Phát hiện và sử dụng chung phốt pho

Kỷ niệm 350 năm khám phá ra phốt pho!

Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao phân bón trong khuôn viên nhà và vườn của bạn có tỷ lệ các chất dinh dưỡng đặc biệt? Câu chuyện còn đi xa hơn nữa - đến việc khám phá ra những yếu tố đó! Phốt pho là một trong những thành phần chính cho việc tăng trưởng khỏe mạnh của thực vật. Năm 2019, kỷ niệm 350 năm phát hiện ra nguyên tố phốt pho, vì vậy Hiệp hội Khoa học Đất của Mỹ (SSSA) và Hiệp hội Nông học Hoa Kỳ (ASA) đang tổ chức Tuần lễ Phốt pho. Chúng tôi sẽ có các blogger khách mời về dinh dưỡng đất tuần này, bao gồm nhiều chủ đề khác nhau. Blog đầu tiên với chủ đề phát hiện và sử dụng chung phốt pho.

Nếu bạn đã học hóa học ở trường trung học, bạn sẽ quen thuộc với Bảng tuần hoàn. Nó liệt kê tất cả các yếu tố được biết đến. Bảng tuần hoàn phân loại các nguyên tố dựa trên các yếu tố khác nhau, giống như số nguyên tử của một nguyên tố, các đặc điểm về điện tử và tính chất hóa học của nó.

Trước năm 1669, phốt pho không phải là nguyên tố được biết đến. Nó chắc chắn hiện diện trong vật chất sống, nhưng không dễ xác định được nó là gì. Nó thực sự là nguyên tố đầu tiên được phát hiện bằng các kỹ thuật khoa học hiện đại!

Phốt pho là nguyên tố phổ biến thứ sáu trong các sinh vật sống (carbon xếp vị trí đầu tiên!) Nó rất cần thiết cho sự sống, và có thể được tìm thấy trong DNA và màng tế bào. Phốt pho đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp năng lượng ADP/ATP.

Nói đến P như biểu tượng hóa học phốt pho. (Không phải tất cả các nguyên tố đều được đặt tên theo tên tiếng Anh… ví dụ ký hiệu cho natri là Na xuất phát từ tên hóa học theo tiếng Latin).

 “P” – giống như “pee”, hay nước tiểu, cũng là nguồn phát hiện ra phốt pho. Thật vậy, Hennig Brandt đã phát hiện ra phốt pho, đã tìm thấy “P” trong nước tiểu. (Cũng đúng, khi các nhà khoa học đất đều có khiếu hài hước đặc biệt của riêng họ!)

Mặc dù Brandt không tìm kiếm phốt pho. Vào những năm 1600s, giống như nhiều người trong nghề, ông đã tìm kiếm vàng (ký hiệu hóa học Au). Tất nhiên, hầu hết nước tiểu có màu vàng, vì vậy nó có thể được nghĩ rằng nó có chứa vàng - nhưng không phải như vậy. Trên thực tế, phốt pho và vàng không liên quan gì đến nhau - ít nhất là không liên quan về mặt hóa học.

Một sự thật thú vị về phốt pho là nó không bao giờ tồn tại tự do trong tự nhiên. Bởi vì nó có tính phản ứng cao, nó liên kết với nhiều yếu tố khác. Dạng hóa học điển hình của nó trong đất là photphat - ký hiệu hóa học PO₄. Điều này có nghĩa là mỗi nguyên tử phốt pho liên kết với bốn nguyên tử oxy. Thông thường một nguyên tố mang điện dương, như sắt, nhôm hoặc canxi gắn vào một nhóm phốt phát.

Các chất dinh dưỡng giống như phốt pho có thể bị giữ chặt bởi các thành phần khoáng trong đất nếu pH đất không phù hợp. Điều này ảnh hưởng đến khả năng sử dụng chất dinh dưỡng trong đất của cây trồng.

Brandt phát hiện ra phốt pho do một đặc tính khác của nó. Trong một số dạng, phốt pho có thể phát sáng! Điều này được gọi là phát quang hóa.

Hầu hết phốt pho chúng ta sử dụng ngày nay được khai thác từ trái đất. Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm những cách khác để thu giữ phốt pho và điều đó có thể bao gồm việc chiết xuất từ chất thải của con người (theo cách hiệu quả hơn nhiều so với Brandt). Nó được sử dụng trong phân bón nông nghiệp và một loạt các mặt hàng gia dụng. Nó cũng là một phần chất sủi bọt trong soda!

Phốt pho là một yếu tố cần thiết cho sự tăng trưởng của cây trồng và tăng năng suất. Học cách khai thác phốt pho và áp dụng nó vào những cánh đồng của nông dân đã giúp nông nghiệp đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng. Tuy nhiên, việc quản lý phốt pho để cây trồng sử dụng hiệu quả là rất khó. Nghiên cứu tiếp tục về những cách tốt nhất để quản lý phốt pho trong nông nghiệp, làm thế nào để tiếp tục có nguồn phốt pho, cách quản lý các yếu tố môi trường liên quan đến phốt pho và quản lý phốt pho. Một trong những chủ đề này rất quan trọng mà chúng tôi đã mời một số tác giả viết về chúng trong Tuần lễ Phốt pho.

Nguyễn Bình Duy theo Soilsmatter.