Với các thành phần nguyên tố dinh dưỡng khác nhau, có tác dụng riêng biệt mà phân hóa học được chia thành 3 nhóm phân cơ bản (được gọi là phân đơn) gồm: phân đạm, phân lân và phân kali. Một số loại phân bón hóa học khác như phân hỗn hợp, phân phức hợp và phân vi lượng.
Phân đơn
Là những loại phân bón trong thành phần có yếu tố dinh dưỡng đa lượng N, P₂O₅ hữu hiệu hoặc K₂O hữu hiệu.
Phân đạm
Dưới đây là các loại phân đạm phổ biến nhất:
Phân đạm Amoni
Phân đạm amoni là sản phẩm của các muối Amoni, điển hình như NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃… Để điều chế phân đạm Amoni, người ta cho Amoniac tác dụng với axit tương ứng.
Ví dụ: 2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄
Tính chất của phân đạm Amoni:
· Dễ tan trong nước giúp cây dễ hấp thu, đồng thời cũng dễ bị rửa trôi bởi nước
· Thành phần của nó chứa gốc bazơ (NH₄+), nên khi gặp nước dễ làm tăng độ chua của đất. Chính vì thế, phân đạm Amoni không thích hợp để sử dụng với đất chua
Phân đạm Nitrat
Phân đạm Nitrat là sản phẩm của muối nitrat như NaNO₃, Ca(NO₃)₂… Phân đạm Nitrat được điều chế bằng phản ứng giữa axit nitric và muối cacbonat.
Ví dụ: CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O
Tính chất của phân đạm Nitrat: Tan nhiều trong nước, rất dễ chảy. Vì thế, khi bón phân đạm Nitrat cho đất nó có tác dụng nhanh chóng với cây trồng nhưng cũng rất dễ bị rửa trôi khi gặp nước mưa.
Phân Ure
Phân Ure với công thức hóa học là (NH₂)₂CO có chứa tới 46% N, là loại phân đạm tốt nhất hiện nay. Phân Ure được điều chế bằng cách cho Amoniac tác dụng với CO₂ ở nhiệt độ 180 - 200 độ C, áp suất khoảng 200 atm.
Ví dụ: CO₂ + 2NH₃ → (NH₂)₂CO + H₂O (nhiệt độ, P)
Tính chất của phân Ure:
· Urê là chất rắn màu trắng, tan trong nước rất tốt và dễ bị chảy nước giống như các loại phân đạm khác
· Trong đất, Urê bị phân hủy dưới tác dụng của vi sinh vật. Sản phẩm tạo ra là amoniac hoặc chuyển dần thành muối cacbonat khi gặp nước (NH₂)₂CO + 2H₂O → (NH₄)₂CO₃
Phân lân
Bên cạnh phân đạm, phân lân cũng là một loại phân bón hóa học rất quan trọng. Phân lân cung cấp photpho cho cây trồng trong thời kỳ sinh trưởng, thúc đẩy quá trình sinh hóa, trao đổi chất và năng lượng của cây trồng. Độ dinh dưỡng của phân lân tùy thuộc vào tỉ lệ phần trăm khối lượng của P₂O₅ có trong thành phần.
Phân đạm là loại phân bón hóa học được sử dụng rộng rãi và cực kì phổ biến hiện nay. Chúng đóng vai trò quan trọng cho việc kích thích sự sinh trưởng, giúp cây trồng phát triển nhanh hơn, cho ra nhiều thành phẩm chất lượng như hạt, củ hoặc quả. Phân đạm sẽ cung cấp Nitơ hóa hợp cho cây dưới dạng ion Amoni (NH₄+) và Nitrat (NO₃-). Hàm lượng phần trăm Nitơ có trong phân sẽ quyết định mức độ dinh dưỡng của phân đạm.
Nguyên liệu để sản xuất ra phân lân là apatit và quặng photphoric. Hai loại phân lân được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, đó là: Supephotphat và phân lân nung chảy.
Supephotphat
Supephotphat được chia thành 2 loại:
Supephotphat đơn: Gồm 2 muối Ca(H₂PO₄)₂ (dễ tan) và CaSO₄ (không tan, làm rắn đất). Chứa từ 14 - 20% P₂O₅. Chúng được điều chế bằng cách cho bột quặng photphorit hay apatit tác dụng với axit sunfuric đặc: Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ (đặc) → Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄ (kết tủa)
Supephotphat kép: Chứa hàm lượng P₂O₅ từ 40-50%, vì chỉ có Ca(H₂PO₄)₂.
