Плавлений фосфат магнію [α Ca3(PO4)2·MgSiO3]. Належить, як і шлаки, до термофосфатів. Отримується плавленням природних фосфатів із магнієвмісними сполуками (силікати магнію – олівініт, серпентиніт) при температурі близько 1350–1400 °С із наступним швидким охолодженням плаву водою. Складається зі склоподібних прозорих гранул різної форми та величини. Колір гранул змінюється залежно від вихідної сировини від яскраво-зеленого до майже чорного. Містить 19-21 % Р2O5, розчинного в лимонній кислоті, і 8– 14 % MgO. Густина 1,7 т/м3. Добриво має гарні фізичні властивості: не гігроскопічне, не злежується, не містить вільної кислоти. Ефективність його залежить від розміру часток. При внесенні добрива на дерново-підзолистих суглинних ґрунтах розмір часток має менше значення, ніж при використанні його на типових сіроземах. Більша частина плавленого фосфату магнію (60 %) повинна проходити через сито з отворами діаметром 0,074 мм, а решта маси – через сито з отворами 0,147 мм.

Тонкозмелений плавлений магнієвий фосфат – високоефективне добриво на всіх типах ґрунту, і його дія при основному внесенні не поступається дії суперфосфату та томасшлаку. На кислих легких ґрунтах, що потребують магнієвих добрив, плавлений фосфат магнію – не лише фосфорне, а й магнієве добриво, яке певною мірою нейтралізує ґрунтову кислотність.

Червоний фосфор (Рк) – одна з алотропних модифікацій фосфору. Це збірний термін, що використовується для опису безлічі різних частково кристалічних форм, кожна з яких забарвлена в червоний колір різної інтенсивності. Їхня щільність знаходиться в межах 2– 2,4 г/см3, температура плавлення – в інтервалі 585–610 оС. Червоний фосфор погано розчинний у воді, не токсичний. Він поводиться як високополімер. Червоний фосфор безпосередньо реагує з киснем, сіркою, галогенами, металами, але не реагує з водними лугами.

Червоний фосфор: особливості застосування та ґрунтові процеси

  • Вміст P2O5 у червоному фосфорі — 229%
  • Коефіцієнт використання рослинами — 75–85%
  • Запас фосфору в гранульованих сумішах — на 4–5 років
  • Вміст P2O5 у технічному метафосфаті — 63–68%

Червоний фосфор (Рк) — це найбільш концентроване фосфорне добриво, що містить 229% у перерахунку на P2O5. Він не отруйний для рослин, не вимивається з ґрунтового профілю і може вноситися один раз із розрахунком на кілька років вперед. У промисловості червоний фосфор отримують у дві фази. Спочатку виробляють білий фосфор: суміш фосфатної руди, кремнезему та коксу нагрівають в електричних печах при температурі 1400–1500 °C із витратою електроенергії близько 1200 кВт·год на тонну продукту. Сумарно ця реакція перебігає за схемою: 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C → 6CaSiO3 + 10CO + P4 (при найбільш імовірному механізмі спочатку йде кислотне заміщення з утворенням P4O10, який потім відновлюється коксом).

На другому етапі білий фосфор перетворюють на червоний шляхом нагрівання при 260 °C. Промисловий аморфний червоний фосфор із раковистим зламом отримують у закритих ємностях при температурі близько 350 °C; колір готового продукту варіює від блідого жовтувато-червоного до темного фіолетово-червоного. Потрапляючи в ґрунт, червоний фосфор дуже повільно окислюється до ортофосфорної кислоти. Під впливом азотної та сірчаної кислот окислення йде значно активніше:

Рк + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O

4Рк + 8H2SO4 → 4H3PO4 + S + 7SO2 + 2H2O

Червоний фосфор окислюється в ґрунті повільно. Для активації процесу його обов'язково вносять спільно з добавкою мідного купоросу (CuSO4·5Н2О), що виконує роль каталізатора, із розрахунку 1% чистої міді від маси фосфору.

У кислих та слабокислих ґрунтах утворена ортофосфорна кислота зв'язується активними полуторними оксидами алюмінію та заліза. На дерново-підзолистому ґрунті вже через три тижні після закладення близько 20% внесеного червоного фосфору переходить у сполуки, доступні для злакових культур. За перший вегетаційний сезон рослини засвоюють 15–17% елемента, а решта формує ґрунтовий запас на наступні роки. Сумарний коефіцієнт використання червоного фосфору досягає 75–85%, при цьому кислотність ґрунту ніяк не впливає на його доступність.

