Elementų vaidmuo augalų gyvenime -

Azotas

Azotas yra vienas iš pagrindinių augalams reikalingų elementų. Jis yra visų baltymų (jo kiekis svyruoja nuo 15 iki 19%), nukleino rūgščių, aminorūgščių, chlorofilo, fermentų, daugelio vitaminų, lipoidų ir kitų augaluose susidarančių organinių junginių dalis. Bendras azoto kiekis augale sudaro 0,2–5% ir daugiau oro – sausųjų medžiagų masės.

Laisvoje būsenoje azotas yra inertinės dujos, kurių atmosferoje yra 75,5% jo masės. Tačiau azoto elementine forma augalai pasisavinti negali, išskyrus ankštinius augalus, kurių šaknyse besivystančios mazginės bakterijos gamina azoto junginius, gebančius pasisavinti atmosferos azotą ir paversti jį aukštesniems augalams prieinama forma.

Azotą augalai pasisavina tik po to, kai jis susijungia su kitais cheminiais elementais amonio ir nitrato pavidalu – labiausiai prieinamomis azoto formomis dirvožemyje. Amonis, kaip redukuota azoto forma, yra lengvai naudojamas aminorūgščių ir baltymų sintezei, kai jį pasisavina augalai. Aminorūgščių ir baltymų sintezė iš redukuotų azoto formų vyksta greičiau ir su mažiau energijos nei sintezė iš nitratų, kurių redukcijai iki amoniako augalui reikia papildomos energijos. Tačiau nitratinė azoto forma yra saugesnė augalams nei amoniakas, nes didelė amoniako koncentracija augalų audiniuose sukelia jų apsinuodijimą ir mirtį.

Amoniakas augale kaupiasi, kai trūksta angliavandenių, būtinų aminorūgščių ir baltymų sintezei. Angliavandenių trūkumas augaluose dažniausiai stebimas pradiniu vegetacijos periodu, kai lapų asimiliacinis paviršius dar nėra pakankamai išsivystęs, kad patenkintų augalo angliavandenių poreikį. Todėl amoniakinis azotas gali būti toksiškas pasėliams, kurių sėklose trūksta angliavandenių (cukriniams runkeliams ir kt.). Tobulėjant asimiliaciniam paviršiui ir angliavandenių sintezei, didėja amoniako mitybos efektyvumas, augalai geriau pasisavina amoniaką nei nitratai. Pradiniu augimo periodu šie augalai turi būti aprūpinti azotu nitratiniu pavidalu, o tokie augalai, kaip bulvės, kurių gumbuose gausu angliavandenių, gali naudoti azotą amoniako pavidalu.

Trūkstant azoto, lėtėja augalų augimas, silpsta javų dygimo intensyvumas, vaisinių ir uogų žydėjimas, trumpėja vegetacijos laikotarpis, mažėja baltymų kiekis, mažėja derlius.

Fosforas

Fosforas dalyvauja medžiagų apykaitos, ląstelių dalijimosi, dauginimosi, paveldimų savybių perkėlimo ir kituose sudėtinguose augale vykstančiuose procesuose. Tai sudėtinių baltymų (nukleoproteinų), nukleorūgščių, fosfatidų, fermentų, vitaminų, fitino ir kitų biologiškai aktyvių medžiagų dalis. Didelis fosforo kiekis augaluose randamas mineralinėmis ir organinėmis formomis. Mineraliniai fosforo junginiai yra fosforo rūgšties pavidalu, kurią augalas pirmiausia naudoja angliavandenių konversijos procesuose. Šie procesai turi įtakos cukraus kaupimuisi cukriniuose runkeliuose, krakmolo – bulvių gumbuose ir kt.

Ypač didelį vaidmenį atlieka fosforas, kuris yra organinių junginių dalis. Didelė jo dalis pateikiama fitino pavidalu – tipiška organinio fosforo rezervinė forma. Daugiausia šio elemento randama augalų dauginimosi organuose ir jaunuose audiniuose, kur vyksta intensyvūs sintezės procesai. Eksperimentai su žymėtuoju (radioaktyviuoju) fosforu parodė, kad augalo augimo taškuose jo yra kelis kartus daugiau nei lapuose.

Fosforas gali pereiti iš senų augalų organų į jaunus. Fosforas ypač reikalingas jauniems augalams, nes skatina šaknų sistemos vystymąsi, didina grūdinių kultūrų įdirbimo intensyvumą. Nustatyta, kad padidinus tirpių angliavandenių kiekį ląstelių sultyse, fosforas padidina žiemkenčių žiemkentiškumą.

Kaip ir azotas, fosforas yra viena iš svarbiausių augalų maistinių medžiagų. Pačioje augimo pradžioje augalas patiria padidėjusį fosforo poreikį, kurį dengia šio elemento atsargos sėklose. Nederlingose ​​dirvose jauniems augalams, suvartojus fosforo iš sėklų, atsiranda fosforo bado požymių. Todėl dirvose, kuriose yra nedidelis judriojo fosforo kiekis, kartu su sėja rekomenduojama eilėmis įberti granuliuoto superfosfato.

Fosforas, skirtingai nei azotas, pagreitina pasėlių vystymąsi, skatina tręšimo, vaisių formavimosi ir nokimo procesus.

Pagrindinis augalų fosforo šaltinis yra ortofosforo rūgšties druskos, paprastai vadinamos fosforu. Augalų šaknys sugeria fosforą šios rūgšties anijonų pavidalu. Labiausiai augalams prieinamos yra vandenyje tirpios monopakeistos ortofosforo rūgšties druskos: 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.

