5.2 Роль фосфора в питании растений

Фосфор является необходимым элементом питания растений. Он входит в состав нуклеиновых кислот, мембран, фосфолипидов. Фосфор является элементом энергосистемы, входит в состав макроэргических соединений. Как запасающее вещество откладывается в семенах растений. Если в минеральном питании недостает фосфора, то падает активность фотосинтеза, дыхания, так как нарушается синтез хлорофилла.

Давно замечено, что в первые периоды роста сельскохозяйственные культуры поглощают фосфаты интенсивнее, чем в последующие. Фосфорное голодание растений в ранний период роста накладывает настолько длительный угнетающий эффект, что его невозможно полностью преодолеть даже нормальным последующим питанием. Мало того, такие голодавшие в начале развития культуры реагируют отрицательно на обильное фосфатное питание в дальнейшем.

Проблема фосфора встает одной из самых острых в земледелии. Объясняется это двумя основными причинами – дефицитом геологических запасов этого элемента и быстрым и прочным связыванием его в почве при внесении с удобрениями. Именно по этому, усвояемость сельскохозяйственными растениями фосфора удобрений не превышает 25% и подавляющее его количество фиксируется почвой, превращаясь в труднодоступные для растений фосфаты.

5.2.1 Содержание и формы соединений фосфора в почвах

Валовые запасы фосфора в почвах довольно значительны. Культурные почвы могут содержать 10-20 и даже 30 тонн этого элемента на гектар пахотного слоя. Однако, он находится в водонерастворимой, мало доступной для растений форме. Главным источником фосфора для растений в природных условиях служат соли ортофосфорной кислоты.

Трехосновная, ортофосфорная кислота может диссоциировать с образованием трех анионов: H₂PО₄^-, HРО₄^{2 -} и PО₄^{3 -}. В условиях слабокислой реакции почвы, в которых растения чаще всего возделывают, наиболее распро­странен первый, но представлен и второй из перечисленных ионов.

Все соли встречающихся в почве одновалентных катионов (NН₄⁺, Na⁺, K⁺) и ортофосфорной кислоты хорошо растворимы в воде и легко усваиваются сельскохозяйственными культурами. Растворимы также соли одновалентных катионов и метафосфорной кислоты. Фосфаты двухвалент­ных катионов (Са²⁺, Mg²⁺) растворимы в воде лишь в первой ступени за­мещения у ортофосфорной кислоты и плохо растворимы даже в этом замещении у метафосфорной кислоты.

Двузамещенные соли двух­валентных катионов и у ортофосфорной кислоты нерастворимы в воде, но растворимы в слабых кислотах, в том числе органических, выделяемых корнями в почву и появляющихся в ней в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Вследствие этих причин двузамещенные соли двухвалентных катионов ортофосфорной кислоты представляют важный источник усвояемого фосфора для растений.

Трехзамещенные фосфаты двухвалентных катионов большинством сельскохозяйственных растений усваиваются гораздо труднее, так как эти соли отличаются нерастворимостью в воде и весьма ограниченной раство­римостью в слабых кислотах, да и то преимущественно в свежеосажден­ном виде, когда они находятся в аморфном состоянии. По мере же «старе­ния» солей растворимость 'резко падает и доступность их фосфора расте­ниям уменьшается.

Существует, однако, группа культур, способных питаться фосфором и при наличии в среде только трехзамещенных фосфатов кальция или есте­ственных фосфоритов в тонкоразмолотом виде. К ним принадлежат люпин, гречиха, горчица, эспар­цет, донник, горох и конопля. Способность перечисленных растений питаться фосфором труднорастворимых фосфатов прежде всего объясняется кислотностью корневых выделений. Установлено, что в растворе, окружающем корневые волоски люпина, рН составляет 4-5, а в аналогичной прикорневой зоне клевера 7-8.