У ґрунтах із кислою та слабокислою реакцією зв'язування фосфат-іонів відбувається за такими схемами:

  • Al(OH)3 + H3PO4 → AlPO4↓ + 3H2O
  • Fe(OH)3 + H3PO4 → FePO4↓ + 3H2O

Гранулювання червоного фосфору не знижує його ефективності. При спільному гранулюванні із суперфосфатом проявляється синергетичний ефект, і післядія такої суміші перевершує чистий суперфосфат. Червоний фосфор чудово підходить для приготування концентрованих подвійних (із сечовиною або сульфатом амонію) та потрійних (із сечовиною та хлористим калієм) добрив із загальним вмістом діючих речовин близько 50%. При складанні таких сумішей фосфор вносять із запасом на 4–5 років, калій — із розрахунку на рік або кілька років, а азот — суворо під річну норму.

Поліфосфат і метафосфат кальцію: властивості та розчинність

Поліфосфат кальцію — перспективне концентроване добриво, що містить від 40% до 60% P2O5. У ґрунті конденсовані фосфати, що містяться в ньому, поступово гідролізуються до ортофосфатів, переходячи у доступну для рослин форму. При кислотно-термічному способі виробництва фосфорит обробляють фосфорною кислотою і плавлять при температурі 1100–1200 °C, отримуючи продукт із вмістом 55–58% цитратнорозчинного фосфору. Низькотемпературний метод синтезу також дозволяє отримати добриво з концентрацією P2O5 в інтервалі 40–60%.

Щоб гарантувати наявність швидкодоступного фосфору в поліфосфаті кальцію, на стадії його грануляції додають водорозчинні ортофосфати.

Метафосфат кальцію Ca(PO3)2 являє собою концентроване порошкоподібне добриво, що застосовується на більшості типів ґрунтів. Хімічно чистий продукт містить 71,68% P2O5 і 28,32% CaO, тоді як технічний продукт містить 63–68% цитратнорозчинного P2O5. Агрономічна ефективність метафосфату кальцію безпосередньо залежить від частки водорозчинної фракції. Добриво засвоюється культурами значно краще, якщо переважна частина фосфору в його складі знаходиться у водорозчинній формі.

Фоспаль: властивості та особливості застосування

Фоспаль являє собою концентроване однобічне фосфорне добриво, що отримується шляхом термічного обробітку алюмінієво-кальцієвих фосфатів Сенегалу. У процесі випалювання вихідної руди кристалічна структура мінералу крандаліту (PO₄)₂Al₃Ca(OH)₅ руйнується. Це призводить до утворення нових сполук з високою розчинністю в ґрунтовому розчині. Добриво має характерний червонувато-охристий відтінок через перехід заліза у форму вільного оксиду.

  • Температура випалювання руди — 550–600 °С
  • Вміст P₂O₅ у фоспалі — 32–34 %
  • Насипна маса фосборошна — 1,4–1,8 т/м³
  • Розмір часток фосборошна — до 0,18 мм
  • Критична вологість фосборошна — 3,7 %

Сенегальська руда, з якої отримують фоспаль, від початку містить подвійний фосфат кальцію та алюмінію. Окрім фосфору (29,5 % P₂O₅), до її складу входять карбонати кальцію, гідроксид алюмінію, оксид заліза, а також цинк, мідь і бор. При термічному обробітку сировини видаляється близько 15,5 % хімічно зв'язаної води, завдяки чому підвищується концентрація діючої речовини. Склад готового продукту після випалювання наведений у таблиці.

Компонент Вміст
Загальний P₂O₅ 32–34 %
P₂O₅, розчинний у реактиві Жюлі 27 %
Al₂O₃ 34 %
Fe₂O₃ 11,5 %
CaO 10,4 %
MgO 3 %
SiO₂ 2,9 %
TiO₂ 1,7 %
Цинк (Zn) 400 мг/кг
Бор (B) 250 мг/кг
Марганець (Mn) 150 мг/кг
Кобальт (Co) 60 мг/кг
Молібден (Mo) 10 мг/кг

Фоспаль хімічно нейтральний у водній суспензії, тому його можна змішувати з азотними та калійними туками без ризику небажаних хімічних реакцій. Добриво не гігроскопічне і не злежується, що забезпечує рівномірний розподіл по полю в будь-яку погоду. На його основі також виробляють гранульовані комплексні NP- і PK-добрива шляхом змішування з сечовиною або хлоридом калію з наступним пресуванням.

Тонкозмелений фоспаль сильно пилить. Вносити його у вітряну погоду не рекомендується, оскільки це веде до значних втрат препарату та нерівномірного розподілу по площі поля.

