Ruolo degli elementi nella vita vegetale -
Azoto
L'azoto è uno degli elementi fondamentali necessari per le piante. Fa parte di tutte le proteine (il suo contenuto varia dal 15 al 19%) di acidi nucleici, amminoacidi, clorofilla, enzimi, molte vitamine, lipidi e altri composti organici formati nelle piante. Il contenuto totale di azoto nella pianta è 0,2 - 5% o più della massa di materia secca all'aria.Allo stato libero, l'azoto è un gas inerte, che contiene il 75,5% della sua massa nell'atmosfera. Tuttavia, nella sua forma elementare, l'azoto non può essere assimilato dalle piante, ad eccezione dei legumi, che utilizzano composti azotati prodotti da batteri noduli che si sviluppano sulle loro radici, capaci di assimilare l'azoto atmosferico e di convertirlo in una forma accessibile alle piante superiori.
L'azoto viene assorbito dalle piante solo dopo averlo combinato con altri elementi chimici sotto forma di ammonio e nitrati, le forme più accessibili di azoto nel terreno. L'ammonio, essendo una forma ridotta di azoto, quando assorbito dalle piante, è facilmente utilizzato nella sintesi di aminoacidi e proteine. La sintesi di aminoacidi e proteine da forme ridotte di azoto avviene più velocemente e con minor consumo energetico rispetto alla sintesi da nitrati, per la cui riduzione ad ammoniaca la pianta necessita di ulteriore energia. Tuttavia, la forma nitrata dell'azoto è più sicura per le piante rispetto alla forma ammoniaca, poiché alte concentrazioni di ammoniaca nei tessuti vegetali causano il loro avvelenamento e la morte.
L'ammoniaca si accumula nella pianta quando c'è carenza di carboidrati, necessari per la sintesi di aminoacidi e proteine. Una carenza di carboidrati nelle piante si osserva solitamente nel periodo iniziale della stagione vegetativa, quando la superficie di assimilazione delle foglie non si è ancora sviluppata abbastanza da soddisfare il fabbisogno di carboidrati della pianta. Pertanto, l'azoto ammoniacale può essere tossico per le colture i cui semi sono poveri di carboidrati (barbabietola da zucchero, ecc.). Man mano che la superficie di assimilazione si sviluppa e i carboidrati vengono sintetizzati, l'efficienza della nutrizione dell'ammoniaca aumenta e le piante assorbono l'ammoniaca meglio dei nitrati. Nel periodo iniziale della crescita, queste colture devono essere fornite di azoto sotto forma di nitrati, e colture come le patate, i cui tuberi sono ricchi di carboidrati, possono utilizzare azoto sotto forma di ammoniaca.
Con una mancanza di azoto, la crescita delle piante rallenta, l'intensità dell'accestimento dei cereali e la fioritura delle colture di frutta e bacche è indebolita, la stagione di crescita si accorcia, il contenuto proteico diminuisce e la resa diminuisce.
Fosforo
Il fosforo è coinvolto nel metabolismo, nella divisione cellulare, nella riproduzione, nella trasmissione delle proprietà ereditarie e in altri processi complessi che avvengono nella pianta. Fa parte di proteine complesse (nucleoproteine), acidi nucleici, fosfatidi, enzimi, vitamine, fitina e altre sostanze biologicamente attive. Una quantità significativa di fosforo si trova nelle piante in forma minerale e organica. I composti minerali del fosforo sono sotto forma di acido ortofosforico, che viene utilizzato dalla pianta principalmente nella conversione dei carboidrati. Questi processi influenzano l'accumulo di zucchero nelle barbabietole da zucchero, l'amido nei tuberi di patata, ecc.Il ruolo del fosforo, che fa parte dei composti organici, è particolarmente importante. Una parte significativa di esso si presenta sotto forma di fitina, una tipica forma di stoccaggio del fosforo organico. La maggior parte di questo elemento si trova negli organi riproduttivi e nei tessuti delle giovani piante, dove hanno luogo intensi processi di sintesi. Esperimenti con fosforo marcato (radioattivo) hanno dimostrato che c'è molte volte più fosforo nei punti di crescita delle piante che nelle foglie.
Il fosforo può passare dai vecchi organi vegetali a quelli giovani. Il fosforo è particolarmente necessario per le giovani piante, poiché favorisce lo sviluppo dell'apparato radicale, aumenta l'intensità dell'accestimento delle colture di cereali. È stato scoperto che aumentando il contenuto di carboidrati solubili nella linfa cellulare, il fosforo migliora la resistenza invernale delle colture invernali.
Come l'azoto, il fosforo è uno dei nutrienti essenziali per le piante. All'inizio della crescita, la pianta avverte un maggiore fabbisogno di fosforo, che è coperto dalle riserve di questo elemento nei semi. Su una scarsa fertilità del suolo, le giovani piante mostrano segni di carenza di fosforo dopo il consumo di fosforo dai semi. Pertanto, su terreni contenenti una piccola quantità di fosforo mobile, si consiglia di eseguire l'applicazione a file di perfosfato granulare contemporaneamente alla semina.
Il fosforo, a differenza dell'azoto, accelera lo sviluppo delle colture, stimola i processi di fertilizzazione, formazione e maturazione dei frutti.
La principale fonte di fosforo per le piante sono i sali dell'acido ortofosforico, comunemente chiamato acido fosforico. Le radici delle piante assorbono il fosforo sotto forma di anioni di questo acido. I più accessibili per le piante sono i sali monosostituiti idrosolubili dell'acido ortofosforico: Ca (H 2 PO 4) 2 - H 2 O, KH 2 PO 4 NH 4 H 2 PO 4 NaH 2 PO 4, Mg (H 2 PO 4) 2.
Potassio
Il potassio non fa parte dei composti vegetali organici. Tuttavia, svolge un importante ruolo fisiologico nel metabolismo dei carboidrati e delle proteine delle piante, attiva l'uso dell'azoto sotto forma di ammoniaca, influenza lo stato fisico dei colloidi cellulari, aumenta la capacità di ritenzione idrica del protoplasma, la resistenza delle piante all'avvizzimento e alla disidratazione prematura , e quindi aumenta la resistenza delle piante alla siccità a breve termine.Con una mancanza di potassio (nonostante una quantità sufficiente di carboidrati e azoto) nelle piante, il movimento dei carboidrati viene soppresso, l'intensità della fotosintesi, la riduzione dei nitrati e la sintesi proteica diminuiscono.
Il potassio influenza la formazione delle membrane cellulari, aumenta la robustezza dei fusti dei cereali e la loro resistenza all'allettamento.
La qualità del raccolto dipende in modo significativo dal potassio. La sua mancanza porta alla miseria dei semi, una diminuzione della loro germinazione e vitalità; le piante sono facilmente colpite da malattie fungine e batteriche. Il potassio migliora la forma e il gusto delle patate, aumenta il contenuto di zucchero nelle barbabietole da zucchero, influenza non solo il colore e l'aroma di fragole, mele, pesche, uva, ma anche la succosità delle arance, migliora la qualità del grano, delle foglie di tabacco, degli ortaggi , fibra di cotone, lino, canapa. La maggior quantità di potassio è richiesta dalle piante durante il periodo della loro crescita intensiva.
Si nota un aumento della domanda di nutrizione di potassio nelle colture di radici, negli ortaggi, nei girasoli, nel grano saraceno e nel tabacco.
Il potassio in una pianta si trova principalmente nella linfa cellulare sotto forma di cationi legati da acidi organici ed è facilmente lavato via dai residui vegetali. È caratterizzato da un uso ripetuto (riciclaggio). Si sposta facilmente dai vecchi tessuti vegetali, dove è già stato utilizzato, a quelli giovani.
La mancanza di potassio, così come il suo eccesso, influiscono negativamente sulla quantità del raccolto e sulla sua qualità.
Magnesio
Il magnesio fa parte della clorofilla ed è direttamente coinvolto nella fotosintesi. La clorofilla contiene circa il 10% del magnesio totale nelle parti verdi delle piante. Anche la formazione di pigmenti come xantofilla e carotene nelle foglie è associata al magnesio. Il magnesio fa anche parte della sostanza di riserva fitina contenuta nei semi delle piante e nelle sostanze pectiniche. Circa il 70 - 75% del magnesio nelle piante è in forma minerale, principalmente sotto forma di ioni.Gli ioni di magnesio sono legati in modo adsorbente ai colloidi delle cellule e, insieme ad altri cationi, mantengono l'equilibrio ionico nel plasma; come gli ioni potassio, aiutano ad addensare il plasma, riducono il suo rigonfiamento e partecipano anche come catalizzatori a una serie di reazioni biochimiche nella pianta. Il magnesio attiva l'attività di molti enzimi coinvolti nella formazione e trasformazione di carboidrati, proteine, acidi organici, grassi; influenza il movimento e la trasformazione dei composti del fosforo, la formazione dei frutti e la qualità dei semi; accelera la maturazione dei raccolti di grano; aiuta a migliorare la qualità del raccolto, il contenuto di grassi e carboidrati nelle piante, la resistenza al gelo di agrumi, frutta e colture invernali.
Il più alto contenuto di magnesio negli organi vegetativi delle piante si osserva durante il periodo di fioritura. Dopo la fioritura, la quantità di clorofilla nella pianta diminuisce bruscamente e c'è un deflusso di magnesio dalle foglie e dai gambi nei semi, dove si formano fitina e fosfato di magnesio. Di conseguenza, il magnesio, come il potassio, può spostarsi in una pianta da un organo all'altro.
Con rese elevate, le colture agricole consumano fino a 80 kg di magnesio per ettaro. La maggior parte viene assorbita da patate, foraggi e barbabietole da zucchero, tabacco, legumi.
La forma più importante per la nutrizione delle piante è il magnesio scambiabile, che, a seconda del tipo di terreno, costituisce il 5-10% del contenuto totale di questo elemento nel terreno.