Kalis

Kalis nėra augalų organinių junginių dalis. Tačiau jis atlieka svarbų fiziologinį vaidmenį augalų angliavandenių ir baltymų apykaitoje, aktyvina azoto panaudojimą amoniako pavidalu, turi įtakos ląstelių koloidų fizinei būklei, didina protoplazmos gebėjimą sulaikyti vandenį, didina augalų atsparumą vytimui ir ankstyva dehidratacija ir taip padidina augalų atsparumą trumpalaikėms sausroms.

Trūkstant kalio (nepaisant pakankamo angliavandenių ir azoto kiekio), augaluose slopinamas angliavandenių judėjimas, mažėja fotosintezės, nitratų redukcijos ir baltymų sintezės intensyvumas.

Kalis veikia ląstelių membranų susidarymą, didina javų stiebų tvirtumą ir atsparumą išgulimui.

Kalis daro didelę įtaką derliaus kokybei. Jo trūkumas lemia sėklų trapumą, jų daigumo ir gyvybingumo sumažėjimą; augalai lengvai pažeidžiami grybelinių ir bakterinių ligų. Kalis gerina bulvių formą ir skonį, didina cukraus kiekį cukriniuose runkeliuose, turi įtakos ne tik braškių, obuolių, persikų, vynuogių spalvai ir aromatui, bet ir apelsinų sultingumui, gerina grūdų, tabako lapų, daržovių kokybę. pasėliai, medvilnės pluoštas, linai, kanapės. Intensyvaus augimo metu augalai reikalauja daugiausiai kalio.

Padidėjęs kalio maisto poreikis pastebimas šakniavaisiuose, daržovėse, saulėgrąžose, grikiuose ir tabake.

Kalis augale daugiausia yra ląstelių sultyse organinių rūgščių surištų katijonų pavidalu ir lengvai išplaunamas iš augalų liekanų. Jam būdingas pakartotinis naudojimas (perdirbimas). Jis lengvai pereina iš senų augalo audinių, kur jau buvo panaudotas, į jaunus.

Kalio trūkumas, taip pat jo perteklius neigiamai veikia derliaus kiekį ir jo kokybę.

Magnis

Magnis yra chlorofilo dalis ir tiesiogiai dalyvauja fotosintezėje. Chlorofilas turi apie 10% viso magnio kiekio žaliosiose augalų dalyse. Magnis taip pat yra susijęs su lapų pigmentų, tokių kaip ksantofilas ir karotinas, susidarymu. Magnis taip pat yra atsarginės medžiagos fitino, esančios augalų sėklose, ir pektino medžiagų dalis. Apie 70–75% augaluose esančio magnio yra mineralinės formos, daugiausia jonų pavidalu.

Magnio jonai adsorbciniu būdu prisijungia prie ląstelių koloidų ir kartu su kitais katijonais palaiko jonų pusiausvyrą plazmoje; kaip ir kalio jonai, jie padeda tirštinti plazmą, mažina jos brinkimą, taip pat dalyvauja kaip katalizatoriai daugelyje augale vykstančių biocheminių reakcijų. Magnis aktyvina daugelio fermentų, dalyvaujančių angliavandenių, baltymų, organinių rūgščių, riebalų susidarymo ir virsmo procese, veiklą; turi įtakos fosforo junginių judėjimui ir virsmui, vaisių formavimuisi ir sėklų kokybei; pagreitina grūdinių kultūrų sėklų nokimą; gerina derliaus kokybę, riebalų ir angliavandenių kiekį augaluose, citrusinių vaisių, vaisių ir žiemkenčių atsparumą šalčiui.

Didžiausias magnio kiekis augalų vegetatyviniuose organuose pastebimas žydėjimo laikotarpiu. Po žydėjimo chlorofilo kiekis augale smarkiai sumažėja, o iš lapų ir stiebų magnis nuteka į sėklas, kur susidaro fitinas ir magnio fosfatas. Todėl magnis, kaip ir kalis, gali judėti augale iš vieno organo į kitą.

Esant dideliam derliui, pasėliai sunaudoja magnio iki 80 kg 1 ha. Daugiausia jo sugeria bulvės, pašariniai ir cukriniai runkeliai, tabakas, ankštiniai augalai.

Svarbiausia augalų mitybos forma yra keičiamasis magnis, kuris, priklausomai nuo dirvožemio tipo, sudaro 5-10% viso šio elemento kiekio dirvožemyje.

Kalcis

Kalcis dalyvauja augalų angliavandenių ir baltymų apykaitoje, chloroplastų susidaryme ir augime. Kaip ir magnis bei kiti katijonai, kalcis palaiko tam tikrą fiziologinę jonų pusiausvyrą ląstelėje, neutralizuoja organines rūgštis, veikia protoplazmos klampumą ir pralaidumą. Kalcis būtinas normaliai augalų mitybai amoniakiniu azotu, todėl augaluose nitratus sunku atkurti į amoniaką. Normalių ląstelių membranų konstrukcija labiau priklauso nuo kalcio.

Skirtingai nuo azoto, fosforo ir kalio, kurie dažniausiai randami jaunuose audiniuose, senuose audiniuose kalcio yra dideli kiekiai; o jo daugiau lapuose ir stiebuose nei sėklose. Taigi, žirnių sėklose kalcio yra 0,9% oro - sausosios medžiagos, o šiauduose - 1,82%

Daugiametės ankštinės žolės sunaudoja daugiausiai kalcio – apie 120 kg CaO 1 ha.