Фосфоритне борошно: застосування на кислих ґрунтах

Фосфоритне борошно — це важкорозчинне добриво у вигляді важкого темно-сірого порошку, що отримується шляхом розмелювання природних фосфоритів. Фосфор у ньому знаходиться у формі фторапатиту, гідроксилапатиту та карбонатапатиту, тобто переважно у вигляді тризаміщеного фосфату кальцію Ca₃(PO₄)₂. Ці сполуки не розчиняються у воді та слабких кислотах, залишаючись малодоступними для більшості сільськогосподарських культур. Щоб перевести цей елемент у доступний для рослин стан, потрібен вплив ґрунтової кислотності.

Для оцінки якості випускається чотири марки фосфоритного борошна, що розрізняються за вмістом діючої речовини. Нормативи щодо вмісту фосфору суворо регламентовані.

Марка добрива Мінімальний вміст P₂O₅
А 29 %
Б 26 %
В 23 %
Г 20 %

Фосфоритне борошно зберігає сипучість лише при вологості не більше 3,7 %. Перевищення цього ліміту призводить до втрати фізичних властивостей і ускладнює механізоване внесення.

Ефективність застосування фосфоритного борошна безпосередньо залежить від ґрунтово-кліматичних умов та фізичних властивостей самого добрива. При плануванні внесення агроному необхідно враховувати такі ключові фактори:

  • Кислотність ґрунту. На ґрунтах із гідролітичною кислотністю менше 20–25 ммоль-екв/кг розкладання протікає слабо, ефективність добрива вкрай низька. Що вища кислотність, то швидше йде перехід фосфору в доступну форму.
  • Ємність поглинання. За рівного рівня кислотності фосфоритне борошно працює ефективніше на ґрунтах із меншою ємністю обмінного поглинання катіонів.
  • Походження сировини. Геологічно молоді жоввакові фосфорити з аморфною структурою засвоюються рослинами значно краще, ніж давні кристалічні різновиди.
  • Тонина помелу. Допускається залишок на ситі 0,18 мм не більше 10 % маси. Дрібний помел збільшує площу контакту з ґрунтом, що критично важливо на опідзолених і вилугованих чорноземах, де природної кислотності не вистачає для швидкого розчинення великих часток.

Хімізм процесу переходу фосфору в засвоювані форми під дією актуальної та потенційної кислотності ґрунтів описується наступними реакціями взаємодії:

  • Ca₃(PO₄)₂ + 2HNO₃ = 2CaHPO₄ + Ca(NO₃)₂
  • Ca₃(PO₄)₂ + 4HNO₃ = Ca(H₂PO₄)₂ + 2Ca(NO₃)₂
  • Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂CO₃ → 2CaHPO₄ + Ca(HCO₃)₂
  • [ППК]2H + Ca(HCO₃)₂ → [ППК]Ca + 2H₂CO₃

Фосфоритне борошно заборонено змішувати з вапном. Лужна реакція вапняних матеріалів нейтралізує кислотність ґрунту, повністю блокуючи розчинення фосфату кальцію та роблячи добриво марним.

Як підвищити засвоюваність важкорозчинних фосфатів

Ефективність засвоєння фосфору з важкорозчинних сполук прямо залежить від біологічних особливостей культури. Рослини поділяються на дві основні групи за здатністю поглинати фосфор із фосфоритного борошна:

  • Чутливі до кислотності ґрунту — злаки, льон, буряк, картопля, а також горох, боби, вика та конюшина. Вони використовують важкорозчинний фосфор тільки на кислих ґрунтах. При цьому озиме жито, конюшина та горох засвоюють його дещо краще за інші культури в групі.
  • Стійкі до нейтрального середовища — люпин, гречка, еспарцет та гірчиця. Вони добре засвоюють фосфор із фосфоритного борошна при слабокислій і навіть нейтральній реакції ґрунтового розчину, а також активно забирають його з самого ґрунту.

Потреба рослин у фосфатах змінюється протягом сезону. У перший період вегетації більшість культур практично не засвоюють важкорозчинні форми фосфору. По мірі росту та розвитку кореневої системи ця здатність помітно зростає.

На кислих ґрунтах агроном може керувати доступністю фосфору за допомогою супутніх добрив. Фізіологічно кислі добрива підвищують ефективність фосфоритного борошна, а фізіологічно лужні форми та вапняні матеріали — знижують її. Для максимального ефекту фосфоритне борошно рекомендується компостувати з органікою або використовувати для нейтралізації кислих мінеральних добрив.

Вносити фосфоритне борошно потрібно завчасно з осені, обов'язково з глибоким закладенням. Найбільшу прибавку врожаю дає спільне внесення з гноєм у пару під озимі культури, а також під просапні — цукровий буряк, картоплю та кукурудзу. Дія добрива триває кілька років: чим вища разова норма, тим сильнішою і тривалішою є післядія.

