РОЗДІЛ 5. МАКРОЕЛЕМЕНТИ І МАКРОДОБРИВА

Конденсовані фосфати – це продукти дегідратації дигідро- і гідрофосфатів. Вони є поліаніонними агрегатами, що утворилися внаслідок сполучення між тетраедрів Р04~ зв'язками Р–О–Р. Конденсовані фосфати поділяють на три групи.

1. Поліфосфати (ланцюгові фосфати, лінійні фосфати) – сполуки, що побудовані у вигляді ланцюгів із чергуванням атомів фосфору і кисню.

2. Циклофосфати (кільцеві фосфати, метафосфати) – сполуки, в яких атоми фосфору та кисню замкнені в цикли.

3. Ультрафосфати (ізополіфосфати, ізометафосфати, розгалужені фосфати) – сполуки фосфору з точками розгалуження, які є тривимірними структурами, комбінаціями ланцюгів з кільцями, розгалуженими ланцюгами тощо.

Конденсовані фосфати – хімічно доволі стійкі сполуки, але за певних умов у водних розчинах гідролізують, кінцевим продуктом якого є фосфат-іони.

Як мінеральні добрива перспективні поліфосфати амонію (50–73 % Р2O5, 11-16 % N), калію (60 % Р2O5, 40 % К2O) і кальцію (57 % P2O5, 27 % Са). Виробництво рідких комплексних добрив (РКД) ґрунтується на використанні суперфосфорної кислоти, що є сумішшю ортофосфорної і поліфосфорних кислот (див. "Комплексні добрива").

Від звичайних фосфорних добрив поліфосфати відрізняються тим, що до їх складу крім ортоформи входять піро-, триполі-, полі- та метаформи. Це зумовлює їхні фізико-хімічні властивості (комплексоутворення, іонообмін, хелатування, здатність до гідролізу). Ці властивості впливають на швидкість їх розчинення в ґрунтовому розчині, характер взаємодії з компонентами ґрунту та фізіологічну специфічність дії.

Залежно від фізичних, хімічних і біологічних чинників внесені в ґрунт поліфосфати (впродовж від кількох діб до кількох місяців) гідролітично розкладаються, їх фосфор стає доступним для живлення рослин.

Поліфосфати містять дещо більш рухливі ортоформи фосфору, що утворюються під час їх гідролізу, хніж "чисті" ортофосфати. Ці форми фосфору перетворюються з аморфних сполук на кристалічні солі повільніше, тому зберігають здатність розчинятися в слабких кислотах і довше залишаються доступними для рослин. Крім того, поліфосфати як сполуки з хелатними властивостями поліпшують надходження в рослини дво- і тривалентних металів, мікроелементів.

Ефективність конденсованих фосфатів залежить від властивостей ґрунту, норм внесення та біологічних особливостей культур. їх дія на ріст, розвиток і врожайність сільськогосподарських культур майже така сама, як стандартних ортофосфорних добрив. Іноді вони мають деякі переваги. Встановлено підвищену їх ефективність на ґрунтах, кислотність яких змінюється у бік підлуження, а гранулометричний склад – від легкого до важкого, а також при застосуванні їх під культури з тривалим вегетаційним періодом. У перспективі ці добрива широко застосовуватимуть на практиці.

5.2.5. Взаємодія фосфорних добрив із ґрунтом

Сорбція і хімічне осадження – основні хімічні процеси, які відбуваються паралельно і регулюють поглинання фосфатів добрив ґрунтом. Співвідношення між ними залежить від реакції ґрунтового розчину, вмісту органічних речовин, ступеня дисперсності, реакційної здатності глинистих мінералів, норм фосфору добрив та часу їх взаємодії з ґрунтом.

Фосфати на поверхні ґрунтових часточок можуть адсорбуватися внаслідок обміну фосфат-іонів на іони ОН-, Сl-, SO4- та іони гумусових і силіцієвих кислот. Фосфат-іони адсорбуються на розміщених близько до поверхні гідроксильних групах (ОН) оксидів алюмінію і заліза та на бічних поверхнях часточок глинистих мінералів:

(Al, Fe) – ОН + Н2РO4- – (Al, Fe) – О – РO3Н2 + ОН-.

Фосфат-іони можуть поглинатися рослинами внаслідок виділення під час дихання коренями вуглекислого газу, з якого утворюється вугільна кислота, що розкладається на іони Н+ і HCOf. Останні й обмінюються з колоїдами на іони Н2РO4-.

Обмінне поглинання фосфат-іонів у ґрунті має велике значення для живлення рослин, оскільки внаслідок іонного обміну адсорбовані іони можуть переходити в ґрунтовий розчин.

Об'єм сорбованого фосфору змінюється пропорційно нормі Р2O5 добрив. За однакової їх норми він знижується з підвищенням вмісту фосфатів у ґрунті.

При внесенні в ґрунт монокальційфосфату Са(Н2РO4)2 вода у вигляді пари переміщується до добрива і розчиняє його з утворенням насиченого розчину монокальційфосфату та дигідратдикальційфосфату. Цей концентрований розчин переміщується по капілярах ґрунту, реагує з його часточками та утворює свіжоосаджені фосфати. У розчин із ґрунтових часточок переходить багато іонів алюмінію, заліза, мангану і кальцію. Останні можуть вступати в реакцію з розчинними фосфатами й утворювати кристалічні та аморфні продукти різних ступенів розчинності й доступності для рослин. Залишковий фосфор розчинних фосфорних добрив швидко включається в хімічні, фізико-хімічні й біологічні процеси, які відбуваються в ґрунті. Фосфорні добрива перетворюються на важкорозчинні форми внаслідок хімічного осадження фосфатів із розчинів. При цьому утворені осади з часом старіють і кристалізуються.

Отже, в нейтральних ґрунтах водорозчинні добрива перетворюються за такою схемою:

Са(Н2РO4)2 + Са(НСO3)2 = 2СаНРO4 • 2Н2O + 2СO2.