Calcio
Il calcio è coinvolto nel metabolismo dei carboidrati e delle proteine delle piante, nella formazione e nella crescita dei cloroplasti. Come il magnesio e altri cationi, il calcio mantiene un certo equilibrio fisiologico di ioni nella cellula, neutralizza gli acidi organici e influenza la viscosità e la permeabilità del protoplasma. Il calcio è necessario per la normale nutrizione delle piante con azoto ammoniacale, rende difficile ripristinare i nitrati nell'ammoniaca nelle piante. La costruzione delle normali membrane cellulari dipende in gran parte dal calcio.A differenza dell'azoto, del fosforo e del potassio, che si trovano solitamente nei tessuti giovani, il calcio si trova in quantità significative nei tessuti vecchi; inoltre è più presente nelle foglie e negli steli che nei semi. Quindi, nei semi di pisello, il calcio è lo 0,9% della sostanza secca all'aria e nella paglia - 1,82%
La maggior quantità di calcio viene consumata dai legumi perenni - circa 120 kg di CaO per ettaro.
La mancanza di calcio nel campo si nota su terreni e solonezze molto acidi, specialmente sabbiosi, dove il flusso di calcio nelle piante è inibito da ioni idrogeno su terreni acidi e sodio su solonezze.
Zolfo
Lo zolfo fa parte degli amminoacidi cistina e metionina, così come il glutatione, sostanza presente in tutte le cellule vegetali e che svolge un ruolo nel metabolismo e nei processi redox, in quanto trasportatore di idrogeno. Lo zolfo è un componente indispensabile di alcuni oli (senape, aglio) e vitamine (tiamina, biotina), influisce sulla formazione della clorofilla, favorisce lo sviluppo potenziato delle radici delle piante e dei batteri noduli che assimilano l'azoto atmosferico e vivono in simbiosi con i legumi. Parte dello zolfo si trova nelle piante in forma inorganica ossidata.In media, le piante contengono circa 0,2 - 0,4% di zolfo di sostanza secca, o circa il 10% di cenere. Soprattutto lo zolfo viene assorbito dalle colture della famiglia delle crocifere (cavolo, senape, ecc.). Le colture agricole consumano la seguente quantità di zolfo (kgha): cereali e patate - 10 - 15, barbabietole da zucchero e legumi - 20 - 30, cavoli - 40 - 70.
La fame di zolfo è più spesso osservata su terriccio sabbioso e terreni sabbiosi della cintura non-chernozem poveri di materia organica.
Ferro da stiro
Il ferro viene consumato dalle piante in quantità molto inferiori (1 - 10 kg per 1 ha) rispetto ad altri macronutrienti. Fa parte degli enzimi coinvolti nella creazione della clorofilla, sebbene questo elemento non sia incluso in esso. Il ferro è coinvolto nei processi redox nelle piante, in quanto è in grado di passare da una forma ossidata a una fermentata e viceversa. Inoltre, il processo di respirazione delle piante è impossibile senza ferro, poiché è parte integrante degli enzimi respiratori.La carenza di ferro porta alla degradazione delle sostanze di crescita (auxine) sintetizzate dalle piante. Le foglie diventano giallo chiaro. Il ferro non può, come il potassio e il magnesio, passare dai tessuti vecchi a quelli giovani (cioè essere riutilizzato dalla pianta).
La fame di ferro si manifesta più spesso su terreni calcarei e altamente calcarei. Le colture da frutto e l'uva sono particolarmente sensibili alla carenza di ferro. Con una prolungata fame di ferro, i loro germogli apicali muoiono.
Boro
Il boro è contenuto nelle piante in quantità insignificante: 1 mg per 1 kg di sostanza secca. Varie piante consumano dai 20 ai 270 g di boro per ettaro. Il contenuto di boro più basso si osserva nei cereali. Nonostante ciò, il boro ha una grande influenza sulla sintesi dei carboidrati, sulla loro trasformazione e movimento nelle piante, sulla formazione degli organi riproduttivi, sulla fecondazione, sulla crescita delle radici, sui processi redox, sul metabolismo delle proteine e degli acidi nucleici, sulla sintesi e sul movimento degli stimolanti della crescita. La presenza di boro è anche associata all'attività degli enzimi, ai processi osmotici e all'idratazione dei colloidi plasmatici, alla siccità e alla tolleranza al sale delle piante, al contenuto di vitamine nelle piante - acido ascorbico, tiamina, riboflavina. L'assorbimento del boro da parte delle piante aumenta l'assunzione di altri nutrienti. Questo elemento non è in grado di passare dai vecchi tessuti vegetali a quelli giovani.Con una mancanza di boro, la crescita delle piante rallenta, i punti di crescita di germogli e radici muoiono, i boccioli non si aprono, i fiori cadono, le cellule nei tessuti giovani si disintegrano, compaiono crepe, gli organi vegetali diventano neri e acquisiscono una forma irregolare.
La carenza di boro si manifesta più spesso su terreni con una reazione neutra e alcalina, nonché su terreni calcarei, poiché il calcio interferisce con l'ingresso del boro nella pianta.
Molibdeno
Il molibdeno viene assorbito dalle piante in quantità minori rispetto ad altri oligoelementi. 1 kg di sostanza secca delle piante rappresenta 0,1 - 1,3 mg di molibdeno. La maggior quantità di questo elemento si trova nei semi dei legumi - fino a 18 mg per 1 kg di sostanza secca. Da 1 ettaro, le piante vengono estratte con una resa di 12 - 25 g di molibdeno.Nelle piante, il molibdeno fa parte degli enzimi coinvolti nella riduzione dei nitrati ad ammoniaca. Con una mancanza di molibdeno nelle piante, i nitrati si accumulano e il metabolismo dell'azoto è disturbato. Il molibdeno migliora la nutrizione del calcio delle piante. A causa della capacità di cambiare la valenza (cedendo un elettrone, diventa esavalente e aggiungendo un elettrone, diventa pentavalente), il molibdeno partecipa ai processi redox nella pianta, nonché alla formazione di clorofilla e vitamine, nello scambio dei composti del fosforo e dei carboidrati. Il molibdeno è di grande importanza nel fissare l'azoto molecolare da parte dei batteri noduli.
Con una carenza di molibdeno, le piante sono in ritardo nella crescita e riducono la produttività, le foglie acquisiscono un colore pallido (clorosi), a causa di una violazione del metabolismo dell'azoto, perdono turgore.
La fame di molibdeno si osserva più spesso su terreni acidi con un pH inferiore a 5,2. Il calcinaio aumenta la mobilità del molibdeno nel suolo e il suo consumo da parte delle piante. I legumi sono particolarmente sensibili alla mancanza di questo elemento nel terreno. Sotto l'influenza dei fertilizzanti al molibdeno, non solo aumenta la resa, ma migliora anche la qualità dei prodotti: aumenta il contenuto di zucchero e vitamine nelle verdure, proteine nei legumi, proteine nel fieno dei legumi, ecc.
Un eccesso di molibdeno, come la sua carenza, ha un effetto negativo sulle piante: le foglie perdono il loro colore verde, la crescita è inibita e la resa delle piante diminuisce.
Rame
Il rame, come altri minerali in tracce, è consumato dalle piante in quantità molto piccole. 1 kg di peso secco delle piante rappresenta 2 - 12 mg di rame.Il rame svolge un ruolo importante nei processi redox, avendo la capacità di passare da una forma monovalente a una bivalente e viceversa. È un componente di numerosi enzimi ossidativi, aumenta l'intensità della respirazione e influenza il metabolismo dei carboidrati e delle proteine delle piante. Sotto l'influenza del rame, aumenta il contenuto di clorofilla nella pianta, aumenta il processo di fotosintesi e aumenta la resistenza delle piante alle malattie fungine e batteriche.
L'apporto insufficiente di piante con rame influisce negativamente sulla capacità di ritenzione idrica e di assorbimento dell'acqua delle piante. Molto spesso, la mancanza di rame si osserva su terreni torbosi e paludosi e su alcuni terreni di consistenza leggera.
Allo stesso tempo, un contenuto troppo elevato di rame disponibile per le piante nel terreno, così come altri microelementi, influisce negativamente sulla resa, poiché lo sviluppo delle radici viene interrotto e l'apporto di ferro e manganese alla pianta diminuisce.
Manganese
Il manganese, come il rame, svolge un ruolo importante nelle reazioni redox nella pianta; fa parte degli enzimi mediante i quali avvengono questi processi. Il manganese è coinvolto nei processi di fotosintesi, respirazione, metabolismo dei carboidrati e delle proteine. Accelera il flusso di carboidrati dalle foglie alla radice.Inoltre, il manganese è coinvolto nella sintesi della vitamina C e di altre vitamine; aumenta il contenuto di zucchero nelle radici della barbabietola da zucchero, le proteine nei cereali.
La fame di manganese si osserva più spesso su terreni calcarei, torbosi e altamente calcarei.
Con la mancanza di questo elemento, lo sviluppo dell'apparato radicale e la crescita delle piante rallenta e la resa diminuisce. Gli animali che mangiano cibo a basso contenuto di manganese soffrono di indebolimento dei tendini, il loro scheletro si sviluppa male. A sua volta, la quantità in eccesso di manganese solubile, osservata su terreni fortemente acidi, può influenzare negativamente le piante. L'effetto tossico dell'eccesso di manganese viene eliminato mediante calcinazione.
Zinco
Lo zinco fa parte di numerosi enzimi, ad esempio l'anidrasi carbonica, che catalizza la scomposizione dell'acido carbonico in acqua e anidride carbonica. Questo elemento partecipa ai processi redox che avvengono nella pianta, allo scambio di carboidrati, lipidi, fosforo e zolfo, alla sintesi di amminoacidi e clorofilla. Il ruolo dello zinco nelle reazioni redox è inferiore al ruolo del ferro e del manganese, poiché non ha una valenza variabile. Lo zinco influenza la fecondazione delle piante e lo sviluppo dell'embrione.Si osserva un apporto insufficiente di piante con zinco assimilabile su terreni ghiaiosi, sabbiosi, sabbiosi e calcarei. Vigneti, agrumi e alberi da frutto nelle regioni aride del paese su suoli alcalini sono particolarmente colpiti dalla carenza di zinco. Con la prolungata fame di zinco negli alberi da frutto, si osservano cime secche - la morte dei rami superiori. Tra le colture in pieno campo, il bisogno più acuto di questo elemento è dimostrato da mais, cotone, soia e fagioli.
