Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Фосфорлы тыңайтқыш. Суперфосфат – 1840 жылдары сүйектерді күкірт қышқылымен әрекеттестіру арқылы алғаш синтезделген химиялық тыңайтқыш. Бұл процеске кейіннен фосфат копролиттерін күкірт қышқылымен әрекеттестіру арқылы жақсартулар енгізілді. Содан кейін фосфорит сияқты фосфатқа бай басқа да кен орындары табылып, қолданысқа алынды. Ерігіш фосфат – барлық өсімдіктер үшін қажетті қоректік зат, ал суперфосфаттың пайда болуы ауыл шаруашылығы өнімділігін революциялады.
Phosphorus containing fertiliser
Superphosphate is a chemical fertiliser first synthesised in the 1840s by reacting bones with sulfuric acid. The process was subsequently improved by reacting phosphate coprolites with sulfuric acid. Subsequently, other phosphate rich deposits such as phosphorite were discovered and used. Soluble phosphate is an essential nutrient for all plants, and the availability of superphosphate revolutionised agricultural productivity.
Тарих
Алғашқы фосфатқа бай тыңайтқыштар гуанодан, мал тыңайтқышынан немесе ұсақталған сүйектерден жасалған. Ол осы жаңалықты патенттеді және 1842 жылы қазылған динозаврлардың нәжісінен суперфосфатты өндірістік көлемде өндіруді бастады; бұл әлемдегі алғашқы химиялық тыңайтқыш еді. Эдвард Паккард Лоуестің жұмысының маңыздылығын сезініп, Киртон ауылынан қазылған копролиттерден осы жаңа тыңайтқышты өндіру үшін Ипсвичтегі диірменді жаңартты. 1850 жылдары ол Джозеф Фисонс басқаратын ұқсас жаңа фабриканың жанындағы Брамфордқа көшті. Бұл кәсіпорындар кейін Fisons тыңайтқыш компаниясының бір бөлігіне айналды. Алғашқы диірмен тұрған көшеге әлі күнге дейін Копролит көшесі деген ат берілген.
The earliest phosphate rich fertilisers were made from guano, animal manure, or crushed bones. He patented the discovery, and in 1842, started producing superphosphate from fossilised dinosaur dung on an industrial scale; this was the first chemical manure produced in the world. Edward Packard, recognising the significance of Lawes' work, converted a mill in Ipswich to produce this new fertiliser from coprolites excavated in the village of Kirton. He moved his operation in the 1850s to Bramford next to a similar new factory operated by Joseph Fisons. These operations were destined to form part of the Fisons fertiliser company. The street where the original mill stood is still called Coprolite Street.
Ауыл шаруашылығының маңызы
Барлық өсімдіктер мен жануарларға қалыпты метаболизмді жүзеге асыру үшін фосфор қосылыстары қажет, тіпті өсімдіктерде олардың құрғақ массасының тек 2% құрауы мүмкін. Суперфосфаттың басқа қолжетімді фосфат көздерімен салыстырғанда бағасы салыстырмалы түрде арзан. Төмен бағасы, әсіресе ауыл шаруашылығына қажетті материалдардың құны маңызды рөл атқаратын дамып келе жатқан аймақтарда, оның кеңінен қолданылуына себеп болады. Фосфор, әдетте, ауа райының әсерінен және бактериялар мен топырақ микробиомының әрекеті арқылы ғана өсімдіктерге қолжетімді болады. Топырақтан шөгінділердің жуылуы су арналарында фосфаттың концентрациясын жоғарылатуы мүмкін. Суперфосфат түрінде фосфор қосу едәуір жоғары егін жинауға мүмкіндік береді. 2021 жылы шамамен 689 916 тонна суперфосфат өндірілді, оның жартысынан астамы Польшадан, ал қалған маңызды бөлігі Индонезия, Бангладеш, Қытай және Жапониядан шықты.
All plants and animals need phosphorus compounds to carry out their normal metabolism even though in the case of plants it may constitute as little as 2% of their dry matter. Superphosphate is relatively cheap compared to other available sources of phosphate. The lower price contributes to its widespread adoption, particularly in developing regions where the costs of agricultural inputs are a significant consideration. and may be generally unavailable to plants except by weathering and through the action of bacterial and the soil microbiome. Leaching of sediments from soil can lead to elevated phosphate concentrations in the receiving watercourse. The addition of phosphorus as super phosphate enables much greater crop yields. In 2021, about 689,916 tonnes of superphosphate were produced with more than half from Poland and substantial amounts from Indonesia, Bangladesh, China and Japan.
Құралымдары
Суперфосфаттың барлық түрлерінде маңызды мөлшерде ерігіш және өсімдіктерге сіңірілетін фосфат иондары бар, осы қасиет оларды қазіргі заманғы ауыл шаруашылығы үшін аса қажетті еткен.
All formulations of superphosphate contain a significant proportion of soluble and available phosphate ions which is the key quality that has made them essential for modern agriculture.
Бірлік суперфосфат
Бірлік суперфосфаты фосфат таужынысын күкірт қышқылымен өңдеудің дәстүрлі әдісімен, шамамен 1:1 арақатынастағы Ca(H2PO4)2 және CaSO4 қоспасы түрінде өндіріледі.
