ซูเปอร์ฟอสเฟตเป็นปุ๋ยเคมีที่สังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในทศวรรษ 1840 โดยการทำปฏิกิริยาระหว่างกระดูกกับกรดซัลฟิวริกต่อมา กระบวนการนี้ได้รับการปรับปรุงโดยการทำปฏิกิริยาระหว่างฟอสเฟต ในอุจจาระ กับกรดซัลฟิวริก หลังจากนั้นก็มีการค้นพบแหล่งแร่ฟอสเฟตอื่นๆ เช่นฟอสฟอไรต์และนำมาใช้ประโยชน์ ฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้เป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับพืชทุกชนิด และการมีซูเปอร์ฟอสเฟตได้ปฏิวัติผลผลิตทางการเกษตร

ปุ๋ยที่มีฟอสเฟตสูงในยุคแรกๆ ทำจากมูลนก มูลสัตว์ หรือกระดูกบด^{[ 1 ]}ทรัพยากรเหล่านี้มีค่ามากในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมจนกระทั่งสุสานและสุสานใต้ดินทั่วยุโรปถูกปล้นเอากระดูกมนุษย์เพื่อตอบสนองความต้องการ^{[ 1 ]}

ในปี ค.ศ. 1842 บาทหลวงจอห์น สตีเวนส์ เฮนสโลว์พบโคโปรไลต์ – มูลไดโนเสาร์ที่กลายเป็นฟอสซิล – ในหน้าผาทางตอนใต้ของซัฟฟอล์กในอังกฤษ เขาทราบถึงงานวิจัยก่อนหน้านี้ในดอร์เซ็ตโดยวิลเลียม บัคแลนด์ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโคโปรไลต์อุดมไปด้วยฟอสเฟตที่พืชสามารถนำไปใช้ได้โดยการละลายในกรดซัลฟิวริกจอห์น เบนเน็ต ลอว์สผู้ทำฟาร์มในเฮิร์ตฟอร์ดเชียร์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการค้นพบเหล่านี้และทำการวิจัยของตนเองที่ฟาร์มของเขาที่รอธัมสเต็ด (ต่อมาเป็นสถานีวิจัยทางการเกษตร) โดยตั้งชื่อผลิตภัณฑ์ที่ได้ว่า "ซูเปอร์ฟอสเฟตของปูนขาว" ^{[ 2 ]}เขาจดสิทธิบัตรการค้นพบนี้ และในปี ค.ศ. 1842 เริ่มผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตจากมูลไดโนเสาร์ที่กลายเป็นฟอสซิลในระดับอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นปุ๋ยเคมีชนิดแรกที่ผลิตในโลก^{[ 1 ]}

เอ็ดเวิร์ด แพคการ์ดตระหนักถึงความสำคัญของงานของลอว์ส จึงเปลี่ยนโรงสีในอิปสวิชให้ผลิตปุ๋ยชนิดใหม่นี้จากโคโปรไลต์ที่ขุดได้ในหมู่บ้านเคอร์ตันเขาได้ย้ายการดำเนินงานของเขาไปที่แบรนฟอร์ด ในช่วงทศวรรษ 1850 ถัดจากโรงงานใหม่ที่คล้ายกันซึ่งดำเนินการโดยโจเซฟ ฟิสันส์ การดำเนินงานเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อก่อตั้งเป็นส่วนหนึ่งของ บริษัทปุ๋ย ฟิสันส์ถนนที่โรงสีเดิมตั้งอยู่ยังคงเรียกว่าถนนโคโปรไลต์^{[ 3 ]}