Застосування вівіаніту та технологія отримання преципітату

Вівіаніт (водний фосфат закису заліза Fe3(РO4)2·8Н2O) містить 43,03 % оксиду заліза (II), 28,29 % Р2О5 та 26,68 % Н2О. Мінерал зустрічається в залізистих осадових родовищах і торфовищах низинних боліт. На глибині залягання землистий різновид вівіаніту (синя болотна руда) має брудно-білий колір, але при вилученні на поверхню швидко синіє, підсихає та перетворюється на тонкий пил з щільністю 2,6–2,7 т/м³ і твердістю 1,5–2,0 за мінералогічною шкалою.

При зберіганні на відкритому повітрі вівіаніт поступово перетворюється на лімоніт (жовту буру руду). Це пов'язано з окисленням заліза під впливом кисню.

Болотну руду використовують як фосфорне добриво на дерново-підзолистих, сірих лісових ґрунтах та вилугованих чорноземах. Мінерал легко розпушується при висиханні і без проблем розсівається по полю. У складі руди міститься 30–50 % торфу, 12–26 % P2O5, 16–25 % FeO і невелика кількість кальцію. За своєю дією на урожай вівіаніт близький до фосфоритного борошна.

  • Норма внесення вівіаніту — 90–120 кг P₂O₅/га
  • Вміст P₂O₅ у болотній руді — 12–26 %
  • Вміст торфу у вівіаніті — 30–50 %
  • Тиск пари при знеклеюванні кісток — 1,5–2 атм

Іншим джерелом фосфору є кісткове борошно — побічний продукт переробки кісток. У сирому вигляді подрібнена кістка практично не розкладається в ґрунті, оскільки жир, що міститься в ній, заважає змочуванню частинок водою. Щоб перетворити сировину на легкодоступне добриво, її піддають термічній або хімічній переробці. Середній хімічний склад вихідних кісток представлений у таблиці.

Компонент Вміст, %
Ca3(PO4)2 58–62
Mg3(PO4)2 1–2
CaCO3 6–7
Органічна речовина (жир і клей) 26–30
у тому числі жир 10–15
Азот у клейовій речовині 4–5

Простий випал кісток спалює органіку, але різко знижує доступність фосфору. Під впливом високих температур ортофосфорна кислота переходить у піро- та метафосфорну (H3РO4 → H4Р2O7 і HРO3), які рослини практично не засвоюють.

Для збереження поживної цінності кістки переробляють екстракційним методом. Ця технологія дозволяє отримати високоякісний клей (желатин) з оссеїну, а фосфорну кислоту перевести в легкодоступний для рослин преципітат.

  1. Екстракція жиру з кісток за допомогою бензину.
  2. Обробка знежиреної сировини парою під тиском 1,5–2 атм і подальше промивання водою для видалення клею.
  3. Обробка маси, що залишилася (мінеральної кісткової маси), соляною кислотою для розчинення фосфатів кальцію та магнію.
  4. Осадження фосфорної кислоти з отриманого солянокислого розчину вапняним молоком з утворенням преципітату за рівнянням: H3РО4 + Са(ОН)2 = СаНРО4·2Н2O.

Застосування кісткового борошна в польових умовах

Знежирене та знеклеєне кісткове борошно слугує цінним джерелом пролонгованого фосфорного живлення. Основна частина фосфору в ньому знаходиться у формі трикальційфосфату, який не розчиняється у воді, але поступово переходить у доступний стан під дією ґрунтових кислот. За своєю дією це добриво аналогічне фосфоритному борошну, однак перевершує його за ефективністю на більшості сільськогосподарських культур.

  • Вміст фосфору (P2O5) — 30–35 %
  • Вміст азоту (N) — до 1 %
  • Форма фосфору — трикальційфосфат

Найбільшу прибавку врожаю кісткове борошно дає на кислих дерново-підзолистих ґрунтах. Добриво ефективно працює під усі основні культури. Єдиним винятком є люпин — під час його вирощування віддача від кісткового та фосфоритного борошна практично однакова.

Щоб прискорити вивільнення поживних речовин, кісткове борошно рекомендується вносити спільно з фізіологічно кислими азотними добривами. Вони підкислюють ґрунтовий розчин, допомагаючи переводити важкорозчинний трикальційфосфат у доступну для рослин форму.

Не поєднуйте внесення кісткового борошна з вапнуванням. Вапно нейтралізує кислотність ґрунту, через що процес розчинення трикальційфосфату блокується і доступність фосфору для рослин різко падає.

Читайте також