Kalcio trūkumas lauke pastebimas labai rūgščiose, ypač smėlingose, dirvose ir solonecose, kur kalcio patekimą į augalus stabdo vandenilio jonai rūgščiose dirvose, o natrio – solonecose.

Siera

Siera yra aminorūgščių cistino ir metionino dalis, taip pat glutationas – medžiaga, randama visose augalų ląstelėse ir atlieka tam tikrą vaidmenį medžiagų apykaitoje bei redokso procesuose, nes yra vandenilio nešiklis. Siera yra nepakeičiamas kai kurių aliejų (garstyčių, česnakų) ir vitaminų (tiamino, biotino) komponentas, veikia chlorofilo susidarymą, skatina aktyvesnį augalų šaknų ir mazginių bakterijų, kurios sugeria atmosferos azotą ir gyvena simbiozėje su ankštiniais augalais, vystymąsi. Dalis sieros randama augaluose neorganinės oksidacijos pavidalu.

Vidutiniškai augaluose yra apie 0,2 - 0,4% sieros iš sausųjų medžiagų arba apie 10% pelenų. Daugiausia sierą pasisavina kryžmažiedžių šeimos augalai (kopūstai, garstyčios ir kt.). Žemės ūkio augalai sunaudoja tokį sieros kiekį (kgha): javai ir bulvės - 10 - 15, cukriniai runkeliai ir ankštiniai augalai - 20 - 30, kopūstai - 40 - 70.

Sieros badas dažniausiai stebimas smėlinguose priemolio ir smėlinguose ne chernozem zonos dirvožemiuose, kuriuose trūksta organinių medžiagų.

Geležis

Geležies augalai suvartoja daug mažesniais kiekiais (1 - 10 kg 1 ha) nei kitų makroelementų. Tai dalis fermentų, dalyvaujančių kuriant chlorofilą, nors šio elemento jame nėra. Geležis dalyvauja augaluose vykstančiuose redokso procesuose, nes iš oksiduotos formos gali pereiti į geležinę ir atvirkščiai. Be to, augalų kvėpavimo procesas neįmanomas be geležies, nes ji yra neatsiejama kvėpavimo fermentų dalis.

Geležies trūkumas lemia augalų sintezuojamų augimo medžiagų (auksinų) irimą. Lapai tampa šviesiai geltoni. Geležis, kaip kalis ir magnis, negali pereiti iš senų audinių į jaunus (t. y. augalas gali būti pakartotinai panaudotas).

Geležies badas dažniausiai pasireiškia karbonatiniuose ir stipriai kalkintuose dirvožemiuose. Vaisinės kultūros ir vynuogės ypač jautrios geležies trūkumui. Ilgai badaujant geležies, jų viršūniniai ūgliai miršta.

Bor

Boro augaluose randama nežymiai: 1 mg 1 kg sausos medžiagos. Įvairūs augalai 1 ha sunaudoja nuo 20 iki 270 g boro. Mažiausias boro kiekis stebimas javų pasėliuose. Nepaisant to, boras turi didelę įtaką angliavandenių sintezei, jų transformacijai ir judėjimui augaluose, dauginimosi organų formavimuisi, tręšimui, šaknų augimui, redokso procesams, baltymų ir nukleorūgščių apykaitai, augimo stimuliatorių sintezei ir judėjimui. Boro buvimas taip pat susijęs su fermentų aktyvumu, osmosiniais procesais ir plazmos koloidų hidratacija, augalų atsparumu sausrai ir druskoms, vitaminų kiekiu augaluose – askorbo rūgštimi, tiaminu, riboflavinu. Augalams pasisavinus borą, padidėja kitų maistinių medžiagų pasisavinimas. Šis elementas negali pereiti iš senų augalų audinių į jaunus.

Trūkstant boro, sulėtėja augalų augimas, miršta ūglių ir šaknų augimo taškai, neatsidaro pumpurai, nubyra žiedai, jaunų audinių ląstelės suyra, atsiranda įtrūkimų, augalų organai pajuoduoja ir įgauna netaisyklingą formą.

Boro trūkumas dažniausiai pasireiškia dirvožemiuose su neutralia ir šarmine reakcija, taip pat kalkinguose dirvožemiuose, nes kalcis trukdo boro tekėjimui į augalą.

Molibdenas

Molibdeną augalai pasisavina mažesniais kiekiais nei kitus mikroelementus. 1 kg augalų sausųjų medžiagų yra 0,1–1,3 mg molibdeno. Didžiausias šio elemento kiekis yra ankštinių augalų sėklose – iki 18 mg 1 kg sausosios medžiagos. Iš 1 hektaro augalai ištveria 12–25 g molibdeno derlių.

Augaluose molibdenas yra fermentų, dalyvaujančių redukuojant nitratus į amoniaką, dalis. Trūkstant molibdeno, augaluose kaupiasi nitratai, sutrinka azoto apykaita. Molibdenas pagerina augalų mitybą kalciu. Molibdenas dėl gebėjimo keisti valentingumą (dovanodamas elektroną, jis tampa šešiavalentis, o prisirišęs – penkiavalentis) dalyvauja augale vykstančiuose redokso procesuose, taip pat chlorofilo ir vitaminų susidaryme, keičiantis fosforo junginiai ir angliavandeniai. Molibdenas turi didelę reikšmę mazgelių bakterijoms fiksuojant molekulinį azotą.

