Агрохимия фосфора и фосфорных удобрений. Условия эффективного применения фосфорных удобрений.

1. Роль фосфора в питании растений.

Все процессы обмена веществ в живых организмах, в том числе и в растениях протекают с участием фосфорной кислоты. В корни растений фосфор поступает в виде ионов Н₂РО₄^- (основное количество), и НРО₄^2-. Ион РО₄^3- поступает в корни растений только на почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией. Экспериментально установлено, что поступившие в корни фосфаты включаются в составе АТФ и АДФ. Затем фосфор и энергия АТФ расходуется на синтез разнообразных веществ (углеводы, белки, жиры и т.д.). Фосфор входит в состав фосфолипидов, играющих важную роль в образовании мембран клеток. В зерен злаковых культур 80 % Р₂О₅ сосредоточено в составе фитина. При прорастании семян фосфор фитина вновь используется на синтез разнообразных фосфорсодержащих соединений. Фосфор входит в состав РНК, ДНК, играющих важную роль в синтезе белков и ферментов. Темпы поступления фосфора в сельскохозяйственные культуры опережают темпы накопления сухого вещества. Например, сахарная свекла в июле накапливает 50 % сухого вещества. К этому времени (июль) в сахарную свеклу поступает более 80 % от его общего содержания в урожае. Данные по выносу Р₂О₅ с 1 т товарной продукцией с учетом побочной используются в практических целях при расчете доз фосфора под выращиваемые культуры.

2. Фосфор в почве его содержание. Формы фосфорных соединений, их доступность растениям и превращение в почве.

Общее содержание фосфора колеблется от 0,04 % (в дерново-подзолистой песчаной почве) до 0,22 % в мощном черноземе.

Общее содержание фосфора в почве зависит от количества органического вещества и материнской почвообразующей породы. Чем больше в почве содержится органического вещества, тем выше в ней содержание фосфора. Даже при общем запасе Р₂О₅ в пахотном слое 7 т/га растения часто испытывают признаки недостаточности. Это указывает на то, что общее содержание фосфора в почве не является показателем эффективного плодородия почвы.

Общий фосфор в почве представлен:

1. фосфатами почвенного раствора;

2. лабильными фосфатами, сосредоточенными в твердой фазе почвы;

3. стабильными фосфатами твердой фазы почвы.

Все эти группы фосфатов находятся между собой в динамическом равновесии. Растения удовлетворяют свою потребность в фосфате только за счет поглощения и усвоения фосфора из почвенного раствора. Фосфаты почвенного раствора считаются доступными для растений. В почвенном растворе содержится очень мало доступного фосфора – 1-2 мг Р₂О₅ на 1 литр, что в пересчете на 1 га составляет 1-2 кг/га. Такое количество фосфора в почвенном растворе часто не хватает для получения высокого урожая выращиваемых культур (5-8 т/га или эквивалентное количество товарной продукции других культур). Для достижения указанной урожайности (если возделываемые культуры не страдают от дефицита влаги и недостатка других элементов питания) необходимо чтобы почвенный раствор содержал 3 мг Р₂О₅ на 1 литр (или около 3 кг Р₂О₅ на 1 га).

Фосфаты кальция, железа и алюминия имеют одинаковую растворимость при рН 6,0-6,5. В то время как при кислой реакции хорошо растворяются фосфаты кальция, которые тут же превращаются в труднорастворимые фосфаты железа и алюминия. При рН 7,0-9,0 быстро растворяются фосфаты алюминия и железа, которые быстро превращаются в труднорастворимые фосфаты кальция.

При внесении и заделки водорастворимых фосфорсодержащих удобрений в почву часть фосфора переходит в почвенный раствор и усваивается растениями, а другая большая часть внесенного Р₂О₅ подвергается адсорбции, осаждению и переходит в лабильные (рыхлосвязные) фосфаты. Эти лабильные фосфаты могут вновь растворятся, и переходить в почвенный раствор и становится хорошо доступными для растений. При этом процессы осаждения, адсорбции фосфатов и последующее медленное невысокое растворение в почвенном растворе повторяются несколько раз. Все эти превращения Р₂О₅ говорят о том, что лабильные фосфаты являются постоянным источником фосфора для растений. Оптимальные условия для фосфорного питания создаются только в том случае, когда лабильные фосфаты будут равномерно распределены в пахотном слое.

Рациональное применение фосфорных удобрений предполагает их внесение с учетом потребности выращиваемых культур в фосфоре, последействия ранее внесенных удобрений и содержания подвижного фосфора в почве (фактор емкости), а также с учетом содержания доступных фосфатов в почвенном растворе (фактор интенсивности). По содержанию подвижного фосфора судят об эффективном плодородии почвы.

Если содержание подвижного фосфора по Кирсанову составляет ≥ 40 мг Р₂О₅ на 100 г почвы, а по Чирикову и Мачигину соответственно ≥ 35 и ≥ 10 мг Р₂О₅ на 100 г почвы фосфорные удобрения становятся не эффективными и их не применяют. На почвах с низким и очень низким содержанием подвижного фосфора нельзя получить урожай 4,5-6 т/га зерна или эквивалентное количество товарной продукции других культур, без предварительного их окультуривания в течение нескольких лет.

При планировании получения высоких урожаев нужно учитывать не только содержание подвижного фосфора в почве, но и то количество фосфора, которое содержится в почвенном растворе. Важно знать, с какой скоростью растворяются фосфаты почвы и переходят в почвенном растворе.