Loại phân bón hóa học này được điều chế qua 2 giai đoạn:
· Giai đoạn 1: Điều chế axit photphoric Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 3CaSO₄ (kết tủa)
· Giai đoạn 2: Cho axit photphoric tác dụng với apatit hoặc photphorit Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ → 3Ca(H₂PO₄)₂
Phân lân nung chảy
Phân lân nung chảy với thành phần chính là hỗn hợp photphat và silicat của canxi và magie. Chúng chứa từ 12 - 14% P₂O₅, chỉ thích hợp với loại đất chua vì muối này không tan trong nước và chỉ thích hợp với đất chua.
Phân lân nung chảy được điều chế như sau: Nung hỗn hợp bột quặng apatit, đá xà vân và than cốc trong nhiệt độ trên 1000 độ C, lò đứng. Sản phẩm nóng chảy sau đó được làm nguội nhanh bằng nước, sấy khô và nghiền bột để tạo thành phân lân.
Phân Kali
Phân kali là một loại phân bón hóa học cung cấp cho cây trồng nguyên tố kali dưới dạng ion K+. Trong nông nghiệp, phân bón hóa học kali thường được sử dụng bón cùng với các loại phân bón khác, giúp thúc đẩy quá trình tạo ra chất xơ, chất đường, chất dầu, tăng khả năng chịu hạn, chịu rét, và chống sâu bệnh cho cây trồng. Hàm lượng dinh dưỡng của phân Kali được quyết định dựa vào tỷ lệ phần trăm khối lượng K₂O có trong bảng thành phần.
Muối KCl và K₂SO₄ là thành phần được sử dụng nhiều nhất trong việc sản xuất phân kali. Tro thực vật có chứa K₂CO₃ trong thành phần cũng được xem là một loại phân kali. Độ dinh dưỡng ở phân kali được đánh giá dựa vào tỷ lệ phần trăm khối lượng K₂O tương ứng với lượng K trong thành phần. Để điều chế phân kali, 2 muối KCl và K₂SO₄ được sử dụng nhiều nhất. Tro thực vật có chứa K₂CO₃ cũng được xem là một loại phân kali.
Phân hỗn hợp
Phân hỗn hợp hay còn được gọi là phân NPK. Thành phần của phân hỗn hợp bao gồm: Nitơ, Photpho, Kali. Ví dụ, nitrophotka là hỗn hợp của KNO₃ và (NH₄)₂HPO₄. Tùy thuộc vào từng loại cây trồng, loại đất trồng mà người ta lựa chọn loại phân có tỷ lệ N:P:K phù hợp.
Được tạo thành bằng cách phối trộn hai hay nhiều loại phân vô cơ như phân đa - trung - vi lượng.
Có 3 hình thức phối trộn là
· Trộn và vê thành viên
· Trộn các loại phân khô với nhau một cách cơ giới
· Sản xuất với nhiều các yếu tố lỏng
Phân phức hợp
Phân phức hợp là loại phân có chứa hỗn hợp các chất được tạo ra đồng thời bằng tương tác hóa học của các chất. Chẳng hạn, cho amoniac tác dụng với axit photphoric, ta thu được phân phức hợp amophot có chứa hỗn hợp của muối NH₄H₂PO₄ và (NH₄)₂HPO₄.
Có chứa từ hai nguyên tố dinh dưỡng trở lên được sản xuất bằng việc liên kết, kết hợp các thành phần lại với nhau để xuất hiện các phản ứng hóa học giữa các thành phần, sản phẩm cuối cùng kết quả là một hợp chất ổn định, có hàm lượng dưỡng chất cao.
Phân DAP (Diamon photphat)
Trong thành phần có chứa hai dưỡng chất chính là lân P₂O₅ chiếm 44-46% và đạm (N) chiếm 16-18%. Thích hợp sử dụng cho các loại đất phèn, đất bazan, cung cấp đồng thời hai dưỡng chất đạm và lân cho cây. Phân DAP không thích hợp để bón cho cây lấy củ, đất cát, đất bạc màu, các chân đất đang thiếu kali.
Phân kali nitrat (KNO₃)
Đây là loại phân đắt tiền, có giá trị cao, thích hợp để kich thích cây trồng ra hoa. Là loại phân kali phức hợp, có 45 - 46% trong thành phần là K₂O và 13% là đạm.
Phân vi lượng
Giống như những loại phân hóa học khác, phân vi lượng là một loại phân cung cấp cho cây trồng nguyên tố dinh dưỡng như kẽm, bo, đồng, mangan, molipden,… giúp tăng khả năng sinh trưởng, trao đổi chất và tăng hiệu lực quang hợp của cây trồng.
Phân vi lượng thường được bón cho đất với một hàm lượng nhỏ, kết hợp với phân hữu cơ hoặc phân vô cơ. Phân vi lượng sẽ chỉ mang lại hiệu quả cho từng loại cây và từng loại đất, chúng sẽ gây hại cho cây nếu được dùng với hàm lượng không hợp lý.