La violazione dei processi di sintesi della clorofilla causata dalla mancanza di zinco porta alla comparsa di macchie clorotiche sulle foglie di un colore verde chiaro, giallo e persino quasi bianco.
Cobalto
Oltre a tutti gli oligoelementi sopra descritti, tali oligoelementi sono stati trovati anche nelle piante, il cui ruolo nelle piante non è stato sufficientemente studiato (ad esempio cobalto, iodio, ecc.). Allo stesso tempo, si è scoperto che sono di grande importanza nella vita di uomini e animali.Quindi, il cobalto fa parte della vitamina B 12, con una mancanza di cui i processi metabolici sono interrotti, in particolare, la sintesi di proteine, emoglobina, ecc. è indebolita.
Una fornitura insufficiente di cobalto da alimentare con un contenuto inferiore a 0,07 mg per 1 kg di peso secco porta a una significativa diminuzione della produttività degli animali e, con una forte mancanza di cobalto, i bovini si ammalano di tabe.
Iodio
Lo iodio è parte integrante dell'ormone tiroideo tiroxina. Con una mancanza di iodio, la produttività del bestiame diminuisce drasticamente, le funzioni della ghiandola tiroidea vengono interrotte e si verifica il suo aumento (aspetto di un gozzo). Il contenuto di iodio più basso si osserva nei suoli podzolici e delle foreste grigie; chernozem e serozem sono più provvisti di iodio. Nei terreni a tessitura leggera, poveri di particelle colloidali, lo iodio è inferiore rispetto ai terreni argillosi.Come mostra l'analisi chimica, le piante contengono anche elementi come sodio, silicio, cloro e alluminio.
Sodio
Il sodio costituisce dallo 0,001 al 4% del peso secco delle piante. Dalle colture in pieno campo, il contenuto più elevato di questo elemento si osserva nelle barbabietole da zucchero, da tavola e da foraggio, rape, carote da foraggio, erba medica, cavolo cappuccio, cicoria. Con la coltura della barbabietola da zucchero si eliminano circa 170 kg di sodio da 1 ha, e circa 300 kg di foraggio.Silicio
Il silicio si trova in tutte le piante. La maggior quantità di silicio si trova nei cereali. Il ruolo del silicio nella vita delle piante non è stato stabilito. Aumenta l'assorbimento del fosforo da parte delle piante aumentando la solubilità dei fosfati del suolo sotto l'azione dell'acido silicico. Di tutti gli elementi di cenere, il silicio è il più contenuto nel terreno e le piante non ne risentono.Cloro
Le piante contengono più cloro del fosforo e dello zolfo. Tuttavia, la sua necessità di una normale crescita delle piante non è stata stabilita. Il cloro entra rapidamente nelle piante, influenzando negativamente una serie di processi fisiologici. Il cloro riduce la qualità del raccolto, rende difficile alla pianta l'ingresso di anioni, in particolare di fosfato.Le colture di agrumi, tabacco, uva, patate, grano saraceno, lupino, seradella, lino, ribes sono molto sensibili all'alto contenuto di cloro nel terreno. Cereali e verdure, barbabietole, erbe sono meno sensibili a grandi quantità di cloro nel terreno.
Alluminio
L'alluminio negli impianti può essere contenuto in quantità significative: la sua quota nelle ceneri di alcuni impianti arriva fino al 70%. L'alluminio interrompe il metabolismo nelle piante, rende difficile la sintesi di zuccheri, proteine, fosfatidi, nucleoproteine e altre sostanze, il che influisce negativamente sulla produttività delle piante. Le colture più sensibili alla presenza di alluminio mobile nel terreno (1 - 2 mg per 100 g di terreno) sono barbabietola da zucchero, erba medica, trifoglio rosso, veccia invernale e primaverile, frumento invernale, orzo, senape, cavolo cappuccio, carote.Oltre ai citati macro e microelementi, le piante contengono un numero di elementi in quantità trascurabili (dal 108 al 10 - 12%), detti ultramicroelementi. Questi includono cesio, cadmio, selenio, argento, rubidio, ecc. Il ruolo di questi elementi nelle piante non è stato studiato.
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Fosforo nelle piante
Il fosforo svolge un ruolo estremamente importante nella vita delle piante. La maggior parte dei processi metabolici vengono eseguiti solo con la sua partecipazione. È quasi sempre nel secondo minimo (dopo l'azoto).
Ruolo fisiologico del fosforo (C3). Fa parte dei più importanti composti organici attivamente coinvolti nel metabolismo vegetale: acidi nucleici (DNA e RNA), nucleoproteine, fosfoproteine, fosfatidi (fosfolipidi), composti ad alta energia (ATP, ecc.), fosfati zuccherini, fitina, vitamine, ecc. Contenuto di fosforo (P2O5) nelle piante e rimozione delle colture da parte delle colture Il contenuto è mediamente dello 0,5% di sostanza secca, variabile dallo 0,1 all'1,5%, e dipende dalle caratteristiche biologiche delle colture, dall'età delle piante e dei loro organi, dalle condizioni di nutrizione di fosforo, ecc. .d. Quindi, il grano delle leguminose contiene l'1-1,5% di P2O5, i cereali - lo 0,8-1%. La paglia di quelle e altre colture contiene meno fosforo rispetto ai semi - 0,2-0,4%.
Il fosforo nelle piante è distribuito in modo simile all'azoto, è il suo compagno. In media, il contenuto di fosforo negli organi vegetali è il 30% della quantità di azoto (C 17). Più fosforo si trova negli organi giovani e vitali, le foglie contengono più fosforo degli steli.
La rimozione del fosforo da parte delle colture è in media di 15-50 kg/ha, variabile a seconda delle caratteristiche biologiche delle colture e del livello di resa.
Fonti di fosforo per le piante. Le fonti principali sono i sali dell'acido ortofosforico (C 19), che essendo tribasico è in grado di formare tre tipi di anioni - Н2РО4–, НРО42–, РО43– (С 20) e, di conseguenza, tre tipi di sali - fosfati mono-, di- e trisostituiti la cui solubilità e disponibilità per le piante varia con i cationi.
Fonti di fosforo possono essere anche sali di acidi metafosforici e polifosforici (piro-, tripolifosforici, ecc.), che non vengono assimilati direttamente dalle piante, ma idrolizzati nel terreno ad ortofosfati (C 21-24).
Inoltre, le radici di alcune piante (piselli, fagioli, mais, ecc.) secernono l'enzima fosfatasi, che scinde l'anione dell'acido fosforico dai semplici composti organici. Di conseguenza, i suoi composti organici possono servire come fonte di fosforo per queste piante.
Conversione del fosforo nelle piante. Il fosforo che è entrato nelle piante passa molto rapidamente nella composizione dei composti organici. Tuttavia, il fosforo si trova in essi direttamente come residuo di acido fosforico. Pertanto, l'85-95% del fosforo è in forma organica (C 26). I fosfati minerali - fosfati di calcio, potassio, magnesio e ammonio - sono molto meno (5-15%), ma sono di grande importanza, essendo una forma di riserva e di trasporto del fosforo. Ad esempio, il fosforo dei composti organici delle radici può passare alla parte aerea solo dopo la trasformazione in fosfati minerali.
Dinamica del consumo di fosforo durante la stagione vegetativa. Il periodo critico in relazione al fosforo in tutte le colture si osserva nella fase di germinazione. La mancanza di fosforo durante questo periodo riduce drasticamente la resa, indipendentemente dall'ulteriore fornitura di piante. Allo stesso tempo, l'apparato radicale nelle fasi iniziali della crescita è poco sviluppato e spesso non riesce ad assimilare il fosforo del terreno e i fertilizzanti applicati prima della semina in quantità sufficienti. Pertanto, l'applicazione di fosforo prima della semina è ampiamente raccomandata.
I periodi di massimo consumo di fosforo da parte delle diverse colture non coincidono. Ad esempio, il grano primaverile consuma tutto il fosforo di cui ha bisogno entro la fine della fase di spigatura, mentre il lino, anche a piena fioritura, assorbe solo il 58%, e il cotone nella fase di piena fioritura assimila solo il 10% del contenuto massimo di fosforo nelle piante Pertanto, il periodo di massimo L'assorbimento del fosforo nel grano si osserva nelle fasi di diraspatura e spigatura, nel lino - nelle fasi di fioritura e maturazione, nel cotone - durante il periodo di formazione della fibra.
Segni di una mancanza di fosforo per le piante. La crescita e lo sviluppo delle piante rallenta, la dimensione delle foglie diminuisce, la fioritura e la maturazione del raccolto sono ritardate (C 31-33). Il fosforo viene riciclato, quindi la sua carenza appare prima sulle foglie inferiori, che diventano verde scuro, verde sporco e poi rosso-violaceo, viola o viola.
Fosforo nei suoli.Contenuto e riserve di fosforo nei suoli. Il contenuto totale varia dallo 0,01 allo 0,3% e dipende principalmente dalla composizione mineralogica delle rocce madri. Inoltre, i terreni ricchi di humus contengono più fosforo (l'humus contiene l'1-2% di P2O5). Pertanto, il contenuto minimo di fosforo è nei terreni sabbiosi podzolici e il massimo è nei terreni chernozem. L'attività vitale delle piante provoca l'accumulo biologico di fosforo negli orizzonti superiori del suolo
La riserva totale di fosforo nello strato arabile per ettaro varia da 0,3 tonnellate in terreni sassosi-podzolici leggeri a 9 tonnellate in chernozem
Forme di fosforo nei suoli e sua trasformazione Il fosforo nei suoli si trova in forme organiche e minerali.Il fosforo organico è inferiore, fa parte della parte non specifica dell'humus, così come i residui non decomposti di piante e microrganismi.
