НРО4 образуют различные органические соединения. Фосфор входит в нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды, участвующие в построении цитоплазмы и ядра клеток. Он содержится в фитине — запасном веществе семени, который используется как источник фосфора во время прорастания, а также сахарофосфатах, витаминах и многих ферментах. В тканях растений присутствуют в небольших количествах также неорганические фосфаты, которые играют важную роль в создании буферной системы клеточного сока и служат резервом фосфора для образования различных фосфорорганических соединений. В растительной клетке фосфор играет исключительно важную роль в энергетическом обмене, участвует в разнообразных процессах обмена веществ, деления и размножения. Особенно велика роль этого элемента в углеводном обмене, в процессах фотосинтеза, дыхания и брожения.
Фосфора больше всего содержится в репродуктивных и молодых растущих органах и частях растения, где идет интенсивный синтез органического вещества. Из более старых листьев он может передвигаться к зонам роста и использоваться повторно, поэтому внешние признаки его недостатка проявляются у растений прежде всего на старых листьях. В этом случае они приобретают характерный красно-фиолетовый или голубоватый оттенок, иногда более темно-зеленую окраску (например, у картофеля). При недостатке фосфора замедляется рост и задерживается созревание растений, снижается урожай и ухудшается его качество.
В результате деятельности растений и микроорганизмов в почвах накапливаются органические соединения фосфора. Они представлены нуклеопротеидами, фитином, фосфатидами, сахарофосфатами и другими органическими соединениями, входящими в состав растений и микроорганизмов. Содержание органических фосфатов колеблется от 10 % в дерново-подзолистых и сероземных почвах до 50% в черноземах от общего количества Р205. Растения могут усваивать органические фосфаты только после их минерализации и отщепления фосфорной кислоты. Недоступные для растений минеральные и органические соединения фосфора переходят в усвояемые очень медленно. Несмотря на большие общие запасы фосфора, его усвояемых соединений в почве содержится обычно мало, и, чтобы получить высокий урожай, необходимо внесение фосфорных удобрений.
Фосфорные удобрения в зависимости от растворимости и доступности для растений подразделяют на три группы.
Удобрения, хорошо растворимые в воде,— суперфосфат простой и суперфосфат двойной.
Удобрения, слаборастворимые в воде, но растворимые в слабых кислотах (2 %-ной лимонной кислоте и лимоннокислом аммонии),— преципитат, томасшлак, термофосфаты, обесфторенный фосфат.
Удобрения, нерастворимые в воде, полностью растворимые только в сильных кислотах, — фосфоритная мука, костяная мука. Содержание действующего вещества в удобрениях выражают в расчете на пятиокись фосфора (Р205).
Супер фосфат простой получают обработкой размолотого апатита или фосфорита серной кислотой. При действии серной кислоты на фосфатное сырье происходит разложение апатита или фосфорита с образованием водорастворимого однозамещенного фосфата кальция Са(Н2Р04) 2 и гипса CaS04, нерастворимого в воде.
Гипс остается в составе удобрения и занимает около 40% его массы. Поэтому фосфора в таком суперфосфате почти вдвое меньше, чем в исходном сырье. По этой причине низкопроцентные фосфориты не используют для изготовления суперфосфата. Для его получения применяют преимущественно апатитовый концентрат, а также высокопроцентные фосфориты. Простой суперфосфат содержит 19—20% Р205. Большая часть фосфора в суперфосфате находится в виде монофосфата кальция. 5—5,5% массы удобрения содержится в виде свободной фосфорной кислоты. В суперфосфате находится небольшое количество дикальциевого фосфата СаН Р04-2Н20 , а также трехкальциевого фосфата и фосфатов железа и алюминия. Суперфосфат оценивается по содержанию в нем усвояемого фосфора, то есть растворимого в воде и цитратном растворе (аммиачный раствор лимоннокислого аммония). Усвояемый фосфор в суперфосфате составляет 88—98% общего содержания. Суперфосфат выпускается в виде гранул размером 2—4 мм. Обладает хорошими физическими свойствами: не слеживается, сохраняет хорошую рассеваемость. При гранулировании свободная фосфорная кислота нейтрализуется и суперфосфат высушивается, поэтому содержание воды и свободной фосфорной кислоты составляет соответственно 1—4% и 1—1,5%. Содержание Р20 около 20%. При нейтрализации свободной кислотности суперфосфата аммиаком получают аммонизированный суперфосфат с содержанием азота около 1,5%.