Trūkstant molibdeno, augalai atsilieka augant ir sumažina derlių, lapai tampa blyškios spalvos (chlorozė), o dėl azoto apykaitos pažeidimo jie praranda turgorą.

Molibdeno badas dažniausiai stebimas rūgštiniuose dirvožemiuose, kurių pH yra mažesnis nei 5,2. Kalkinimas padidina molibdeno judrumą dirvožemyje ir jo suvartojimą augalams. Šio elemento trūkumui dirvoje ypač jautrūs ankštiniai augalai. Molibdeno trąšų įtakoje ne tik didėja derlius, bet ir gerėja produktų kokybė - padidėja cukraus ir vitaminų kiekis daržovių pasėliuose, baltymų kiekis ankštiniuose augaluose, baltymų ankštinių augalų šiene ir kt.

Molibdeno perteklius, kaip ir jo trūkumas, augalus veikia neigiamai – lapai praranda žalią spalvą, sulėtėja augimas, sumažėja augalų derlius.

Varis

Vario, kaip ir kitų mikroelementų, augalai suvartoja labai mažais kiekiais. Vario yra 2–12 mg 1 kg sausos augalų masės.

Varis vaidina svarbų vaidmenį redokso procesuose, galintis iš monovalentinės formos virsti dvivalenčia ir atvirkščiai. Jis yra daugelio oksidacinių fermentų komponentas, padidina kvėpavimo intensyvumą, veikia augalų angliavandenių ir baltymų apykaitą. Vario įtakoje augale didėja chlorofilo kiekis, suintensyvėja fotosintezės procesas, didėja augalų atsparumas grybelinėms ir bakterinėms ligoms.

Nepakankamas augalų aprūpinimas variu neigiamai veikia augalų vandens sulaikymą ir vandens sugėrimą. Dažniausiai vario trūkumas pastebimas durpiniuose ir kai kuriuose lengvos mechaninės sudėties dirvožemiuose.

Tuo pačiu metu per didelis augalams prieinamo vario ir kitų mikroelementų kiekis dirvoje neigiamai veikia derlių, nes sutrinka šaknų vystymasis, sumažėja geležies ir mangano patekimas į augalą.

Manganas

Manganas, kaip ir varis, vaidina svarbų vaidmenį augale vykstančiose redokso reakcijose; tai yra fermentų, kurių dėka vyksta šie procesai, dalis. Manganas dalyvauja fotosintezės, kvėpavimo, angliavandenių ir baltymų apykaitos procesuose. Tai pagreitina angliavandenių nutekėjimą iš lapų į šaknis.

Be to, manganas dalyvauja vitamino C ir kitų vitaminų sintezėje; padidina cukraus kiekį cukrinių runkelių šaknyse, baltymų – grūduose.

Mangano badas dažniausiai stebimas karbonatiniuose, durpiniuose ir stipriai kalkintuose dirvožemiuose.

Trūkstant šio elemento, sulėtėja šaknų sistemos vystymasis ir augalų augimas, mažėja produktyvumas. Gyvūnai, šeriami mažai mangano turinčiomis dietomis, kenčia nuo susilpnėjusių sausgyslių ir blogo kaulų vystymosi. Savo ruožtu perteklinis tirpaus mangano kiekis, pastebėtas stipriai rūgščiame dirvožemyje, gali neigiamai paveikti augalus. Toksinis mangano pertekliaus poveikis pašalinamas kalkinant.

Cinkas

Cinkas yra daugelio fermentų, tokių kaip karboanhidrazė, kuri katalizuoja anglies rūgšties skaidymą į vandenį ir anglies dioksidą, dalis. Šis elementas dalyvauja augale vykstančiuose redokso procesuose, angliavandenių, lipidų, fosforo ir sieros apykaitoje, aminorūgščių ir chlorofilo sintezėje. Cinko vaidmuo redokso reakcijose yra mažesnis nei geležies ir mangano, nes jis neturi kintamo valentingumo. Cinkas turi įtakos augalų apvaisinimo procesams ir embriono vystymuisi.

Nepakankamas augalų aprūpinimas virškinamu cinku pastebimas žvyro, priesmėlio, priesmėlio ir karbonatinėse dirvose. Dėl cinko trūkumo ypač kenčia vynuogynai, citrusiniai vaismedžiai ir vaismedžiai sausringuose šalies regionuose šarminėse dirvose. Ilgai badaujant cinką, vaismedžiuose pastebimos sausos viršūnės – viršutinių šakų mirtis. Iš lauko kultūrų labiausiai šio elemento reikia kukurūzams, medvilnei, sojų pupelėms ir pupelėms.

Dėl cinko trūkumo sutrinka chlorofilo sintezė, todėl ant lapų atsiranda šviesiai žalių, geltonų ir net beveik baltų chlorotinių dėmių.

Kobaltas

Be visų aukščiau aprašytų mikroelementų, augaluose yra ir mikroelementų, kurių vaidmuo augaluose nėra pakankamai ištirtas (pavyzdžiui, kobaltas, jodas ir kt.). Tačiau nustatyta, kad jie turi didelę reikšmę žmonių ir gyvūnų gyvenime.

Taigi kobaltas yra vitamino B 12 dalis, kurio trūkumas sutrinka medžiagų apykaitos procesai, ypač susilpnėja baltymų, hemoglobino ir kt.