Predomina il fosforo minerale, che nei terreni fangosi-podzolici, castagni e grigi è il 70-90% del contenuto totale, e nei terreni con un alto contenuto di humus (quindi fosforo organico) - terreni forestali grigi e chernozem - 55-65 % (C44). Il fosforo minerale si presenta principalmente sotto forma di minerali primari e, in primis, fluoroapatite [Ca3 (PO4) 2] 3 · CaF2 e idrossiapatite [Ca3 (PO4) 2] 3 · Ca (OH) 2.
Il fosforo dei composti organici e dei minerali primari non è direttamente assimilato dalle piante. Come risultato dell'erosione dei minerali primari, si formano minerali secondari, che sono vari sali dell'acido ortofosforico. I fosfati si formano anche durante la mineralizzazione del fosforo organico sotto l'influenza dei fosforobatteri.
I sali di acido fosforico sono caratterizzati da diversa solubilità e, quindi, disponibilità vegetale.
Solubili in acqua sono i fosfati di cationi monovalenti [KH2PO4, (NH4) 2HPO4, Na3PO4], nonché sali monosostituiti di cationi bivalenti [Ca (H2PO4) 2, Mg (H2PO4) 2]. Sono facilmente disponibili per le piante.
Solubili in acido sono i fosfati di calcio e magnesio disostituiti (CaHPO4, MgHPO4) e i fosfati trisostituiti appena precipitati allo stato amorfo [Ca3 (PO4) 2, Mg3 (PO4) 2], che sono insolubili in acqua, ma si sciolgono in acidi deboli (organici , carbonico) ... Questi composti, sotto l'influenza degli essudati radicali acidi, nonché degli acidi organici e minerali prodotti dai microbi, si dissolvono gradualmente e diventano disponibili per le piante.
Non si dissolvono in acqua e acidi deboli, di conseguenza, le forme cristalline di fosfati di calcio e magnesio trisostituiti sono praticamente inaccessibili alle piante. Ma alcune piante - lupino, grano saraceno, senape, in misura minore piselli, meliloto, lupinella e canapa - hanno la capacità di assimilare il fosforo dai fosfati trisostituiti. I meno disponibili per le piante sono i fosfati di ferro e alluminio (AlPO4, FePO4) L'assorbimento chimico dei fosfati solubili in acqua (retrogradazione del fosforo), che avviene nei terreni durante qualsiasi reazione dell'ambiente, svolge un ruolo importante nella formazione delle condizioni per la nutrizione del fosforo .
In terreni neutri, saturi di basi (chernozem, terreni di castagno), si formano fosfati di calcio e magnesio a due e tre sostituiti:
Ca (H2PO4) 2 + Ca (HCO3) 2 → 2CaHPO4 ↓ + 2H2CO3;
PPA) Ca2 + + Ca (H2PO4) 2 → PPA) 2H + + Ca3 (PO4) 2 .
Nei terreni acidi, caratterizzati da un maggiore contenuto di alluminio e ferro (terreni sod-podzolici, rossi), precipitano i fosfati di questi elementi:
Ca (H2PO4) 2 + 2Fe3 + → 2FePO4 ↓ + Ca2 + + 4H +;
PPK) Al3 + + K3PO4 → PPK) 3K + + AlPO4 .
A causa della retrogradazione, i fosfati idrosolubili sono contenuti nei terreni in quantità insignificanti (di norma, non più di 1 mg / kg di terreno).
Gli anioni dell'acido fosforico nel terreno possono essere assorbiti in modo intercambiabile, fissandosi sulla superficie di particelle colloidali caricate positivamente di alluminio e idrossidi di ferro.In misura maggiore, l'assorbimento di scambio dei fosfati si esprime durante una reazione acida del mezzo. Il processo di assorbimento dello scambio è reversibile, cioè gli ioni fosfato sono anche in grado di essere spostati dal PPA nella soluzione da altri anioni. Di conseguenza, gli anioni dell'acido fosforico assorbiti dallo scambio sono prontamente disponibili per le piante.
I sali di fosforo solubili vengono consumati non solo dalle piante, ma anche dai microrganismi, trasformandosi in composti organici contenenti fosforo. Dopo l'estinzione dei microbi, la quantità principale di fosforo assorbito biologicamente diventa nuovamente disponibile per le piante, ad eccezione di una piccola parte che è passata nella composizione dell'humus.
Per i terreni sassosi-podzolici e forestali grigi, il metodo Kirsanov è standardizzato: l'estratto è 0,2 N. HCl, sali solubili in acqua e solubili in acido dell'acido fosforico passano nella soluzione.
Nei chernozem non carbonati, il contenuto di fosforo mobile è determinato secondo Chirikov: il terreno è coltivato con 0,5 N. CH3COOH.
Gli acidi non vengono utilizzati su terreni carbonatici, poiché gli estratti debolmente acidi vengono consumati per la decomposizione dei carbonati e quelli più concentrati possono dissolvere i fosfati inaccessibili alle piante. Pertanto, il contenuto di fosforo mobile nei chernozem carbonati viene determinato secondo Machigin utilizzando l'1% (NH4) 2CO3, che ha una reazione alcalina.
I risultati assoluti ottenuti con qualsiasi metodo non sono informativi, poiché l'effetto costante delle radici delle piante sul suolo durante la stagione di crescita è tutt'altro che equivalente alla capacità di dissoluzione di qualsiasi reagente. Ad esempio, quando la soluzione interagisce con il terreno, si stabilisce un equilibrio e, in presenza di piante che consumano fosforo, la sua concentrazione nella fase liquida del terreno diminuisce costantemente, stimolando il passaggio di nuove quantità di fosfati nella soluzione.
Tuttavia, confrontando la resa delle colture in esperimenti di campo condotti su suoli con diversi contenuti di fosforo mobile, si può trarre una conclusione su come un determinato terreno è fornito di fosforo ed esprimere la regolarità ottenuta sotto forma di un raggruppamento che è di importanza pratica.
Equilibrio del fosforo nei suoli
Articoli in arrivo:
1) fertilizzanti minerali e organici - di base;
2) semi di piante - 2-3 kg / ha · anno.
Articoli di consumo:
1) la rimozione delle colture dalle colture è la principale;
2) perdite dovute all'erosione idrica - 5-10 kg/ha · anno;
3) lisciviazione nelle acque sotterranee - osservata solo su terreni leggeri e torbosi, dove può raggiungere i 3-5 kg / ha · anno.
L'analisi delle voci di reddito mostra l'assenza di fonti significative di compensazione per le perdite di fosforo dal suolo, ad eccezione dei fertilizzanti. I fertilizzanti minerali svolgono un ruolo eccezionale nel garantire un equilibrio di fosforo privo di deficit, perché molto meno fosforo viene restituito al suolo nella composizione organica di quanto ne venga alienato dalle colture.
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Il ruolo del fosforo nella nutrizione delle piante
Il fosforo è un nutriente essenziale per le piante. Fa parte di acidi nucleici, membrane, fosfolipidi. Il fosforo è un elemento del sistema energetico, fa parte di composti ad alta energia. Come sostanza di conservazione, si deposita nei semi delle piante. Se c'è una mancanza di fosforo nella nutrizione minerale, l'attività della fotosintesi e della respirazione diminuisce, poiché la sintesi della clorofilla viene interrotta.
È stato a lungo notato che nei primi periodi di crescita, le colture agricole assorbono i fosfati in modo più intensivo rispetto a quelli successivi. La fame di fosfati delle piante nel primo periodo di crescita impone un effetto inibitorio così a lungo termine che non può essere completamente superato anche con la normale nutrizione successiva. Inoltre, tali colture affamate all'inizio dello sviluppo della coltura reagiscono negativamente a un'abbondante nutrizione di fosfati in futuro.
Il problema del fosforo è uno dei più acuti in agricoltura. Ciò è spiegato da due ragioni principali: la mancanza di riserve geologiche di questo elemento e il suo legame rapido e forte nel terreno quando applicato con fertilizzanti. Ecco perché l'assimilazione dei fertilizzanti fosforo da parte delle piante agricole non supera il 25% e la sua quantità schiacciante è fissata dal terreno, trasformandosi in fosfati di difficile accesso per le piante. .
Capitolo 6. Concimi fosfatici
Il fosforo e il suo ruolo nella nutrizione delle piante
Il fosforo è uno dei tre principali nutrienti per le piante. In termini di utilizzo come elemento fertilizzante, segue l'azoto. È l'elemento biogeno più importante necessario per la vita di tutti gli organismi. I composti del fosforo con l'ossigeno (acidi fosforici e fosfati), essendo i più diffusi in natura, sono estremamente importanti per l'esistenza e lo sviluppo di flora e fauna. Nessuna cellula vivente può esistere senza acido fosforico. A questo proposito, il fosforo era chiamato la "chiave della vita".
Secondo alcuni dati letterari, il metodo per ottenere l'acido fosforico era noto agli alchimisti arabi già nel XII secolo. Ma la data generalmente accettata della scoperta del fosforo è considerata il 1669, quando il farmacista tedesco H. Brandt, come altri alchimisti dell'Europa occidentale, stava cercando l'amata "pietra filosofale" »Una sostanza che brilla nel buio, la luce di cui non bruciato. Nel 1777 il chimico francese A. Lavoisier stabilì che la sostanza scoperta da X. Brandt è un nuovo elemento, in seguito chiamato fosforo (dal greco phos - "luce", phoros - "Io porto" - che porta luce, "portatore di luce" ).
Il fosforo forma diverse forme allotropiche: fosforo bianco, rosso e nero. In determinate condizioni, tutte e tre le forme possono trasformarsi l'una nell'altra. Il fosforo bianco ha la più grande attività chimica. Il fosforo rosso viene utilizzato nella creazione di fiammiferi. Tuttavia, il fosforo elementare rosso è promettente come fertilizzante. Quando vengono aggiunti sali di rame, viene ossidato nel terreno e diventa uno stato accessibile.
