Стандартный метод определения усвояемости фосфора

 08.09.2012

До 1928 г., когда впервые начали вводить аммонизацию, основными формами фосфорных удобрений были простой суперфосфат, тройной суперфосфат и фосфат аммония. Основным компонентом простого и тройного суперфосфата является монокальцийфосфат. При обработке этих удобрений свободным аммиаком монокальцийфосфат переходит в зависимости от количества добавленного аммиака в какие-то другие соединения фосфора. Согласно Кинену, при аммонизации простого суперфосфата образуются преимущественно следующие соединения фосфора: дикальцийфосфат, трикальцийфосфат и моноаммонийфосфат. Реакции, происходящие при аммонизации тройного суперфосфата, несколько отличаются от тех, которыми сопровождается аммонизация простого суперфосфата, но Уайт, Хардести и Росс показали, что при максимальной аммонизации тройного суперфосфата образуются такие же соединения, т. е. трикальцийфосфат, моноаммонийфосфат и дикальцийфосфат, как и те, которые, по утверждению Кинена, образуются при полной аммонизации простого суперфосфата.
Два соединения, образующиеся при аммонизации суперфосфата, а именно дикальцийфосфат и моноаммонийфосфат, были и раньше хорошо известны как фосфорные удобрения. Но трикальцийфосфат был признан новым компонентом удобрительных смесей, и относительно его действительной удобрительной ценности было известно очень мало. Поэтому Росс, Джэкоб и Бисон с одобрения Ассоциации официальных агрохимиков приступили к исследованию химических и физических свойств этого нового компонента удобрений и близких к нему соединений, а также к разработке лабораторного метода, который позволял бы столь же хорошо оценивать аммонизированный, как простой и тройной суперфосфаты.
Эти исследования привели к выводу, что стандартный метод оценки фосфорных удобрений, как правило, дает заниженные показатели фосфорной кислоты в аммонизированных суперфосфатах, и поэтому было рекомендовано внести изменения в этот метод и брать для анализа навеску в 1 г, а не в 2 г. Продолжительность извлечения воднорастворимого остатка нейтральным раствором лимоннокислого аммония была увеличена с 30 мин. до 1 часа. Эти изменения метода оценки фосфорного удобрения были приняты в 1932 г., и в настоящее время модифицированный метод является новым стандартным методом Ассоциации (1947 г.).
Теперь хорошо известно, что во время созревания аммонизированной удобрительной смеси происходят и другие реакции, помимо тех, которые имеют место в течение процесса аммонизации. Повышение температуры, сопровождающее аммонизацию, увеличивает скорость реакции между различными компонентами смеси и возбуждает реакции, не протекающие при обычной температуре. Так, Мак-Интайр, Хардин, Олдэм и Хэммон обнаружили, что во влажной смеси трикальцийфосфат и фтористый кальций вступают во взаимодействие, образуя фторфосфат, который представляет собой свежеобразованный фосфорит. Пылевидный фтористый кальций, вводимый в смесь, теряет свою петрографическую идентичность, и поведение образующегося при этом синтетического. фторапатита соответствует поведению природного апатита. Был сделан вывод, что трикальцийфосфат, образующийся при аммонизации смешанных удобрений, может вступать в реакцию с фтором суперфосфата и дать фторапатит и что образование фторапатита может происходить не только в процессе созревания суперфосфатов, но также и во время их анализа.
Дальнейшее же доказательство образования фторапатита в высокоаммонизированных смесях дали опыты Мак-Интайра и Хардина, которые нашли, что ретроградация фосфорной кислоты в аммонизированных суперфосфатах, согласно стандартному методу Ассоциации официальных агрохимиков, происходит пропорционально содержанию фтора. Однако при низком содержании или отсутствии фтора аммонизация суперфосфата не вызывает ретроградации. Обычно в суперфосфате имеется достаточное количество фтористого кальция для превращения всего фосфора во фторапатит.
Росс, Рейдер и Бисон показали также, что трикальцийфосфат, первоначально образовавшийся при аммонизации суперфосфата, подвергается при температуре аммонизации гидролизу и при хранении переходит в кальций-гидроксифосфат, а присутствие доломита усиливает эту реакцию, и при наличии фтора она, по-видимому, протекает до образования фторапатита, как это предполагали Мак-Интайр с сотрудниками.
Общее содержание фосфорной кислоты в фосфорных компонентах аммонизированных суперфосфатов с различным содержанием аммиака, вычисленное по данным Кинена, приведено в табл. 162. Следует подчеркнуть, что фосфаты кальция аммонизированного суперфосфата, содержащего 2,3% аммиака, содержат значительно меньше кальция, чем фосфаты кальция в неаммонизированном образце. Следует также подчеркнуть, что 2,3% аммиака недостаточно для превращения 52,9% фосфора в фосфат аммония. Поэтому данные по аммонизированному суперфосфату с 2,3% аммиака представляются неприемлемыми.

Стандартный метод определения усвояемости фосфора

На основе работ Мак-Интайра и др., фосфаты, которые Кинен относил к трикальцийфосфату, в действительности являются фтор-фосфатами. Эти авторы подчеркивают, что реакция между трикальцийфосфатом и фтористым кальцием, ведущая к образованию фторфосфата, изменяется в зависимости от температуры и продолжительности созревания. Предположение об образовании фторфосфата было высказано Мак-Интайром и Мак-Интайром и Хатчером для объяснения того, что в конечном итоге происходит с соединениями суперфосфата в известкованных почвах. В Ротамстеде (Англия) также были получены данные об образовании фосфорита (апатита) из суперфосфата, вносимого в сильно известкованные почвы.
В то время, когда был изменен метод определения усвояемого фосфора, фермеры в основном применяли удобрения, отличавшиеся сильной физиологической кислотностью. Обоснованием для рекомендации новой методики послужили опыты с растениями на почвах с рН ниже 6,0. По данным вегетационного опыта, сообщенным Россом, Джекобом и Бисоном, сильно аммонизированные суперфосфаты и трикальцийфосфат были плохими источниками фосфора на 7 почвах с рН 6,0-7,0, на одной почве с рН 6,6-7,6 и на одной почве с рН 8,02. Эти данные не были приняты в расчет при изменении метода определения усвояемого фосфора. По новейшим данным, опубликованным Купером из Южной Каролины, 19,5% почв в этом штате имеют кислотность не ниже рН 6,0. Данные, опубликованные Россом, Джекобом и Бисоном, приводят к обоснованному выводу, что метод, основанный на отзывчивости растений на фосфор на почвах с кислотностью ниже рН 6,0, непригоден для почв с кислотностью рН 6,0 и выше.
После того, как был принят современный метод Ассоциации официальных агрохимиков для определения усвояемого фосфора, на юго-востоке США стали почти неизменно рекомендовать нейтральные формы удобрений. В тех случаях, когда применяют нейтральные удобрения, растворимые физиологически кислые азотные соединения, возможно, диффундируют из зоны внесения удобрений, оставляя фосфаты в зоне, обладающей кислотностью не ниже рН 6,0. Если бы в 1932 г., когда Росс, Джекоб и Бисон сделали свое сообщение, преобладали нейтральные удобрения, то можно быть уверенным, что они уделили бы больше внимания своим вегетационным данным, полученным на почвах с кислотностью не ниже рН 6,0, и в этом случае они могли бы и не одобрить применяемый в настоящее время метод определения усвояемого фосфора.