Nepakankamas pašarų aprūpinimas kobaltu, kurio kiekis yra mažesnis nei 0,07 mg 1 kg sausos masės, žymiai sumažina gyvūnų produktyvumą, o labai trūkstant kobalto, gyvuliai suserga sausumu.

jodo

Jodas yra neatsiejama skydliaukės hormono – tiroksino – dalis. Trūkstant jodo, staigiai mažėja gyvulių produktyvumas, sutrinka skydliaukės funkcijos, jis didėja (atsiranda struma). Mažiausias jodo kiekis stebimas podzoliniuose ir pilkuosiuose miško dirvožemiuose; chernozemai ir serozemai labiau aprūpinti jodu. Lengvos mechaninės sudėties, koloidinių dalelių skurdžiose dirvose jodo mažiau nei molinguose dirvožemiuose.

Kaip rodo cheminė analizė, augaluose taip pat yra tokių elementų kaip natris, silicis, chloras ir aliuminis.

Natrio

Natris sudaro nuo 0,001 iki 4% sausos augalų masės. Iš lauko kultūrų didžiausias šio elemento kiekis yra cukriniuose, valgomuosiuose ir pašariniuose runkeliuose, ropėse, pašarinėse morkose, liucernose, kopūstuose, cikorijose. Su cukrinių runkelių derliumi iš 1 ha išvežama apie 170 kg natrio, apie 300 kg pašarų.

Silicis

Silicio yra visuose augaluose. Didžiausias silicio kiekis buvo pastebėtas javų pasėliuose. Silicio vaidmuo augalų gyvenime nebuvo nustatytas. Jis padidina augalų fosforo pasisavinimą dėl padidėjusio dirvožemio fosfatų tirpumo, veikiant silicio rūgščiai. Iš visų pelenų elementų dirvoje daugiausiai yra silicio, jo trūkumo augalai nejaučia.

Chloras

Augaluose chloro yra daugiau nei fosforo ir sieros. Tačiau jo būtinybė normaliam augalų augimui nenustatyta. Chloras greitai patenka į augalus, neigiamai paveikdamas daugybę fiziologinių procesų. Chloras mažina derliaus kokybę, apsunkina augalo patekimą į anijonus, ypač fosfatus.

Citrusiniai augalai, tabakas, vynuogės, bulvės, grikiai, lubinai, seradelės, linai, serbentai yra labai jautrūs dideliam chloro kiekiui dirvožemyje. Mažiau jautrūs dideliam chloro kiekiui dirvožemyje yra javai ir daržovės, burokėliai, prieskoninės žolės.

Aliuminis

Aliuminio augaluose gali būti dideliais kiekiais: kai kurių augalų pelenuose jo dalis sudaro iki 70%. Aliuminis sutrikdo medžiagų apykaitą augaluose, trukdo cukrų, baltymų, fosfatidų, nukleoproteinų ir kitų medžiagų sintezei, o tai neigiamai veikia augalų produktyvumą. Jautriausi judriojo aliuminio buvimui dirvoje (1-2 mg 100 g dirvožemio) yra cukriniai runkeliai, liucerna, raudonieji dobilai, žieminiai ir vasariniai vikiai, žieminiai kviečiai, miežiai, garstyčios, kopūstai, morkos.

Be minėtų makro ir mikroelementų, augaluose nedideliais kiekiais (nuo 108 iki 10-12%) yra nemažai elementų, vadinamų ultramikroelementais. Tai cezis, kadmis, selenas, sidabras, rubidis ir kt.. Šių elementų vaidmuo augaluose netirtas.
taip pat skaitykite

Fosforas augaluose

Fosforas vaidina nepaprastai svarbų vaidmenį augalų gyvenime. Dauguma medžiagų apykaitos procesų vyksta tik jam dalyvaujant. Jis beveik visada yra antrame minimume (po azoto).

Fosforo (C 3) fiziologinis vaidmuo. Tai dalis svarbiausių organinių junginių, aktyviai dalyvaujančių augalų metabolizme: nukleino rūgštys (DNR ir RNR), nukleoproteinai, fosfoproteinai, fosfatidai (fosfolipidai), makroerginiai junginiai (ATP ir kt.), cukraus fosfatai, fitinas, vitaminai ir kt. Fosforo kiekis (Р2О5) augaluose ir pašalinimas žemės ūkio pasėliais Vidutinis sausosios medžiagos kiekis yra 0,5 %, svyruojantis nuo 0,1 iki 1,5 % ir priklauso nuo pasėlių biologinių savybių, augalų ir jų organų amžiaus, fosforo sąlygų. mityba ir kt. .d. Taigi ankštinių augalų grūduose P2O5 yra 1-1,5%, javų - 0,8-1%. Šių ir kitų kultūrų šiauduose yra mažiau fosforo, palyginti su sėklomis – 0,2-0,4%.

Fosforas augaluose pasiskirsto panašiai kaip azotas, yra jo palydovas. Fosforo kiekis augalų organuose vidutiniškai sudaro 30% azoto (C 17) kiekio. Jaunuose ir gyvybiškai svarbiuose organuose randama daugiau fosforo, lapuose fosforo daugiau nei stiebuose.

Fosforo pasišalinimas pasėliais vidutiniškai siekia 15-50 kg/ha, kinta priklausomai nuo pasėlių biologinių savybių ir produktyvumo lygio.