พืชและสัตว์ทุกชนิดต้องการสารประกอบฟอสฟอรัสเพื่อดำเนินกระบวนการเผาผลาญตามปกติ แม้ว่าในกรณีของพืชอาจมีปริมาณเพียง 2% ของมวลแห้งก็ตาม^{[ 4 ]}ฟอสฟอรัสอาจอยู่ในรูปของฟอสเฟตอนินทรีย์ที่ละลายน้ำได้หรือสารประกอบอินทรีย์ที่มีฟอสฟอรัส ในเซลล์สิ่งมีชีวิต พลังงานจะถูกสะสมหรือใช้ไปโดยใช้กระบวนการทางชีวเคมีที่ซับซ้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนอะดีโนซีนไตรฟอสเฟตเป็นอะดีโนซีนไดฟอสเฟตเมื่อมีการใช้พลังงาน และในทางกลับกันเมื่อมีการสะสมพลังงาน เช่น ใน กระบวนการ สังเคราะห์แสง^{[ 5 ]}

ซูเปอร์ฟอสเฟตมีราคาค่อนข้างถูก^{[ 6 ]}เมื่อเทียบกับแหล่งฟอสเฟตอื่นๆ ที่มีอยู่ ราคาที่ต่ำกว่านี้ส่งผลให้มีการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในภูมิภาคที่กำลังพัฒนาซึ่งต้นทุนของปัจจัยการผลิตทางการเกษตรเป็นปัจจัยสำคัญ^{[ 7 ]}

ชะตากรรมของฟอสเฟตในดินมีความซับซ้อน เนื่องจากฟอสเฟตสามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับแร่ธาตุอื่นๆ ได้ง่าย เช่น ดินเหนียว และเกลืออะลูมิเนียมและเหล็ก^{[ 4 ]}และโดยทั่วไปพืชอาจไม่สามารถนำไปใช้ได้ ยกเว้นโดยการผุพังและผ่านการทำงานของแบคทีเรียและจุลินทรีย์ใน ดิน ^{[ 4 ]}ข้อดีของปุ๋ยซูเปอร์ฟอสเฟตคือฟอสเฟตส่วนใหญ่สามารถละลายได้และพืชสามารถนำไปใช้ได้ทันที จึงช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม พลวัตของดินที่ซับซ้อนมีแนวโน้มที่จะตรึงฟอสเฟตไว้ในสารประกอบเชิงซ้อนของแร่ธาตุหรือลิแกนด์ อินทรีย์ ทำให้พืชไม่สามารถนำไปใช้ได้ ฟอสเฟตยังสูญเสียไปจากดินและสภาพแวดล้อมของพืชเมื่อเก็บเกี่ยวพืชผลหรือถูกสัตว์กิน หรือสูญเสียไปจากระบบในพื้นที่ ฟอสเฟตมีแนวโน้มที่จะยึดติดแน่นกับตะกอนละเอียดในดิน^{[ 8 ]}การชะล้างตะกอนจากดินอาจนำไปสู่ความเข้มข้นของฟอสเฟตที่สูงขึ้นในแหล่งน้ำที่รับน้ำ^{[ 9 ]}

การเติมฟอสฟอรัสในรูปซูเปอร์ฟอสเฟตช่วยให้ผลผลิตพืชสูงขึ้นมาก^{[ 4 ]}แม้ว่าจะมีการเติมฟอสฟอรัสในดินจากแหล่งแร่ธาตุและการปลดปล่อยจากสารประกอบในดินด้วยกลไกทางกายภาพและชีวภาพ แต่อัตราการละลายกลับคืนนั้นต่ำเกินไปที่จะรองรับผลผลิตทางการเกษตรสมัยใหม่ ฟอสฟอรัสอินทรีย์ที่อยู่ในพืชหรือสัตว์จะละลายกลับคืนได้ง่ายกว่ามากเมื่อวัสดุนั้นสลายตัวผ่านการทำงานของจุลินทรีย์^{[ 4 ]}

อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติสำคัญที่ทำให้ซูเปอร์ฟอสเฟตน่าสนใจมากคือความสามารถในการละลายของฟอสเฟต ซึ่งทำให้เกิดความต้องการผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากเกลือฟอสฟอรัสที่ละลายได้และฟอสเฟตที่จับกับตะกอนละเอียดจะถูกชะล้างออกจากทุ่งนาลงสู่แม่น้ำและลำธาร ซึ่งสูญเสียไปจากการเกษตร^{[ 10 ]}แต่กลับช่วยส่งเสริมภาวะยูโทรฟิเคชันที่ ไม่พึงประสงค์ ^{[ 5 ]}

ซูเปอร์ฟอสเฟตผลิตขึ้นในศูนย์อุตสาหกรรมหลักทั่วโลก รวมถึงยุโรป จีน และสหรัฐอเมริกา^{[ 11 ]}ในปี 2021 มีการผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตประมาณ 689,916 ตัน โดยมากกว่าครึ่งหนึ่งมาจากโปแลนด์ และมีปริมาณมากจากอินโดนีเซีย บังกลาเทศ จีน และญี่ปุ่น^{[ 12 ]}

สูตรซูเปอร์ฟอสเฟตทั้งหมดประกอบด้วยไอออนฟอสเฟตที่ละลายได้และพร้อมใช้งานในสัดส่วนที่สำคัญ ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญที่ทำให้จำเป็นต่อการเกษตรสมัยใหม่^{[ 7 ]}

ซูเปอร์ฟอสเฟตเดี่ยวผลิตโดยใช้วิธีการสกัดหินฟอสเฟตแบบดั้งเดิมด้วย^กรดซัลฟิวริกซึ่งเป็นส่วนผสมโดยประมาณ 1:1 ของCa(H ₂ PO ₄ ) ₂และCaSO ₄ ^{[ 13} ]

คำว่า "ดับเบิลซูเปอร์ฟอสเฟต" หมายถึงส่วนผสมของทริปเปิลซูเปอร์ฟอสเฟตและซิงเกิลซูเปอร์ฟอสเฟต ซึ่งได้มาจากการสกัดหินฟอสเฟตด้วยส่วนผสมของกรดฟอสฟอริกและกรดซัลฟิวริก^{[ 13 ]}

_{ทริปเปิ ล}ซูเปอร์ฟอสเฟตเป็นส่วนประกอบของปุ๋ย เคมีหลายชนิด โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วย โมโน แคลเซียมฟอสเฟตCa(H₂PO₄ ₎ ₂ _ซึ่งได้มาจากการบำบัดหินฟอสเฟต ด้วยกรดฟอ สฟอริก ปุ๋ยเคมีหลายชนิดได้มาจากทริปเปิลซูเปอร์ฟอสเฟต เช่น โดยการผสมกับแอมโมเนียมซัลเฟตและโพแทสเซียมคลอไรด์ ทริป เปิ_{ล ซู เปอร์}ฟอสเฟตเกรดปุ๋ยทั่วไปมีP₂O₅eq 45% และ ซิงเกิล_{ซูเปอร์}ฟอสเฟต มี P₂O₅eq 20% ^{[ 13 ]}

การใช้ซูเปอร์ฟอสเฟตอย่างต่อเนื่องอาจทำให้ดินเป็นกรดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินที่มีการบัฟเฟอร์ไม่ดี ทำให้ระดับ pH เปลี่ยนแปลงและอาจจำกัดความพร้อมของสารอาหาร^{[ 14 ]}ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบและจัดการpH ของดิน อย่างระมัดระวังเพื่อป้องกัน การเสื่อมโทรมของดินในระยะยาว^{[ 15 ]}

