Значение фосфора в почве

Соединения фосфора и калия в почве и их значение в питании растений
Растениям для нормального роста, развития и формирования урожая необходимы углерод, кислород, водород, азот, сера, фосфор, калий, кальций, магний, железо, бор и др., потребность в которых изменяется в зависимости от биологических свойств растений и почвенно-климатических условий. Значение и функции каждого из элементов строго специфичны, и ни один из них не может быть заменен другим.
Основными строительными материалами, из которых растения создают свой организм, являются углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера и кальций. Другие химические элементы необходимы для физиологических функций клеток растений.
Потребность и соотношения элементов питания определяются биологическими особенностями, фазой роста и развития и условиями обитания растений. Недостаток или избыток любого из питательных элементов вызывает нарушение жизнедеятельности растительного организма и снижает урожай .
Основная часть фосфора, содержащегося в растениях (до 90% общего количества), представлена различными органическими соединениями. Более высокое количество фосфора концентрируется в семенах растений – 0,6-0,8% сухого вещества.
Значительная часть фосфора органических соединений приходится на долю фитина, являющегося запасной формой фосфата в растениях. Исключительно важную роль в жизни растений играют нуклеопротеиды, где простой белок связан с молекулой нуклеиновой кислоты, в состав которой обязательно входит фосфор.
В живых организмах образуется определенный белок, характерный для данного организма, что связано с наследственными свойствами. В процессе образования белковой молекулы проявляется особая роль нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК). Схематически можно представить, что РНК играет роль «матрицы» в процессе синтеза белка. На нее в процессе синтеза белка в последовательном порядке укладываются молекулы различных аминокислот, которые, соединяясь между собой, образуют белок ДНК, входящая в состав хромосомного аппарата ядра, из которых состоят различные белки. Нуклеиновые кисло¬ты в живых организмах указывают на специфическое значение фосфорной кислоты, входящей в состав растений, оказывают влияние на процессы синтеза, дыхания, образование ряда ферментов.
Входя в состав жизненно важных органических соединений, фосфор является носителем энергии в растительном организме. При гидролизе аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), входящей в со¬став РНК, освобождается 12-13 тыс. калорий на 1 моль. Эти макроэнергетические фосфатные связи имеют огромное значение в процессах обмена веществ в клетке и в синтезе белка.
Существует тесная связь между азотным и фосфорным питанием растений. При недостатке фосфора в тканях растений накапливается нитратный азот, а синтез белков замедляется. Это указывает на опасность серьезного нарушения белкового обмена при недостатке фосфора, особенно на фоне высоких доз азота. С участием фосфора осуществляется также углеводный обмен в растениях. Передвижение углеводов, их отток в клубни картофеля, корни сахарной свеклы и т. д. совершается при участии фосфорной кислоты.
Особенно большая роль принадлежит фосфору в начальных фазах роста растений. Усиленное фосфорное питание в ранние сроки ускоряет развитие растений, особенно рост корневой системы. Корни проростков при обильном снабжении этим элементом проникают в нижележащие горизонты на 3-4 дня раньше, чем у растений, которые испытывают недостаток фосфора. Это положительно сказывается на урожае, так как растения с опережающим ростом корне¬вой системы лучше обеспечены влагой.
Нормальное снабжение растений фосфором ускоряет образование органов плодоношения, сокращает период созревания (что особенно важно в овощеводстве), увеличивает отношение зерна к соломе.
При значительном недостатке фосфора приостанавливается рост стеблей и листьев, резко снижается семенная продуктивность. Из внешних признаков растений при недостатке фосфора можно отметить скручивание краев листовой пластинки, образование фиолетовой окраски (особенно четко проявляется на кукурузе).
Велико значение фосфора в жизни животных организмов. Отмечается достоверная связь между содержанием фосфора в кормах и плодовитостью животных, а также их продуктивностью. Минеральные подкормки скота кормовыми фосфатами не устраняют необходимости повышения содержания фосфора в кормах, этот элемент нужно вносить в почву под кормовые культуры.
В почвах фосфор содержится в соединениях, характеризующихся разной степенью растворимости и доступности растениям. В дерново-подзолистых наибольшая часть представлена соединениями с кальцием, железом, алюминием различной степени подвижности. Существуют сложные соединения фосфора с минеральными и органоминеральными почвенными коллоидами, которые возникают в результате сорбции фосфатионов почвенными коллоидами. Встречаются органические соединения фосфора, содержащиеся в самом перегное и в растительных остатках разной степени разложения, а также в живой плазме микроорганизмов.
В малогумусных кислых почвах представлены в основном фосфатионы, характеризующиеся малой растворимостью и меньшей усвояемостью растениями. Здесь присутствуют фосфаты железа и алюминия, а также фосфаты, сорбированные минеральными и органоминеральными коллоидами, содержащими большое количество полу¬торных окислов. В противоположность кислым почвам почвы с нейтральной реакцией среды при высокой степени насыщенности основаниями содержат больше фосфатов кальция, лучше усваиваемых растениями.
Общие запасы фосфора в дерново-подзолистых почвах не превышают 0,11-0,13%, а в торфяно-болотных почвах низинного типа – 0,4-0,5. Значительную долю этих запасов составляют органические соединения фосфора, которые могут усваиваться растениями только после их минерализации. Количество органофосфатов достигает 60-80% на торфяно-болотных почвах, 25-30 – на суглинистых и 10-20 – на супесчаных и песчаных почвах.
В питании растений принимают участие многие формы минеральных соединении фосфора, имеющих разную растворимость и находящихся в почве в неодинаковых количественных соотношениях.
Современные представления о фосфатном режиме почв указыва¬ют, что растения поглощают фосфор в форме ортофосфатов (Н2РО-4, НРО-4, РО-4 , содержащихся в почвенном растворе. Переход фосфата в почвенный раствор – процесс динамичный и зависит от ряда факторов: запаса в почве всех форм фосфатов разной степени прочности, емкости поглощения почв, внешних условий, влияющих на процесс трансформации (температура, влажность, кислотность почвы и др.), деятельности корневых систем различных растений и других условий.
При одинаковой степени окультуренности земель более высокое содержание фосфора отмечается обычно в суглинистых почвах. При переходе к супесчаным и песчаным почвам содержание фосфатов снижается. Однако фосфор в почвах легкого гранулометрического состава более доступен растениям. Количество фосфора, извлекаемого той или иной вытяжкой, не отвечает содержанию только одной формы, а дает сумму различных фосфатов, характеризующихся одинаковой растворимостью, подвижностью и, в известной степени, усвояемостью.
Сельскохозяйственные культуры используют лишь небольшую часть подвижных фосфатов, содержащихся в почве (5-25%). Коэффициент (про-цент) использования этих фосфатов находится в тес¬ной зависимости от ряда агрохимических свойств почв, прежде всего от степени их кислотности, содержания фосфора, перегноя, наличия подвижного алюминия. При неблагоприятных почвенных условиях фосфаты образуют ряд соединений, труднодоступных растениям, что приводит к резкому снижению процента их использования. Внесение извести значительно улучшает условия роста и развития растений, приводит к существенному увеличению коэффициента использования фосфора из почвы.