Fosforo šaltiniai augalams. Pagrindiniai šaltiniai yra ortofosforo rūgšties (C 19) druskos, kuri, būdama tribazinė, gali sudaryti trijų tipų anijonus – H2PO4–, HPO42–, PO43– (C 20), taigi ir trijų tipų druskas – vieną. , dviejų ir trijų pakaitų fosfatai , kurių tirpumas ir prieinamumas augalams skiriasi priklausomai nuo katijonų.

Fosforo šaltiniais gali būti ir metafosforo bei polifosforo (piro-, tripolifosforo ir kt.) rūgščių druskos, kurių augalai tiesiogiai nepasisavina, bet dirvožemyje hidrolizuojasi iki ortofosfatų (C 21-24).

Be to, kai kurių augalų (žirnių, pupų, kukurūzų ir kt.) šaknys išskiria fermentą fosfatazę, kuri iš paprastų organinių junginių atskiria fosforo rūgšties anijoną. Dėl to organiniai fosforo junginiai gali būti šių augalų fosforo šaltinis.

Fosforo virsmai augaluose.Į augalus patekęs fosforas labai greitai patenka į organinių junginių sudėtį. Tačiau fosforas juose yra tiesiogiai fosforo rūgšties likučio pavidalu. Taigi 85–95 % fosforo yra organinės formos (C 26). Mineralinių fosfatų – kalcio, kalio, magnio ir amonio fosfatų – daug mažiau (5-15%), tačiau jie turi didelę reikšmę, nes yra fosforo rezervinė ir transportavimo forma. Pavyzdžiui, šaknų organiniuose junginiuose esantis fosforas gali persikelti į antžeminę dalį tik pavirtęs į mineralinius fosfatus.

Fosforo suvartojimo dinamika auginimo sezono metu. Kritinis laikotarpis fosforo atžvilgiu visose kultūrose pastebimas sodinukų fazėje. Fosforo trūkumas šiuo laikotarpiu smarkiai sumažina derlių, nepaisant tolesnio augalų tiekimo. Tuo pačiu metu šaknų sistema pradinėse augimo fazėse yra silpnai išsivysčiusi ir dažnai negali įsisavinti dirvožemio fosforo ir pakankamai trąšų, kurios buvo įterptos prieš sėją. Todėl prieš sėją plačiai rekomenduojama naudoti fosforą.

Skirtingų kultūrų didžiausio fosforo suvartojimo laikotarpiai nesutampa. Pavyzdžiui, vasariniai kviečiai sunaudoja visą jiems reikalingą fosforą iki varpėjimo fazės pabaigos, o linai net iki visiško žydėjimo pasisavina tik 58 %, o medvilnė – tik 10 % didžiausio fosforo kiekio augaluose pilno žydėjimo fazės metu. Fosforas kviečiuose stebimas dygimo į vamzdelį ir varpos fazėse, linuose – žydėjimo ir nokimo fazėse, medvilnėje – pluošto formavimosi fazėse.

Fosforo trūkumo augalams požymiai. Sulėtėja augalų augimas ir vystymasis, mažėja lapų dydis, vėluoja žydėjimas ir derliaus nokinimas (C 31-33). Fosforas yra perdirbamas, todėl jo trūkumas pirmiausia atsiranda ant apatinių lapų, kurie tampa tamsiai žalia, purvina žalia, o vėliau raudonai violetinė, violetinė arba violetinė.

Fosforas dirvožemyje.Fosforo kiekis ir atsargos dirvožemyje. Bendras kiekis svyruoja nuo 0,01 iki 0,3% ir pirmiausia priklauso nuo pirminių uolienų mineraloginės sudėties. Be to, dirvose, kuriose gausu humuso, yra daugiau fosforo (humuse yra 1-2 % P2O5). Taigi minimalus fosforo kiekis velėniniuose-podzoliniuose smėlinguose dirvožemiuose, didžiausias – chernozemo dirvožemiuose. Augalų gyvybinė veikla sukelia biologinį fosforo kaupimąsi viršutiniuose dirvožemio horizontuose

Bendra fosforo atsarga ariamajame sluoksnyje 1 ha svyruoja nuo 0,3 tonos lengvuose velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose iki 9 tonų chernozemuose.

Fosforo formos dirvožemyje ir jo transformacija Fosforo dirvožemyje yra organinių ir mineralinių formų Organinio fosforo yra mažiau, jis yra nespecifinės humuso dalies, taip pat nesuirusių augalų ir mikroorganizmų liekanų dalis.

Vyrauja mineralinis fosforas, kurio velėniniuose-podzoliniuose, kaštoniniuose ir pilkuosiuose dirvožemiuose sudaro 70-90% bendro kiekio, o dirvose, kuriose yra daug humuso (taigi ir organinio fosforo) - pilkuose miško dirvožemiuose ir chernozemuose - 55-65 % (C 44). Mineralinis fosforas daugiausia randamas pirminių mineralų ir visų pirma fluorapatito [Ca3(PO4)2]3·CaF2 ir hidroksiapatito [Ca3(PO4)2]3·Ca(OH)2 pavidalu.

Organinių junginių ir pirminių mineralų fosforo augalai tiesiogiai nepasisavina. Dėl pirminių mineralų dūlėjimo susidaro antriniai mineralai, kurie yra įvairios ortofosforo rūgšties druskos. Fosfatai taip pat susidaro mineralizuojant organinį fosforą, veikiant fosforobakterijoms.