_{การผลิตและการขนส่งก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 )}ในปริมาณมากซึ่งบางการประมาณการระบุว่ามีปริมาณถึง 1.2 กก./กก. สำหรับการผลิตซูเปอร์ฟอสเฟต และ 238 กรัม/กก. สำหรับการขนส่ง^{[ 16 ]}แหล่งข้อมูลอื่นระบุว่า หากสมมติว่ากำมะถันทั้งหมดสำหรับกรดซัลฟิวริกถูกนำกลับมาใช้ใหม่จากการกำจัดสิ่งเจือปนในน้ำมันและก๊าซ[ ^{17 ] และ}ปฏิกิริยาในการผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน หากความร้อนที่เกิดขึ้นถูกนำกลับมาใช้ใหม่ทั้งหมด วงจรทั้งหมดอาจมีคาร์บอนฟุตพริ้นท์ติดลบต่ำถึง -518 กรัม/กก. สำหรับการผลิตเพียงอย่างเดียว^{[ 16 ]}

แม้ว่าซูเปอร์ฟอสเฟตจะช่วยเพิ่มฟอสฟอรัสในดิน แต่การใช้มากเกินไปหรือไม่สมดุลอาจทำให้สัดส่วนของสารอาหารเสียสมดุล ส่งผลให้พืชขาดสารอาหารหรือเกิดความเป็นพิษได้ มีหลักฐานที่บ่งชี้ว่าระดับที่สูงขึ้นอาจเกี่ยวข้องกับการติดเชื้อร้ายแรงจากPhytophthora cinnamomi [ ^{18 ] แนวทาง}การใส่ปุ๋ยอย่างยั่งยืน ซึ่งรวมถึงการทดสอบดินและการใส่ปุ๋ยอย่างตรงเป้าหมาย เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดความเสี่ยงนี้^{[ 19 ]}

ความพร้อมใช้งานของหินที่มีฟอสเฟตสูงที่เหมาะสมนั้นมีจำกัด และการประมาณการ " จุดสูงสุดของฟอสฟอรัส " แตกต่างกันไปตั้งแต่ 30 ปีนับจากปี 2022 ^{[ 20 ]}หรือระหว่างปี 2051 ถึง 2092 ^{[ 21 ]}เมื่อประชากรมนุษย์เพิ่มขึ้นและความต้องการอาหารเพิ่มขึ้น ความพร้อมใช้งานของปุ๋ยซูเปอร์ฟอสเฟตในอนาคตอาจไม่มั่นคงมากขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจจำเป็นต้องพัฒนาแหล่งฟอสเฟตทางเลือกอื่น^{[ 10 ]}

พืชจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชที่วิวัฒนาการในกอนด์วานาแลนด์มีความไวต่อฟอสฟอรัสส่วนเกิน^{[ 18 ]}โดยได้รับฟอสฟอรัสทั้งหมดที่ต้องการจากความสัมพันธ์กับไมคอร์ไรซาแบบอาร์บัสคู ลาร์ ตัวอย่างของพืชที่ไม่ทนต่อการใช้ซูเปอร์ฟอสเฟต ได้แก่Hakea prostrataและGrevillea crithmifoliaกล้วยไม้บนบกหลายชนิดที่พึ่งพาความสัมพันธ์กับไมคอร์ไรซาอาจมีความไวต่อระดับฟอสเฟตที่สูงขึ้นในลักษณะเดียวกัน^{[ 22 ]}และประชากรอาจถูกยับยั้งโดยการใช้ปุ๋ยที่มีซูเปอร์ฟอสเฟต^{[ 23 ]}

ภาวะยูโทรฟิเคชันของแม่น้ำ ทะเลสาบ และทะเล มีความเชื่อมโยงกับความเข้มข้นของฟอสเฟตที่เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม การแยกแยะส่วนที่ทำให้เกิดปัญหานี้จากการใช้ซูเปอร์ฟอสเฟตนั้นทำได้ยาก เนื่องจากมีแหล่งที่มาของสารประกอบฟอสฟอรัสอื่นๆ อีกมากมายในของเสียจากมนุษย์และสัตว์ ปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ในแม่น้ำไวพบว่าเกิดจากการเลี้ยงสัตว์ปีกอย่างเข้มข้น โดยฟอสเฟตส่วนเกินมาจากมูลไก่ที่จัดการไม่ดี^{[ 24 ] [ 25 ]}