Il fosforo si trova nelle piante in composti organici (di solito fino al 90% della quantità totale) e minerali. Il rapporto tra composti organici e minerali del fosforo dipende dall'età delle piante e dal loro apporto complessivo di fosforo. Nelle piante giovani, la proporzione di fosforo organico è sempre molto più alta che in quelle vecchie. Tuttavia, con un abbondante apporto di fosforo al suolo, la proporzione di fosfati inorganici nelle foglie più vecchie può essere anche maggiore. Negli organi riproduttivi, il fosforo è concentrato 3-6 volte di più rispetto a quelli vegetativi. I semi devono avere una scorta di fosforo sufficiente per il periodo di formazione delle radici, che cominceranno ad assorbirlo dal terreno.
Il fosforo svolge un ruolo estremamente importante nella vita delle piante. È contenuto nel protoplasma cellulare, fa parte di cromosomi, acidi nucleici, fosfoproteine, alcune vitamine, enzimi, esteri, fitina e altre sostanze organiche e partecipa attivamente alla formazione di sostanze proteiche. Nei processi di respirazione e fermentazione, una delle funzioni centrali è svolta dall'acido fosforico, che è un tampone nella regolazione del metabolismo dei carboidrati.
Il fosforo è parzialmente presente nelle cellule viventi sotto forma di acidi orto e pirofosforici e loro derivati. Il gruppo fosfato ha importanti proprietà di legame ed è in grado di partecipare a forti interazioni di legame (elettrostatiche) con cationi metallici e amminici. Il fosforo forma facilmente una serie di composti covalenti, dagli eteri (trimetil o trietilfosfato) alle macromolecole complesse degli acidi desossiribonucleico (DNA) e ribonucleico (RNA), che sono parte integrante delle molecole regolatrici biologiche. Il fosforo è un componente indispensabile di una serie di sistemi di coenzimi che catalizzano una serie di reazioni del metabolismo dell'azoto.
Gli acidi nucleici, che svolgono un ruolo importante nella funzione ereditaria dell'organismo, sono importanti composti organici contenenti fosforo nelle piante. Si tratta di sostanze complesse ad alto peso molecolare costituite da basi azotate, molecole di carboidrati (ribosio o desossiribosio) e acido fosforico. Nelle piante, la quota di acidi nucleici va dallo 0,1 all'1% e la quota di fosforo negli acidi nucleici (in termini di P 2 O 5) è di circa il 20%. Gli embrioni dei semi, il polline e gli apici delle radici si distinguono per un alto contenuto di acidi nucleici.
Gli acidi nucleici sono coinvolti nella sintesi delle proteine, nei processi di crescita e riproduzione, nella trasmissione delle proprietà ereditarie, influenzano i processi di respirazione, la formazione di numerosi enzimi. L'RNA svolge il ruolo di una "matrice" su cui le molecole di amminoacidi sono impilate in sequenza per formare una proteina specifica dell'organismo. Il DNA, che fa parte dell'apparato cromosomico del nucleo, è responsabile del trasferimento delle proprietà ereditarie e delle informazioni biologiche accumulate, grazie alle quali gli amminoacidi che formano varie proteine sono combinati in un certo ordine e sequenza.
Un ruolo enorme nel metabolismo è svolto da composti ad alta energia contenenti legami ricchi di energia. Sono noti molti composti ad alta energia e la maggior parte di essi include il fosforo. Tra questi, l'acido adenosina trifosforico (ATP) occupa un posto speciale: una sorta di immagazzinamento e vettore di energia in molti processi sintetici. Durante l'idrolisi dell'ATP, che fa parte dell'RNA, vengono rilasciati circa 55 kJ / mol, mentre l'idrolisi dei legami ordinari dà 8-12 kJ / mol. I legami fosfato macroergici prendono parte ai processi di fotosintesi, respirazione, biosintesi di proteine, grassi, amido, saccarosio, un certo numero di amminoacidi e altri composti.
I composti del fosforo con sostanze proteiche - fosforoproteine - catalizzano il corso delle reazioni biochimiche.
Gli zuccheri-fosfati-esteri - derivati degli zuccheri semplici e dell'acido fosforico - per la loro mobilità, svolgono un ruolo importante nei processi di fotosintesi e respirazione. Il loro contenuto varia a seconda dell'età delle piante, delle condizioni nutrizionali e di altri fattori dallo 0,1 all'1% del peso secco.
Con la partecipazione del fosforo, il metabolismo dei carboidrati avviene nelle piante. La trasformazione dei carboidrati inizia con l'aggiunta di acido fosforico alle molecole di carboidrati o con la sua scissione, ad es. dai processi di fosforilazione e defosforilazione. L'estere fosforico più comune è il glucosio-6-fosfato. È sintetizzato nelle piante trasferendo l'acido fosforico dall'ATP al glucosio. Contestualmente viene costituita l'ADP.
Gli zuccheri fosforilati svolgono un ruolo importante nella respirazione e nella glicolisi (l'ossidazione dei carboidrati ad acido piruvico). La fosforilazione avviene proprio all'inizio della fotosintesi, non appena la luce colpisce le foglie. Di fondamentale importanza è la conversione dell'energia luminosa in energia chimica attraverso la formazione di ATP nella reazione alla luce della fotosintesi.
L'acido fosforico partecipa attivamente alla biosintesi del saccarosio, alle trasformazioni enzimatiche delle forme di carboidrati, al movimento dei carboidrati (nei tuberi di patata, nelle radici di barbabietola da zucchero, ecc.). A questo proposito, i fertilizzanti al fosforo hanno un effetto positivo sull'accumulo di amido, zuccheri e altri carboidrati nelle piante. Il fosforo inoltre favorisce l'accumulo di sostanze coloranti e aromatiche nei frutti, ne migliora la qualità di conservazione.
I fosfatidi, o fosfolipidi, svolgono un importante ruolo biologico nelle piante. Questi sono esteri di glicerolo, acidi grassi e acido fosforico. Fanno parte delle membrane fosfolipidiche, che regolano la permeabilità degli organelli e delle cellule del plasmolemma a varie sostanze. I semi dei legumi e dei semi oleosi sono più ricchi di fosfatidi.
Un rappresentante del gruppo di sostanze grasse dei fosfatidi è la lecitina, un derivato dell'acido fosforico digliceride. La lecitina si trova nel citoplasma di tutte le cellule attive, ma si accumula principalmente nei semi.
La fitina, un derivato di un composto ciclico dell'alcol esatomico inositolo, è un sale di calcio-magnesio dell'acido inositolo fosforico. Si trova in tutte le parti e nei tessuti delle piante, ma si deposita principalmente nei semi e viene utilizzato come fonte di fosforo durante la germinazione dei semi. Secondo i dati di T.N. Kulakovskaya, i composti organici del fosforo, principalmente la fitina, predominano nel chicco di grano e nel fieno di trifoglio (Tabella 6.1).
% Р 2 О 5 in sostanza secca
Le piante sono particolarmente sensibili alla carenza di fosforo nelle fasi iniziali di crescita e sviluppo, quando l'apparato radicale non è ancora sufficientemente sviluppato. Grandi riserve di fosforo nei semi contribuiscono a una buona crescita delle piante nel primo periodo di vita a causa della scomposizione delle sostanze dei semi e del movimento dei prodotti di decadimento nelle parti in crescita. La nutrizione ottimale del fosforo favorisce lo sviluppo delle radici: le radici penetrano più in profondità nel terreno e si ramificano di più, migliorando così l'apporto di umidità e sostanze nutritive alle piante. Il fosforo contribuisce a un uso più economico dell'umidità, che è particolarmente importante nei periodi di siccità. Una buona alimentazione del fosforo migliora lo svernamento delle colture invernali, grazie al sufficiente accumulo di zuccheri nei nodi di accestimento dall'autunno.
Le conseguenze negative di una mancanza di fosforo nel primo periodo non possono essere corrette in seguito, anche con un'abbondante nutrizione a base di fosforo. Le piante rimangono rachitiche, il loro sviluppo rallenta, fioriscono e maturano più tardi. Ciò è dovuto al fatto che le cellule non possono dividersi se non c'è abbastanza fosforo o altri elementi per formare un nucleo aggiuntivo. Così, a differenza delle piante carenti di azoto e quindi con ciclo di sviluppo "accorciato", le piante carenti di fosforo sono "fisiologicamente più giovani".
Durante la formazione e, soprattutto, la maturazione degli organi riproduttivi in tutte le culture, il fosforo si sposta dagli organi vegetativi a quelli riproduttivi. Un sufficiente apporto di fosforo alle piante durante la formazione degli organi riproduttivi accelera la formazione e la maturazione di questi ultimi. Pertanto, con un apporto sufficiente di fosforo durante la stagione di crescita, i cereali maturavano 5-6 giorni prima di quelli che ne soffrivano la carenza. Con la normale nutrizione del fosforo, la struttura della coltura cambia verso un aumento della parte riproduttiva più preziosa: nelle colture di cereali, aumenta la proporzione di grano nella massa della coltura biologica, nelle colture di radici - colture di radici, ecc.
I composti minerali del fosforo svolgono un ruolo importante nella vita delle piante: calcio, magnesio, potassio, ammonio e altri sali dell'acido ortofosforico. Il fosforo minerale non è solo una riserva per la sintesi di composti organici contenenti fosforo, ma aumenta anche la capacità tampone del succo cellulare, mantiene il turgore e altri processi vitali nella cellula. Migliorando la capacità delle cellule vegetali di trattenere l'acqua, il fosforo aumenta così la resistenza delle piante alla siccità e alle basse temperature.
Il livello di apporto di fosforo a una pianta dipende non solo dal suo contenuto nel terreno, ma anche dall'apporto di altri elementi al terreno. Quindi, con una mancanza di zinco, l'assunzione e l'uso di fosforo da parte delle piante diminuiscono; un alto contenuto di rame nel terreno, al contrario, riduce la necessità di piante in fosforo.