Fosforo rūgšties druskos pasižymi skirtingu tirpumu ir, atitinkamai, prieinamumu augalams.

Vienavalenčių katijonų fosfatai [KH2PO4, (NH4)2HPO4, Na3PO4], taip pat dvivalenčių katijonų monopakeistos druskos [Ca(H2PO4)2, Mg(H2PO4)2] yra tirpūs vandenyje. Jie gerai prieinami augalams.

Dipakeistai kalcio ir magnio fosfatai (CaHPO4, MgHPO4) ir šviežiai nusodinti, amorfiniai trijų pakaitų fosfatai [Ca3(PO4)2, Mg3(PO4)2], kurie netirpsta vandenyje, bet tirpsta silpnose rūgštyse (organinėje, anglies rūgštyje). vadinamas rūgštyje tirpiu.. Šie junginiai, veikiami rūgštinių šaknų sekretų, taip pat mikrobų gaminamos organinės ir mineralinės rūgštys, palaipsniui ištirpsta ir tampa prieinami augalams.

Jie netirpsta vandenyje ir silpnose rūgštyse, todėl kristalinės trijų pakaitų kalcio ir magnio fosfatų formos augalams praktiškai nepasiekiamos. Tačiau kai kurie augalai – lubinai, grikiai, garstyčios, kiek mažiau žirniai, saldieji dobilai, esparniai ir kanapės – turi savybę pasisavinti fosforą iš tripakeistų fosfatų. Geležies ir aliuminio fosfatai (AlPO4, FePO4) yra mažiausiai prieinami augalams.Svarbų vaidmenį formuojant fosforo mitybos sąlygas vaidina cheminė vandenyje tirpių fosfatų absorbcija (fosforo retrogradacija), kuri dirvožemyje vyksta bet kokia reakcija aplinka.

Neutraliose dirvose, prisotintose bazėse (chernozemų, kaštonų dirvožemiuose), susidaro dviejų ir trijų pakaitalų kalcio ir magnio fosfatai:

Ca(H2PO4)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaHPO4↓ + 2H2CO3;

PPK)Ca2+ + Ca(H2PO4)2 → PPK)2H+ + Ca3(PO4)2↓.

Rūgščiuose dirvožemiuose, kuriuose yra daug aliuminio ir geležies (velėninis-podzolinis, raudonasis dirvožemis), šių elementų fosfatai nusėda:

Ca(H2PO4)2 + 2Fe3+ → 2FePO4↓ + Ca2+ + 4H+;

PPK)Al3+ + K3PO4 → PPK)3K+ + AlPO4↓.

Dėl retrogradacijos vandenyje tirpių fosfatų dirvožemyje randama nežymiai (paprastai ne daugiau kaip 1 mg/kg dirvožemio).

Fosforo rūgšties anijonai dirvožemyje gali būti absorbuojami mainais, fiksuojantis ant paviršiaus teigiamai įkrautas koloidines aliuminio ir geležies hidroksidų daleles.Daugiau fosfatų mainų absorbcija išreiškiama terpės rūgštinėje reakcijoje. Keitimosi absorbcijos procesas yra grįžtamasis, ty fosfato jonai gali būti išstumti iš FPC į tirpalą kitais anijonais. Dėl to mainais absorbuoti fosforo rūgšties anijonai yra lengvai prieinami augalams.

Tirpias fosforo druskas suvartoja ne tik augalai, bet ir mikroorganizmai, virsdami organiniais fosforo turinčiais junginiais. Po mikrobų mirties pagrindinis biologiškai absorbuoto fosforo kiekis vėl tampa prieinamas augalams, išskyrus nedidelę dalį, kuri pateko į humuso sudėtį.

Velėniniams-podzoliniams ir pilkiesiems miško dirvožemiams Kirsanovo metodas yra standartizuotas: ekstraktas yra 0,2 N. Į tirpalą patenka HCl, vandenyje ir rūgštyje tirpios fosforo rūgšties druskos.

Nekarbonatiniuose chernozemuose judriojo fosforo kiekis nustatomas pagal Chirikovą: dirva įdirbama 0,5 n. CH3COOH.

Karbonatiniuose dirvožemiuose rūgštys nenaudojamos, nes silpnai rūgštūs ekstraktai išleidžiami karbonatams skaidyti, o labiau koncentruoti gali ištirpinti augalams neprieinamus fosfatus. Todėl judriojo fosforo kiekis karbonatiniuose chernozemuose nustatomas pagal Machigin, naudojant 1% (NH4)2CO3, kuris turi šarminę reakciją.

Absoliutūs rezultatai, gauti bet kuriuo metodu, nėra informatyvūs, nes nuolatinis augalų šaknų poveikis dirvožemiui vegetacijos metu toli gražu neprilygsta kokio nors reagento tirpimo galiai. Pavyzdžiui, tirpalui sąveikaujant su dirvožemiu, nusistovi pusiausvyra, o esant augalams, vartojantiems fosforą, jo koncentracija skystoje dirvožemio fazėje nuolat mažėja, skatinant naujų fosfatų kiekių perėjimą į tirpalą.

Tačiau lyginant pasėlių derlingumą lauko eksperimentuose su skirtingo judriojo fosforo kiekiu dirvožemyje, galima daryti išvadą, ar konkretus dirvožemis yra aprūpintas fosforu, ir išreikšti gautą modelį praktinę reikšmę turinčia grupavimo forma.

