Фосфор в почве представлен рядом неорганических и органических
соединений. Основные формы включают:
- Растворимые фосфаты: главным образом ионы H₂PO₄⁻ и
HPO₄²⁻, находящиеся в почвенном растворе и доступные для растений. Их
концентрация обычно низкая (0,01–0,1 мг/л), что объясняется высокой
способностью фосфора к фиксации.
- Обменные фосфаты: фосфаты, адсорбированные на
поверхности коллоидов глинистого и органического происхождения, легко
переходящие в раствор при изменении условий почвенного раствора.
- Твердые фосфаты: соединения с кальцием, алюминием и
железом, малорастворимые, вносят основной запас фосфора, недоступного
для растений в короткие сроки.
- Органические фосфаты: фосфаты, входящие в состав
гумуса, включая фосфолипиды, нуклеотиды и фосфорные эфиры. Их
минерализация является важным источником доступного фосфора.
Подвижность и доступность
фосфатов
Подвижность фосфатов в почве ограничена диффузией. Основные факторы,
влияющие на доступность фосфора:
- pH почвы: оптимальная доступность наблюдается при
pH 6–7. При кислых почвах фосфор связывается с алюминием и железом, при
щелочных — с кальцием.
- Содержание органического вещества: гумус и
органические кислоты могут растворять фиксированные фосфаты, увеличивая
их доступность.
- Физическая структура почвы: плотная, уплотнённая
почва снижает диффузию и замедляет поступление фосфатов к корням.
- Влажность: недостаток воды замедляет диффузию и
снижает поглощение фосфора.
Физиология поглощения
фосфора растениями
Фосфор поглощается корнями растений в форме нерастворимых
фосфат-ионов (H₂PO₄⁻ и HPO₄²⁻). Процесс включает:
- Диффузию: перенос ионов в зону контакта корня с
почвой.
- Активный транспорт: специализированные переносчики
в клеточных мембранах корней обеспечивают накопление фосфора против
градиента концентрации.
- Микробное участие: микоризные грибы увеличивают
эффективную площадь всасывания, высвобождая органические кислоты и
ферменты, расщепляющие труднорастворимые фосфаты.
Превращения фосфора в почве
Фосфор в почве участвует в динамичных процессах:
- Минерализация: превращение органических фосфатов в
доступные неорганические формы под действием ферментов (фосфатаз).
- Иммобилизация: включение растворимых фосфатов в
органические соединения микроорганизмов, временно недоступные для
растений.
- Фиксация: образование малорастворимых соединений с
кальцием, алюминием и железом, особенно выраженная в кислых и щелочных
почвах.
- Десорбция и рекомбинация: процесс обратного
перехода обменных фосфатов в раствор, обеспечивающий долгосрочное
питание растений.
Факторы, регулирующие
фосфатный режим
Химический состав почвы: содержание Ca²⁺, Fe³⁺, Al³⁺
определяет скорость фиксации и растворимость фосфатов.
Органическая масса: гумус стабилизирует фосфор,
замедляет его фиксацию и увеличивает подвижность.
Агротехнические приёмы: внесение удобрений,
известкование, вспашка и обработка почвы способствуют равномерному
распределению и увеличению доступности фосфора.
Микробиологическая активность: микроорганизмы способны
растворять труднорастворимые фосфаты, участвовать в минерализации
органических соединений и стимулировать рост корневой системы.
Влияние фосфора на рост
растений
Фосфор является ключевым элементом для:
- Энергетического обмена: вход в состав АТФ и других
фосфорных нуклеотидов.
- Синтеза нуклеиновых кислот: необходим для деления и
роста клеток.
- Фотосинтеза и корнеобразования: стимулирует
образование корневой системы, повышая эффективность поглощения других
элементов.
- Сопротивляемости стрессам: улучшает адаптацию
растений к засухе, болезням и неблагоприятным условиям.
Поддержание
оптимального фосфатного режима
Рациональное управление фосфорным питанием включает:
- Определение подвижного фосфора в почве с помощью
химических методов (например, экстракция растворами слабых кислот).
- Подбор удобрений с учётом химических свойств почвы:
суперфосфаты для кислых почв, аммонизированные формы для щелочных.
- Сочетание органических и минеральных источников,
что повышает эффективность использования и снижает потери фосфора.
- Стимулирование микробиологической активности,
включая микоризные ассоциации и ферментативную минерализацию.
Фосфатный режим почв формируется сложным взаимодействием химических,
биологических и агротехнических факторов, определяющим долгосрочную
продуктивность и устойчивость агроценозов.