Il fosforo indebolisce l'effetto dannoso dell'alluminio mobile sulle piante su terreni acidi. Le forme mobili di alluminio influiscono negativamente sul metabolismo, inibiscono la formazione di fosfatidi, inibiscono la conversione dei monosaccaridi in saccarosio e in composti organici più complessi e ritardano la formazione di proteine. Il fosforo, legando l'alluminio mobile del terreno, lo fissa nell'apparato radicale, migliorando così il metabolismo dei carboidrati e dell'azoto nelle piante.
Il fosforo si muove facilmente all'interno della pianta e dalle foglie e dai tessuti più vecchi può entrare nelle zone di crescita, ad es. riciclare (riutilizzare). I segni esteriori di carenza di fosforo sono l'arricciatura dei bordi delle foglie, il loro colore verde più scuro e sporco. Ciò è dovuto al fatto che la crescita delle foglie con mancanza di clorofilla è ritardata più della formazione di clorofilla. Tuttavia, con un eccesso di azoto, le piante hanno anche un colore verde scuro a causa dell'alto contenuto di clorofilla. Con una mancanza di fosforo, inoltre, a causa della formazione di antociani, compaiono spesso toni rossastri e viola, principalmente sugli steli principali, sulle guaine fogliari e sulle talee. I segni di carenza di fosforo sono più pronunciati nelle foglie vecchie e inferiori.
Anche l'eccesso di fosforo è sfavorevole per le piante. In questo caso contengono molto fosforo in forma minerale, soprattutto negli organi vegetativi, maturano prematuramente e non hanno il tempo di sintetizzare un buon raccolto. Con un eccesso di fosforo, la nutrizione dello zinco si deteriora, il che porta alla malattia delle rosette delle colture da frutto.
Esiste una stretta relazione tra la nutrizione a base di azoto e fosforo. Il fosforo agisce come compagno di azoto e composti proteici, nelle piante contiene da due a tre volte meno dell'azoto. Con una mancanza di fosforo, la sintesi proteica rallenta, si accumulano più nitrati. Pertanto, le dosi di fertilizzanti a base di azoto e fosforo devono essere bilanciate, soprattutto quando si applicano dosi elevate di azoto.
Il fosforo è di grande importanza nella vita umana e per gli animali da allevamento. Fa parte del tessuto osseo ed è insostituibile nei processi da cui dipendono le funzioni vitali di base (metabolismo, riproduzione, ecc.). Con una mancanza di fosforo nell'uomo e negli animali, si sviluppano l'osteoporosi e altre malattie ossee. Il fabbisogno umano giornaliero di fosforo è di 1-1,5 g.
Esiste una relazione significativa tra il contenuto di fosforo nei mangimi e la produttività degli animali. Inoltre, l'introduzione di fosfati da foraggio nella dieta del bestiame non può compensare completamente la carenza di fosforo. Dovrebbe essere contenuto in abbondanza nei mangimi naturali, e quindi nel terreno sotto le colture foraggere. Il contenuto ottimale di fosforo nei mangimi è dello 0,35-0,5% della sostanza secca.
Informazioni simili.
L'influenza del fosforo sulla vita delle piante è molto versatile. Con la normale alimentazione del fosforo, la resa aumenta in modo significativo e la sua qualità migliora. Nelle colture di cereali, la quota di grano nel raccolto totale aumenta e la sua realizzazione migliora. Negli ortaggi, nella frutta, nelle radici, il contenuto di zuccheri aumenta, e nei tuberi di patata - amido, nel lino e nella canapa, aumenta la qualità della fibra - aumenta la sua lunghezza e forza, la fibra diventa più sottile, con un'eccellente lucentezza grassa. Il fosforo aumenta la resistenza invernale delle piante, accelera il loro sviluppo e maturazione. Ad esempio, la maturazione delle colture di cereali viene accelerata di 5-6 giorni, il che è particolarmente importante per le aree in cui non maturano prima dell'inizio delle basse temperature.
La nutrizione ottimale del fosforo contribuisce allo sviluppo del sistema radicale delle piante: si ramifica più fortemente e penetra più in profondità nel terreno. Ciò migliora l'apporto di sostanze nutritive e umidità alle piante, che è particolarmente importante in condizioni aride. Senza fosforo, così come senza azoto, la vita è impossibile. Fa parte di vari organelli e nuclei cellulari. Nelle piante, il fosforo si trova nelle nucleoproteine, negli acidi nucleici, che, insieme alle proteine, svolgono un ruolo importante nella manifestazione stessa dell'essenza della vita: sintesi proteica, crescita e riproduzione, trasmissione di proprietà ereditarie. Nelle piante, il contenuto di acidi nucleici varia dallo 0,1 all'1%. Il fosforo si trova anche nei fosfatidi, zuccheri-fosfati, fitina, lipoidi e composti minerali, fa parte di enzimi e vitamine.
Le fosfoproteine sono composti di sostanze proteiche con acido fosforico, che catalizzano il corso delle reazioni biochimiche.
I fosfatidi (o fosfolipidi) sono esteri del glicerolo, degli acidi grassi ad alto peso molecolare e dell'acido fosforico. Formano membrane proteico-lipidiche che regolano la permeabilità degli organelli cellulari e del plasmolemma a varie sostanze. Quindi, svolgono un ruolo biologico molto importante nella vita delle piante.
La fitina è un derivato di un composto ciclico dell'alcol esatomico inositolo ed è un sale di calcio-magnesio dell'acido inositolo-fosforico. Questa è una sostanza di riserva. Il fosforo della fitina viene utilizzato durante la germinazione dall'embrione in via di sviluppo.
I fosfati di zucchero sono esteri fosforici degli zuccheri. Svolgono un ruolo importante nei processi di fotosintesi, respirazione, biosintesi di carboidrati complessi, ecc. A causa dell'acido fosforico, i fosfati di zucchero hanno un'elevata labilità e un'elevata reattività.
Inoltre, l'acido fosforico è un vettore energetico a causa della formazione di legami ad alta energia. Il ruolo principale tra i composti ad alta energia appartiene all'acido adenosina trifosforico (ATP). L'ATP partecipa ai processi di fotosintesi, respirazione, biosintesi di proteine, grassi, amido, saccarosio, amminoacidi e molti altri composti.
Pertanto, i processi di fotosintesi associati alla formazione di sostanze organiche primarie e all'energia di accumulo, i processi di respirazione e la sintesi di complesse sostanze organiche contenenti azoto che svolgono un ruolo importante nella vita delle piante, nonché la formazione di depositi sostanze organiche di origine secondaria, procedono con la diretta partecipazione dell'acido fosforico.
Una parte significativa dell'acido fosforico si trova nelle piante in forma minerale. Di solito questi fosfati si trovano in varie parti delle piante: nelle radici, negli steli e nelle foglie ce ne sono di più, nei semi - meno. Il fosforo minerale delle piante è un ricambio
sostanza, una riserva per la sintesi di composti organici contenenti fosforo; aumenta la capacità tampone del succo cellulare, mantiene il turgore cellulare e altri processi vitali nelle piante.
Il fosforo indebolisce l'effetto dannoso delle forme mobili di alluminio su terreni acidi sodio-podzolici. Le forme mobili di alluminio influenzano negativamente il metabolismo delle piante, inibiscono la conversione dei monosaccaridi in saccarosio e composti organici più complessi, ritardano il processo di formazione delle proteine e quindi l'accumulo di forme non proteiche di azoto nelle piante aumenta notevolmente. Le forme mobili di alluminio inibiscono la formazione di fosfatidi e nucleoproteine. Il fosforo lega l'alluminio del terreno, lo fissa nel sistema radicale, migliorando così il metabolismo dei carboidrati, dell'azoto e del fosforo nelle piante.
Il fosforo è in stretta interazione con azoto e composti proteici, è il loro compagno. La distribuzione del fosforo nei vari organi della pianta è simile a quella dell'azoto. Gli organi riproduttivi (semi) contengono 3-6 volte più fosforo di quelli vegetativi (Tabella 4.9).
I segni visivi di carenza di fosforo per alcune colture sono presentati nelle illustrazioni a colori 3, 4, 30.
Non ci sono fonti naturali di rifornimento di fosforo in natura, quindi il suo squilibrio nel ciclo biologico delle sostanze può verificarsi prima dell'azoto.
Suoli diversi contengono una quantità disuguale di fosforo: dallo 0,01% di P2O5 in terreni sabbiosi poveri allo 0,20% in terreni potenti ad alto contenuto di humus. Gli strati superiori del terreno di solito contengono molto più P2O5, che è associato all'accumulo di fosforo nella zona di estinzione della massa principale delle radici. Giù il profilo del suolo, il contenuto di P2O5
diminuisce. Più fosforo nel suolo è sotto forma minerale (Tabella 4.10). I terreni della steppa forestale settentrionale della parte europea della Russia sono più poveri di fosforo rispetto ai terreni della zona meridionale. A nord e a sud dei potenti chernozem, la quantità relativa di fosfati organici nel suolo diminuisce, mentre aumentano i fosfati minerali.
I fosfati organici si trovano principalmente nell'humus. Il contenuto di P2O5 nella materia umica dei terreni delle steppe forestali è 1,78-2,46%, chernozem potenti - 0,81-1,25, chernozem ordinari - 0,90-1,27, chernozem lisciviati - 1,10-1,43 e suoli castani scuri - 0,97-1,30%. Parte del fosforo organico si trova nella fitina, negli acidi nucleici, nei fosfatidi, nei fosfati di zucchero e in altri composti organici del suolo. Una parte è nel plasma dei microrganismi. Dopo che muoiono, questo fosforo diventa disponibile per le piante. Nell'humus, la massa della sostanza secca dei microbi raggiunge l'1%, nei terreni sod-podzolici coltivati da letame a lungo termine, il peso della materia organica dei microbi è del 2-3% della massa dell'humus. Durante la decomposizione dell'humus e di altre sostanze organiche contenenti fosforo, il fosforo solubile in acqua di solito non si accumula nel terreno, ma è legato a causa dell'assorbimento chimico, fisico-chimico e biologico.
