Фосфор в почве представлен разнообразными химическими формами, из которых растения усваивают преимущественно растворимые ортофосфаты — H₂PO₄⁻ и HPO₄²⁻. Доступность этих ионов зависит от pH почвы, состава коллоидов и присутствия других ионов, таких как кальций, железо и алюминий. В кислых почвах доминируют соединения фосфора с железом и алюминием (FePO₄, AlPO₄), которые малоподвижны, тогда как в щелочных почвах основная часть фосфора связывается с кальцием (Ca₃(PO₄)₂), также находясь в форме с низкой растворимостью.
Фосфор поступает в растение через корневую систему главным образом активным транспортом, осуществляемым корневыми клетками с использованием АТФ. Этот процесс включает специфические фосфатные переносчики в мембранах клеток корня. Активный транспорт позволяет растениям поглощать фосфор даже при его низкой концентрации в почвенном растворе.
Поглощение фосфора зависит от состояния корневой системы: разветвлённые корни с тонкими корневыми волосками увеличивают площадь контакта с почвенным раствором и эффективность усвоения. Микоризные грибы также играют значительную роль, расширяя зону поглощения и мобилизуя малорастворимые соединения фосфора.
Фосфор характеризуется низкой подвижностью в почве. Его транспорт к корням ограничен диффузией, а скорость диффузии сильно зависит от влажности и температуры почвы. На скорость поступления фосфора в растения влияют процессы сорбции и десорбции, связывающие фосфаты с коллоидами почвы, а также взаимодействие с органическим веществом и микроорганизмами.
Органические кислоты, выделяемые корнями, способны комплексировать ионы металлов, высвобождая связанную форму фосфора. Это особенно важно в кислых почвах, где Fe и Al связывают фосфор в малорастворимые фосфаты.
Растения развивают специфические морфологические и физиологические стратегии для улучшения поглощения фосфора:
Фосфор участвует в синтезе АТФ, нуклеиновых кислот, фосфолипидов и коферментов, что делает его критически важным для энергетического обмена, деления клеток, формирования корневой системы и генеративных органов. Недостаток фосфора проявляется замедлением роста, слабым развитием корневой системы, фиолетовым окрашиванием листьев и снижением урожайности.
Применение фосфорных удобрений должно учитывать химическую природу почвы. В кислых почвах эффективны суперфосфаты и аммонийные соли, способные мобилизовать фосфор, тогда как в щелочных почвах предпочтительны кислые фосфорные удобрения и микроэлементы, повышающие растворимость соединений кальция. Разделение доз внесения на несколько этапов улучшает усвоение и снижает потери из-за фиксации в малодоступные формы.
Фосфорное питание тесно связано с азотным и калийным режимом растений. Баланс этих элементов повышает эффективность фотосинтеза, накопление сухого вещества и формирование урожая.