一、普通過磷酸鈣的化學特性
普通過磷酸鈣是我國曾經使用量最大的一種水溶性磷肥。1993年普通過磷酸鈣佔我國磷肥產量的73.8%。1955年以前,過磷酸鈣也是世界磷肥的主要品種,佔世界磷肥用量的60%以上。以後,其比例不斷下降,1994年在美國磷肥總產量中過磷酸鈣只佔0.5%。我國的比例也在下降,近幾年比例已降到10%以下,磷肥的主要品種已經變成了磷酸一銨與磷酸二銨。過磷酸鈣中有效磷含量低,因而包裝、貯運等成本較大。
過磷酸鈣中磷的形態是Ca(HPO)·HO,含PO12%~20%,過磷酸鈣是用硫酸溶解磷礦粉生產的,其主要反應式為:
Ca(PO)F+7HSO+3HO → 3Ca(HPO)·HO+7CaSO+2HF↑
可見其主要成分是水溶性的磷酸一鈣和難溶於水的硫酸鈣,兩者分別佔30%~50%和40%,還有少量的硫酸鐵、硫酸鋁和游離酸。它是一種含鈣、含硫的磷肥,過磷酸鈣為深灰色、灰白色或淡黃色等粉狀物,因為有殘餘酸,所以呈酸性反應,具有腐蝕性。
二、土壤中的轉化與施用
過磷酸鈣施入土壤後,最主要的反應是異成分溶解。即在施肥以後,水分向施肥點匯集,使磷酸一鈣溶解和水解,形成一種磷酸一鈣、磷酸和含水磷酸二鈣的飽和溶液,其反應如下:
Ca(HPO)·HO+HO→CaHPO·2HO+HPO
這時施肥點周圍土壤溶液中磷的濃度可高達10~20mg/kg,使磷酸不斷向外擴散。在施肥點,其微域土壤範圍內飽和溶液的pH可達1~1.5。在向外擴散的過程中能把土壤中的鐵、鋁、鈣、鎂等溶解出來,與磷酸根離子作用,形成不同溶解度的磷酸鹽。在石灰性土壤中,磷與鈣作用,生成磷酸二鈣和磷酸八鈣,最後大部分形成穩定的羥基磷灰石。在酸性土壤中,磷酸一鈣通常與鐵、鋁作用形成磷酸鐵、磷酸鋁沉澱,而後進一步水解為鹽基性磷酸鐵鋁。只有在pH5.5~7.0時,有效性才相對最高。過磷酸鈣在土壤中移動性很小,水平範圍0.5cm,縱深不超過5cm,其當年利用率也很低。
過磷酸鈣容易被土壤固定,施用時儘量減少與土壤的接觸面積,比如採用穴施、溝施,不宜採用撒施,磷在土壤中移動性很弱,所以肥料應施在根系密集層,才能保證作物對磷的吸收。過磷酸鈣適合與有機肥混施,一是可以減少肥料與土壤的接觸面積;二是有機質,包括分解產生的有機酸,能絡合鐵、鋁、鈣等離子,有機陰離子也可以與磷發生競爭吸附,這些都可以減少磷的固定,從而提高磷的利用率。
嚴重缺磷的土壤,當磷肥用量較多時,可以採用分層施,2/3作基肥,犁入根系密集層,以滿足作物中後期的需要,1/3施在表層或作種肥,以滿足幼苗期對磷的需求。過磷酸鈣也可以進行根外追肥,噴施時與一般的化肥不一樣,要先浸泡過夜,取上清液噴,噴施因作物種類、生育期、氣候條件不同而不同,一般單子葉作物、果樹1%左右,雙子葉作物用0.5%~1%,保護地低於露地,一般為0.5%。
普鈣也具有一些特有的性質,在某些情況下仍不失為一種有價值的磷肥。比如:①其加工技術簡單,適合於中、小型生產,就地銷售;②在多數土壤、多數作物上,肥效較好;③除含磷外,還同時含有硫、鈣等其他多種營養元素,尤其是世界範圍內土壤缺硫趨勢正在發展,因而其仍具有一定地位;④可以利用工業副產品硫酸進行生產。