44. Круговорот фосфора.

Круговорот фосфора. Биологическое и биохимическое зна­чение фосфора в жизни живой клетки, организмов, экосистем и биосферы в целом исключительно велико. Фосфор входит в сос­тав тканей мозга, скелета, панцирей животных. Без фосфора не­возможен синтез белка. Так же, как кислород, углерод и азот, фос­фор является биофилом и его биогеохимический круговорот про­текает совместно с этими элементами. В биосфере преобладают соед инения пятивалентного фосфора, поэтому обычно во всех ис­точниках приводится содержание его оксида Р₂0₅ (рис. 2.6).

Среднее содержание фосфора в земной коре составляет 0,09 %. Основные запасы его находятся в горных породах, в донных отложениях морей и океанов, в гумусовом горизон­те наземных и подводных почв. Главное геохимическое нап­равление мирового круговорота соединений фосфора наце­лено в сторону озер, устьев рек, морей и шельфа океана. Не образующий летучих соединений фосфор имеет тенденцию накапливаться в море. Вынос фосфора из моря на сушу осу­ществляется в основном с рыбой и пометом морских птиц.

Общие запасы фосфора в почве очень малы - 0,1-0,2 % Р₂0₅. Из этого общего количества фосфора растениям относи­тельно доступно только 10-20 %, малодоступно - 50-60 и прак­тически недоступно - 20-40%. При высоких урожаях из 1 га почвы извлекается до 60 кг Р₂0₅, а притока его из атмосферных осадков или биогенной фиксации из воздуха не существует. По­этому даже на лучших почвах после 40-50 лет эксплуатации без внесения фосфорных удобрений урожайность сильно падает.

Внесение в почву фосфорных удобрений является одним из важнейших мероприятий по повышению урожайности. Ежегодно в мире добывают приблизительно 125 млн т фос-

инерализация органического фосфора

Апатиты вулканического роисхаждения

Вовлечение в повторный круговорот диатомеями

Потери, связанные с отложением на больших глубинах

Фоссилиэация

Рис. 2.6. Круговорот фосфора в биосфере

фатной руды. Большая ее часть расходуется на производство фосфатных удобрений.

Хранилищем фосфора, как мы уже указывали выше, служат залежи его соединений в горных породах. Вследствие вымыва­ния он попадает в речные системы, и часть его используется растениями, а часть уносится в море, где оседает в глубоковод­ных отложениях. Кроме того, в мире ежегодно добывается от 1 до 2 млн т фосфорсодержащих пород. Большая часть этого фос­фора также вымывается и исключается из круговорота. Благо­даря лову рыбы часть фосфора возвращается на сушу в неболь­ших размерах (около 60 тыс. т элементарного фосфора в год).

Исследования многих ученых показывают, что в почвах и водах почти всегда ощущается дефицит фосфора. Поэтому сое­динения фосфора, как и азота, являются важнейшими мине­ральными удобрениями в современном земледелии. Дефицит фосфора для растений объясняется низкой физиологическойдоступностью его нерастворимых соединений и особенно необ­ратимой фиксацией в почве самого фосфора. Более всего досту­пен растениям фосфор органических соединений и гумуса.

Живое вещество ненарушенной биосферы и экосистемы суши удерживают огромное количество фосфора. Есть дан­ные, свидетельствующие о том, что в лесных подстилках со­держание фосфора может достигать 100 кг/га. Гумусовая обо­лочка почвы является естественным аккумулятором соедине­ний этого элемента. Содержание фосфора в почве значитель­но превышает таковое в земной коре. В связи с этим сведение лесов, уничтожение лесной подстилки и замена естественных лесных экосистем агроэкосистемами приводит к изменениям запасов фосфора и его круговорота в биосфере.