I fosfati minerali si trovano nel terreno sotto forma di sali di calcio, ferro e alluminio, ad es. la loro composizione è in gran parte determinata dalla composizione dei cationi nel complesso del suolo assorbito. Ad esempio, i fosfati di calcio prevalgono nei terreni neutri e alcalini, mentre i fosfati di alluminio e i sesquiossidi di ferro sono prevalenti nei terreni acidi. I sali di calcio dell'acido fosforico sono caratterizzati da una maggiore solubilità, mentre i sali di alluminio e ferro sono meno solubili e quindi meno disponibili per le piante. Con l'uso prolungato di fertilizzanti con un cambiamento nelle proprietà agrochimiche dei terreni, anche la composizione dei composti del fosforo può cambiare leggermente.
Le fonti di nutrizione dell'acido fosforico per le piante sono diverse. I fosfati organici diventano disponibili per le piante solo dopo la mineralizzazione della materia organica. Se la materia organica contiene lo 0,2-0,3% di P2O5, durante la sua decomposizione non vi è alcun accumulo di composti di fosforo disponibili per le piante. In questo caso, il fosforo è completamente legato alla microflora del suolo.
Nella scienza e nella pratica mondiale, viene prestata sempre più attenzione al ruolo del biota del suolo nel migliorare la nutrizione delle piante con fosforo. La microflora del suolo, che forma associazioni simbiotiche con piante superiori, migliora significativamente la crescita delle piante nei casi in cui non c'è abbastanza fosforo disponibile nel terreno. Grazie alla sua attività, la nutrizione del fosforo delle piante è significativamente migliorata.
Colture di funghi endomicorrizici sono state isolate da suoli naturali e bonificati. È stato stabilito il loro effetto positivo sulla resa di avena, orzo, soia, veccia e sull'assunzione di fosforo nelle piante quando vengono coltivate su terreni con un basso contenuto di fosforo mobile in terreni bonificati. La Rothamsted Experimental Station (Gran Bretagna) ha riassunto i risultati degli esperimenti sul campo sull'inoculazione di frumento, orzo, trifoglio bianco e cipolle con funghi micorrizici appositamente selezionati. Di conseguenza, la resa in granella media per le colture primaverili (grano, orzo) è aumentata del 23% con una resa sotto controllo (senza micorrizazione e introduzione di fosforo) di 27,5 c / ha e per le colture invernali - dell'11% con un resa sotto controllo.
51 c/ha. Ciò ha permesso di risparmiare quasi 60 kg di P2O5 per ettaro.
La micorrizazione dei semi di trifoglio bianco, seminati in un supporto erboso, ha contribuito ad aumentare la resa di fieno del 17% (con una resa di controllo di 17,8 c / ha) ed era equivalente all'effetto del P% sotto forma di perfosfato. Allo stesso tempo, la proporzione di trifoglio nella composizione dell'erba è aumentata. L'effetto dell'inoculo della cipolla è stato particolarmente pronunciato sui terreni irrigati: la resa è aumentata del 97% rispetto al controllo. In condizioni non irrigue era pari al 30%.
Interessanti sono i risultati dell'inoculazione del trifoglio e di altri legumi con micorrize e batteri noduli: il primo migliora la nutrizione del fosforo delle piante, il secondo, grazie alla capacità di fissazione dell'azoto, la nutrizione dell'azoto dei legumi. Ad esempio, in Galles, quando si calcinava e si nutriva di fosforo, il trifoglio inoculato con micorriza dava tre volte la resa di materia secca, raddoppiava la formazione di germogli e aumentava di 5 volte la formazione di noduli di rizobio.
Alcune piante sono in grado di assimilare l'acido fosforico da semplici composti organofosforici. Le radici di un certo numero di piante secernono l'enzima fosfatasi, che scinde l'acido fosforico dai composti organici. Piselli, mais, fagioli e altre colture hanno attività di fosfatasi extracellulare. C'è anche un aumento dell'attività della fosfatasi nelle piante durante la carenza di fosforo, che è apparentemente associata alla capacità di adattamento degli organismi vegetali. Non c'è ancora motivo di parlare dell'assimilazione di composti organofosforici da parte delle piante senza l'eliminazione preliminare dei fosfati minerali da parte di enzimi di microrganismi e sistemi radicali a causa della mancanza di esperimenti condotti in condizioni rigorosamente controllate. La principale fonte di nutrimento del fosforo per le piante sono i composti minerali del fosforo nel suolo. I sali degli acidi ortofosforico (H3PO4) e metafosforico (HPO3) sono adatti per la nutrizione delle piante. I sali più accessibili dei cationi monovalenti dell'acido fosforico. I sali dei cationi bivalenti sono solubili in acqua e facilmente assorbiti dalle piante quando un idrogeno viene sostituito dall'acido ortofosforico (fosfati di calcio monosostituiti). Anche i sali dell'acido metafosforico sono scarsamente solubili in acqua in questo caso.
I sali disostituiti dei cationi bivalenti (CaHPO4) dell'acido ortofosforico sono insolubili in acqua, ma si dissolvono in acidi deboli. Questo dà motivo di considerarle piante completamente assimilabili. Rilasciano acidi deboli attraverso le radici, causando l'acidificazione locale del terreno nella zona delle radici.
I fosfati trisostituiti con cationi bivalenti sono scarsamente solubili in acqua, quindi la maggior parte delle piante non viene assimilata in quantità apprezzabili; I fosfati di calcio trisostituiti appena precipitati allo stato amorfo vengono assorbiti in qualche modo meglio dalle piante. E man mano che il loro "invecchiamento" e il passaggio allo stato cristallino, l'assimilabilità delle piante diminuisce drasticamente. I fosfati di calcio trisostituiti naturali possono essere utilizzati direttamente per la fertilizzazione solo in terreni acidi. In questo caso, per interazione della fosforite con il complesso assorbente del terreno, il sale di calcio tre-sostituito dell'acido fosforico si trasforma nel due-sostituito e anche monosostituito, cioè in forme di fosfati, che sono prontamente disponibili per la nutrizione delle piante. Aumentare la solubilità, e quindi l'assimilazione dei fosfati tricalcici da parte delle piante
possono essere ottenuti mediante la loro applicazione congiunta con fertilizzanti azotati fisiologicamente acidi. Esiste, tuttavia, un gruppo di piante che assorbono bene il fosforo dai sali di acido fosforico trisostituiti scarsamente solubili. Questi includono lupino, grano saraceno, senape, un po' meno in grado di assimilare il fosforo dalle fosforiti di lupinella, meliloto, piselli e canapa. Ciò è dovuto ai seguenti motivi.
1. Le secrezioni radicali di queste piante sono caratterizzate da un'elevata acidità (ad esempio, il pH della soluzione che circonda i peli radicali del lupino è 4-5, trifoglio - 7-8).
2. Le piante di questo gruppo hanno una maggiore capacità di assorbire il calcio. A questo proposito, il rapporto di CaO e P205 nella fase di fioritura nelle piante che assorbono bene il fosforo dai fosfati poco solubili è superiore a 1,3 e nei cereali, ad esempio, inferiore a 1,3.
Il calcio, assorbito intensamente dalle piante, converte il fosforo in soluzione e lo rende disponibile alle piante. Tuttavia, la relazione stabilita tra il rapporto di CaO e P205 nelle piante e la capacità di assimilazione non può essere considerata assoluta, poiché alcune colture non soddisfano questa regola. Ad esempio, nel lino e nel mogar, il rapporto tra ossidi di calcio e fosforo è maggiore di 1,3, ma non sono in grado di decomporre la fosforite e assimilare il fosforo.
3. Dissoluzione di sali di fosforo insolubili trisostituiti con fertilizzanti minerali fisiologicamente acidi e potenziale acidità del suolo.
Il fosforo dei sali basici dei cationi trivalenti dell'acido ortofosforico (AIPO4, FeP04) è particolarmente scarsamente disponibile per le piante. La pianta può assimilare composti organici in piccole quantità e fosforo. Ciò è dovuto al fatto che le piante attraverso le radici secernono l'enzima fosfatasi, che ha un'attività notevole nell'idrolisi dei composti organici contenenti fosforo.
Senza la scissione preliminare dei fosfati minerali da parte di enzimi di microrganismi o sistemi di radici, il fosforo di composti organici ad alto peso molecolare non viene praticamente assimilato dalle piante. Erba medica, trifoglio e altri legumi, in misura minore segale, mais, possono dissolvere composti del fosforo difficili da raggiungere a causa del loro apparato radicale relativamente forte (Tabella 4.11). Non è stato possibile spiegare l'assimilazione del fosforo da parte delle piante da fosfati trisostituiti difficilmente solubili mediante la reazione acida degli essudati radicali, poiché il pH nella parte radicale nell'intervallo 4-5 è stato rilevato solo nel lupino, mentre in altre colture era vicino alla neutralità.
Anche gli ioni fosfato, assorbiti metabolicamente dai terreni, possono essere una fonte di nutrimento per le piante. Alcuni minerali argillosi della parte minerale del suolo possono assorbire ioni di acido fosforico in quantità significative, che sono in grado di scambiarsi con altri anioni. Ad esempio, gli anioni del bicarbonato e degli acidi organici spostano bene gli anioni fosfato adsorbiti dalla fase solida del terreno nella soluzione. La capacità delle piante di nutrirsi di ioni fosfato adsorbiti dal terreno è confermata anche dal fatto che, a seguito della loro attività vitale, si forma nel terreno una quantità sufficiente di anioni di acido carbonico (HCO3). Ad esempio, durante la respirazione, le radici delle piante emettono costantemente anidride carbonica (CO2), che, dissolvendosi in acqua, forma acido carbonico, che si dissocia in H+ e HC03. L'anione dell'acido carbonico viene costantemente scambiato con i colloidi del suolo per 2РО4.