Двойной супер фосфат, в отличие от простого, имеет высокое содержание Р205—42—49% и не содержит гипса. Фосфор находится в нем в виде водорастворимого монофосфата кальция Са(Н2Р04 )* 2Н20 и свободной фосфорной кислоты (4,5—5,7%). При производстве двойного суперфосфата апатит (или фосфорит) обрабатывают серной кислотой. Берут ее больше, чем при производстве простого суперфосфата, с тем, чтобы получить не монофосфат кальция, а фосфорную кислоту, которой затем обрабатывают новую порцию сырья и получают двойной суперфосфат.
Двойной суперфосфат готовят в гранулированном виде. Производство его как высококонцентрированного и транспортабельного удобрения имеет особенно большое значение для районов, удаленных от туковых заводов. Химические и физические свойства, применение и эффективность двойного суперфосфата такие же, как и простого. Только при удобрении культур, положительно реагирующих на гипс (клевер и другие бобовые), более сильное положительное действие оказывает простой суперфосфат. В почве суперфосфат вступает в химическое взаимодействие с полуторными окислами, карбонатами кальция и магния (или поглощенным кальцием) и превращается в нерастворимые в воде фосфаты, менее доступные для растений, т. е. подвергается химическому поглощению, или так называемой ретроградации. На почвах, насыщенных основаниями,— черноземах и особенно сероземах и других карбонатных почвах — образуются двух замещенный и трехзамещенный фосфаты кальция. На кислых дерново-подзолистых почвах и красноземах, содержащих большое количество подвижных форм полуторных окислов, образуются фосфаты алюминия и железа, слабо доступные для растений. Чем больше содержится в почве подвижных форм полуторных окислов, тем сильнее происходит химическое поглощение фосфорной кислоты суперфосфата. В результате этого уменьшается использование фосфора растениями и снижается его эффективность. Суперфосфат почти полностью закрепляется в месте его внесения и очень слабо передвигается в почве. При внесении в качестве основного удобрения суперфосфат следует заделывать под плуг, с тем, чтобы удобрение находилось в более глубоком и постоянно влажном слое почвы, где размещается основная масса деятельных корней растений. В качестве основного удобрения суперфосфат лучше вносить с осени под зяблевую вспашку, особенно в засушливых районах, или весной под перепашку зяби.
В подкормку под пропашные культуры можно вносить суперфосфат с заделкой при междурядной обработке почвы или специальными культиваторами-растениепитателями. При мелкой заделке суперфосфата основная масса удобрения оказывается в верхнем слое почвы, который быстро высыхает. Корни в этом слое отмирают, поэтому фосфор удобрения хуже используется растениями. Поверхностное внесение его в подкормку без заделки (под яровые зерновые и другие культуры сплошного сева) малоэффективно. Связывание суперфосфата почвой происходит сильнее при более полном контакте удобрения с почвой (разбросное внесение, мелкие размеры частиц), чем при локальном размещении.
Коэффициенты использования фосфора из суперфосфата при допосевном его применении вразброс под вспашку 15—25% от внесенного количества, а при рядковом внесении возрастает в полтора раза. Для получения высокого урожая сахарной свеклы, кукурузы, картофеля, зерновых, овощных и других культур необходимо сочетать внесение суперфосфата в основном удобрении до посева с внесением небольшой дозы его в рядки или лунки при посеве. При этом создаются хорошие условия питания растений фосфором, как в первый период роста за счет рядкового удобрения, так и в последующие периоды за счет основного удобрения, внесенного под плуг.