Single superphosphate is produced using the traditional method of extraction of phosphate rock with sulfuric acid, an approximate 1:1 mixture of |Ca(H2PO4)2 and |CaSO4.
Үш еселенген суперфосфат
Үш еселенген суперфосфат көптеген арнайы тыңайтқыштардың құрамына кіреді. Ол негізінен монокальций фосфатынан тұрады, Ca(H2PO4)2. Ол фосфатты тау жыныстарын фосфор қышқылымен өңдеу арқылы алынады. Көптеген арнайы тыңайтқыштар үш еселенген суперфосфаттан жасалады, мысалы, аммоний сульфаты және калий хлоридімен қосып дайындау арқылы. Типиктелген тыңайтқыш сападағы үш еселенген суперфосфат 45% P2O5eq, ал бір еселенген суперфосфат 20% P2O5eq құрайды. Бұл топырақтың pH деңгейін мұқият бақылау және басқару қажеттігін тудырады, себебі бұл топырақтың ұзақ мерзімді деградациясын болдырмауға көмектеседі. Өндіріс және тасымалдау процестері айтарлықтай мөлшерде CO2 шығарады, кейбір есептеулер бойынша суперфосфат өндірісі үшін 1,2 кг/кг, ал тасымалдау үшін 238 г/кг. Басқа дереккөздерде күкірт қышқылы үшін қажетті күкірттің мұнай және газды тазартудан толық қалпына келтірілетіні және суперфосфат өндіру реакциясы экзотермиялық екені айтылады: егер бөлінетін жылу толыққанды қайта пайдаланылса, бүкіл цикл өндіріс үшін 518 г/кг дейін теріс көміртектік ізге ие болуы мүмкін. Фосфатқа бай тау жыныстарының қоры шектеулі, ал "фосфордың шыңына" жету мерзімі 2022 жылдан бастап 30 жыл, немесе 2051 мен 2092 жылдар аралығында деп болжанады. Адам популяциясының өсуімен және тамаққа деген сұраныстың артуымен суперфосфатты тыңайтқыштардың болашақтағы қолжетімділігі азаюы мүмкін, сондықтан фосфаттың баламалы көздерін әзірлеу қажет болуы мүмкін. Көптеген өсімдіктер, әсіресе Гондванада пайда болғандар, фосфордың артық мөлшеріне сезімтал және арбускулярлы микоризамен байланыс арқылы қажеттілігін қанағаттандырады. Суперфосфат қолдануға төзбейтін өсімдіктердің мысалдары – Hakea prostrata және Grevillea crithmifolia. Микоризалық байланыстарға тәуелді көптеген құрлықтық орхидеялар да фосфат деңгейінің жоғарылауына ұқсас сезімталдық танытуы мүмкін, ал суперфосфатты тыңайтқыштарды қолдану олардың популяциясын азайтуы мүмкін. Өзендердің, көлдердің және теңіздердің эвтрофикациясы фосфат концентрациясының артуымен тікелей байланысты. Дегенмен, суперфосфаттың осы мәселеге қосқан үлесін анықтау қиын, себебі адам және жануарлар қалдықтарында фосфор қосылыстарының көптеген басқа да көздері бар. Wye өзеніндегі соңғы мәселелер қарқынды құс шаруашылығымен байланысты, нашар басқарылатын тауық тыңайтқышынан артық фосфат шығып жатыр.
Triple superphosphate is a component of many proprietary fertilisers. It primarily consists of monocalcium phosphate, |Ca(H2PO4)2. It is obtained by treating phosphate rock with phosphoric acid. Many proprietary fertilisers are derived from triple superphosphate, for example by blending with ammonium sulfate and potassium chloride. Typical fertiliser grade triple superphosphate contains 45% |P2O5eq, single superphosphate 20% |P2O5eq. This necessitates careful monitoring and management of soil pH to prevent long term soil degradation. Production and transport produce significant quantities of CO2 amounting in some estimates to 1.2kg/kg for the manufacture of superphosphate and 238 g/kg for transport. Other sources note that assuming all the sulfur for the sulfuric acid is recovered from oil and gas sweetening, and the reaction to produce superphosphate is exothermic: provided that the heat generated is fully re used, the whole cycle may have a negative carbon footprint as low as 518 g/kg for production alone. The availability of suitable phosphate rich rocks is limited and estimates of "peak phosphorus" vary between 30 years from 2022, or somewhere between 2051 and 2092. As the human population increases and the demand for food increases, the availability of superphosphate fertilisers in the future may be less secure, suggesting that alternative sources of phosphate may need to be developed. A significant number of plants, especially those that evolved in Gondwanaland, have a sensitivity to excess phosphorus, getting all that they need from associations with Arbuscular mycorrhiza. Examples of plants that are intolerant of the application of superphosphate include Hakea prostrata and Grevillea crithmifolia. Many terrestrial orchids which rely on mycorrhizal associations may have similar sensitivities to elevated phosphate levels and populations may be suppressed by applications of superphosphate containing fertiliser. Eutrophication of rivers, lakes and the sea has a very well documented link to increasing phosphate concentrations. However, teasing out the contribution made to this problem by the use of superphosphate is difficult because of the wide range of other sources of phosphorus compounds in both human and animal waste streams. Recent issues on the River Wye have been traced back to intensive poultry rearing with the excess phosphate coming from poorly managed chicken manure.