Ci sono altre fonti di anioni nel suolo, in grado di desorbire in soluzione i fosfati del suolo legati allo scambio, predeterminando la loro elevata disponibilità per le piante. Questi sono acidi umici e altri che fanno parte di sostanze umiche, acidi organici e minerali formati durante la decomposizione di residui vegetali e animali, nonché fertilizzanti organici. Non si può non tenere conto della possibilità di esoosmosi degli acidi organici nell'apparato radicale delle piante. Di conseguenza, nel determinare le possibili fonti di nutrimento del fosforo per le piante, si dovrebbe anche tenere conto della presenza di ioni fosfato adsorbiti dallo scambio nel terreno.
Il fosforo, che è entrato nelle radici delle piante, è incluso molto rapidamente nella sintesi di composti organici complessi. Negli esperimenti con la zucca, il fosforo del fosfato di sodio disostituito marcato è stato convertito in materia organica del 30% nei primi 30 s dopo l'assorbimento da parte delle radici e del 70% dopo 3-5 min. In questo caso, i fosfati sono apparsi principalmente nella composizione dei nucleotidi - componenti complessi degli acidi fosforici. Ciò richiede un apporto costante di assimilati dalle foglie. Pertanto, l'assorbimento dei fosfati da parte delle radici delle piante è favorevolmente influenzato dalla luce, dalla temperatura ottimale, dall'umidità dell'aria e del suolo, dalla sufficiente aerazione del suolo e da altri fattori che determinano la vita normale delle piante.
Quando si alimentano le piante con una soluzione di sali di fosforo attraverso le foglie, il suo movimento verso altri organi è molto lento e in piccole quantità. Pertanto, la normale nutrizione del fosforo delle piante viene fornita solo attraverso le radici.
In natura non esistono fonti naturali di reintegro delle riserve di fosforo nel suolo, come l'azoto, quindi l'unico modo possibile per aumentare il contenuto di P2O5 nel suolo è l'uso di fertilizzanti a base di fosforo. A causa della bassa mobilità del fosforo nel suolo, non esistono praticamente percorsi naturali per la perdita dei composti del fosforo. Più di un secolo di osservazioni della stazione sperimentale di Rothamsted in Inghilterra, ricerche nel nostro paese e all'estero mostrano che i sali dell'acido fosforico non vengono praticamente lavati via dai terreni pesanti, molto poco viene perso dai terreni leggeri. Quasi tutti i terreni russi sono meno ben forniti di fosforo rispetto a azoto e potassio. Le riserve lorde di fosfati nei suoli sono uno degli indicatori che caratterizzano il livello della loro fertilità. Il contenuto lordo di fosforo nel suolo è in gran parte determinato dalla composizione granulometrica dei suoli e dal contenuto di humus in essi: più il suolo è leggero in termini di composizione granulometrica e minore è il contenuto di humus, minori sono le riserve di acido fosforico in essi.
Al momento, è di grande interesse trovare modi per determinare il contenuto di fosfati mobili nel suolo, che rifletterebbe più oggettivamente la fornitura di piante su un dato terreno con fosfati assimilabili e, di conseguenza, la necessità di colture in fertilizzanti al fosforo . Durante lo sviluppo di diversi metodi per determinare il contenuto di fosfati disponibili per le piante, sono stati utilizzati vari solventi: acqua, acidi deboli (1-2% citrico, 2-3% acetico, 0,2 N HC1, 0,002 N H2SO4). L'acqua distillata satura di anidride carbonica viene utilizzata anche per estrarre i fosfati digeribili dal terreno. Tutti i metodi sono progettati per simulare l'effetto degli apparati radicali delle piante sul suolo, che rilasciano anidride carbonica e alcuni acidi organici, creando una reazione locale debolmente acida.
Tuttavia, un confronto dell'effetto di soluzioni debolmente acide e sistemi di radici sulla solubilità dei fosfati del suolo è solo condizionale, poiché si crea un equilibrio quando la soluzione interagisce con il suolo. Le piante, invece, spostano questo equilibrio a causa dell'assorbimento di acido fosforico dalla soluzione da parte dell'apparato radicale, stimolando così la comparsa di nuove quantità di fosfati nella soluzione. Quanto ai sali di fosfato, solubili in acqua, sono così pochi che è impossibile giudicare il grado di apporto di fosforo alle piante. Soluzioni leggermente acide non possono essere utilizzate su terreni calcarei. In queste condizioni si utilizzano sali alcalini (soluzioni al 10% di potassio o carbonato di ammonio). Ciò è dovuto al fatto che le soluzioni di acidi deboli vengono consumate per la decomposizione dei carbonati del suolo e gli acidi più concentrati possono convertire i fosfati in soluzione, che sono inaccessibili alle piante.
Per determinare i fosfati assimilabili nel suolo vengono utilizzati anche metodi microbiologici, a scambio ionico, isotopici e di semina. Tuttavia, non si sono diffusi per vari motivi. I metodi di semina e microbiologici sono inferiori ai metodi chimici, principalmente a causa della durata della loro attuazione. L'uso di scambiatori di ioni - adsorbenti polimerici sintetici - fornisce una correlazione abbastanza soddisfacente quando si confronta la quantità di fosforo assimilata dalle piante dal terreno nell'esperimento di coltivazione ed estratta dallo scambiatore anionico. Il metodo di scambio ionico consente di creare condizioni più vicine a quelle che si sviluppano durante l'interazione del suolo e delle radici delle piante. A causa dell'alto costo, questo metodo viene utilizzato solo negli istituti di ricerca. Il metodo degli isotopi consente inoltre di calcolare il contenuto di fosfati assimilabili nel suolo, la percentuale della loro assimilazione dal suolo, ecc. Tuttavia, i dati di questi metodi devono essere chiariti mediante l'impostazione di esperimenti sul campo. Il metodo per la determinazione dei fosfati assimilabili nel suolo è considerato buono quando esiste una stretta correlazione tra i dati dell'analisi e la reattività delle piante ai fertilizzanti a base di fosforo.
Il contenuto di 205 mobile nel terreno determinato con metodi diversi dà un'idea della sua capacità di fosfato, ma non del livello di fosfato del terreno studiato, che può diminuire con l'assimilazione di Р205 da parte delle piante e aumentare con il suolo a maggese o il applicazione di fertilizzanti al fosforo. Metodi per determinare il livello di fosfato del suolo proposti da N.P. Karpinsky e V.B. Zamyatina, basato sull'elaborazione di campioni di suolo con un debole 0,3 N. K2SO4 (con un rapporto di terreno: soluzione = 1: 10 e interazione entro un'ora). Il livello di fosfati dopo la raccolta era inferiore rispetto a prima della semina, a causa della rimozione del fosforo da parte delle piante. Le analisi periodiche di laboratorio che utilizzano questo metodo hanno permesso di determinare i tempi dei cambiamenti nel livello di fosfato sotto l'influenza di fertilizzanti applicati, terreno incolto e altre tecniche agricole.
Negli ultimi anni, c'è stato un significativo aumento di interesse per lo studio del regime fosfatico dei suoli, che richiede anche il miglioramento dei metodi per il suo studio per una valutazione più obiettiva della fertilità del suolo dal contenuto di fosforo in essi e la reattività delle colture agricole ai fertilizzanti al fosforo.
Circa il 95% dei fosfati nella crosta terrestre è rappresentato da fluoroapatite (Ca5F (P04) 3) e il 5% sono fosfati sesquiossido e altri composti. Come risultato dell'attività vitale di piante e microrganismi superiori, anche i composti organici del fosforo si accumulano nel suolo. Il contenuto medio di acido fosforico nel terreno va dallo 0,05 allo 0,20% P2O5 della massa del suolo (dipende dalla presenza di humus, dalla distribuzione granulometrica, dalla fertilizzazione). Il terriccio contiene più P2O5 degli strati sottostanti. Nell'humus è dell'1-2%.
La quota principale di acido fosforico nel suolo è sotto forma di composti inaccessibili alle piante. Pertanto, il contenuto lordo di acido fosforico nel suolo non può essere un indicatore della disponibilità di fosforo per le piante, ma ne caratterizza la potenziale fertilità. Il contenuto di Р205 nella soluzione del suolo raggiunge 1-2 mg / l. Il fosforo della soluzione viene assorbito da piante, microrganismi e anche dal suolo a causa della formazione secondaria di composti P205 scarsamente solubili con calcio, magnesio e sesquiossidi. Anche una concentrazione eccessivamente alta di Р205 nelle soluzioni del suolo è indesiderabile. Pertanto, in una coltura acquosa, le piantine di avena trasudavano il fosforo precedentemente fornito se il suo contenuto nella soluzione del suolo superava i 5 mg / l.
Su suolo nero, ad es. su suoli saturi di basi si formano sali CaHPO4, Caz (PO4) 2, MgHPO4. Su suoli acidi, non saturi di basi, l'acido fosforico si lega sotto forma di AIPO4, FeP04. L'anidride carbonica e i composti organici del suolo possono nuovamente convertire questi composti in una forma accessibile alle piante.
I fosfati dei sesquiossidi sono stabili non solo in ambienti neutri, ma anche in ambienti acidi, hanno bassa solubilità e disponibilità per le piante.
Il fosforo è una parte della materia organica del suolo, così come i residui delle colture e il letame. Quando si decompongono nel terreno, il fosforo rilasciato può essere utilizzato dalle piante.
Con la mineralizzazione della materia organica nel suolo, povero di fosfati, il contenuto di sali facilmente solubili in esso non solo non aumenta, ma addirittura diminuisce.
I processi di trasformazione e migrazione del fosforo nel sistema suolo-pianta, la sua circolazione negli ecosistemi antropizzati e naturali sono mostrati abbastanza chiaramente in Fig. 4.6 (Orlov et al. 2002). La regolazione del ciclo del fosforo nel ciclo biologico utilizzando fertilizzanti contenenti fosforo è molto importante, poiché non ci sono fonti naturali di ricostituzione delle sue riserve negli ecosistemi.
Riso. 4.6. Il ciclo del fosforo nell'ecosistema