Fosforo balansas dirvožemyje

Gaunami straipsniai:

1) mineralinės ir organinės trąšos – pagrindinės;

2) augalų sėklos - 2-3 kg/ha per metus.

Išlaidų elementai:

1) žemės ūkio pasėlių išvežimas – pagrindinis;

2) nuostoliai dėl vandens erozijos - 5-10 kg/ha·metus;

3) išplovimas į gruntinius vandenis – stebimas tik lengvose ir durpingose ​​dirvose, kur gali siekti 3-5 kg/ha·metus.

Pajamų straipsnių analizė rodo, kad nėra reikšmingų kompensavimo šaltinių už fosforo nuostolius iš dirvožemio, išskyrus trąšas. Mineralinės trąšos atlieka išskirtinį vaidmenį užtikrinant fosforo balansą be deficito, nes į dirvą kaip organinių trąšų dalis fosforo grįžta daug mažiau, nei atstumia pasėliai.

5 puslapis iš 13

Fosforo vaidmuo augalų mityboje

Fosforas yra būtinas augalų mitybos elementas. Tai yra nukleorūgščių, membranų, fosfolipidų dalis. Fosforas yra energijos sistemos elementas, yra makroerginių junginių dalis. Kaip saugojimo medžiaga nusėda augalų sėklose. Jei mineralinėje mityboje trūksta fosforo, sumažėja fotosintezės ir kvėpavimo aktyvumas, nes sutrinka chlorofilo sintezė.

Jau seniai pastebėta, kad pirmaisiais augimo laikotarpiais žemės ūkio augalai fosfatus pasisavina intensyviau nei vėlesniais. Fosforo badas augalams ankstyvuoju augimo periodu sukelia tokį ilgalaikį slegiantį poveikį, kad jo neįmanoma visiškai įveikti net ir įprastu vėlesniu maitinimu. Be to, tokios kultūros, kurios vystymosi pradžioje badavo, neigiamai reaguoja į gausų fosfatų mitybą ateityje.

Fosforo problema žemės ūkyje tampa viena opiausių. Tai paaiškinama dviem pagrindinėmis priežastimis – šio elemento geologinių atsargų stoka ir jo greitu bei stipriu surišimu dirvožemyje tręšiant su trąšomis. Štai kodėl žemės ūkio augalų trąšų fosforo virškinamumas neviršija 25 %, o didžiulį jo kiekį fiksuoja dirvožemis, virsdamas augalams sunkiai pasiekiamais fosfatais. .

6 skyrius. Fosforo trąšos

Fosforas ir jo vaidmuo augalų mityboje

Fosforas yra viena iš trijų pagrindinių augalų maistinių medžiagų. Kalbant apie naudojimą kaip trąšų elementą, jis seka azotą. Tai svarbiausias biogeninis elementas, būtinas visų organizmų gyvybei. Fosforo ir deguonies deriniai (fosforo rūgštys ir fosfatai), kurie yra labiausiai paplitę gamtoje, yra nepaprastai svarbūs augalų ir gyvūnų pasaulio egzistavimui ir vystymuisi. Jokia gyva ląstelė negali egzistuoti be fosforo rūgšties. Šiuo atžvilgiu fosforas buvo vadinamas „gyvybės raktu“.

Kai kuriais literatūriniais duomenimis, fosforo rūgšties gavimo būdas arabų alchemikams buvo žinomas dar XII amžiuje. Tačiau visuotinai pripažinta fosforo atradimo data yra 1669 m., kai vokiečių vaistininkas X. Brandtas, kaip ir kiti Vakarų Europos alchemikai, ieškojo branginamo „filosofinio akmens“ ir, kai jis buvo deginamas smėliu, sausų nuosėdų nuo šlapimo išgaravimo. ir vėlesnis jo distiliavimas be oro prieigos gavo „nuostabią“ medžiagą, kuri švyti tamsoje, kurios šviesa nedegė. 1777 m. prancūzų chemikas A. Lavoisier nustatė, kad X. Brandto atrasta medžiaga yra naujas elementas, vėliau pavadintas fosforu (iš graikų phos – „šviesa“, phoros – „vežti“ – šviesą nešantis, „šviesos nešėjas“). “).

Fosforas sudaro kelias alotropines formas: baltąjį, raudonąjį ir juodąjį fosforą. Tam tikromis sąlygomis visos trys formos gali pereiti viena į kitą. Baltasis fosforas pasižymi didžiausiu cheminiu aktyvumu. Raudonasis fosforas naudojamas degtukų gamyboje. Tačiau raudonasis elementinis fosforas yra perspektyvus kaip trąša. Įdėjus vario druskų, jis dirvožemyje oksiduojasi ir tampa prieinamas.

Fosforo augaluose yra organiniuose (dažniausiai iki 90% viso) ir mineraliniuose junginiuose. Organinių ir mineralinių fosforo junginių santykis priklauso nuo augalų amžiaus ir bendro fosforo prieinamumo. Jaunuose augaluose organinio fosforo dalis visada yra žymiai didesnė nei senuose augaluose. Tačiau jei dirvožemis gausiai aprūpinamas fosforu, neorganinių fosfatų dalis senesniuose lapuose gali būti dar didesnė. Dauginimosi organuose fosforo susikaupia 3–6 kartus daugiau nei vegetatyviniuose. Sėklos turi turėti pakankamai fosforo šaknų formavimosi laikotarpiui, kuris pradės jį pasisavinti iš dirvožemio.

Fosforas vaidina nepaprastai svarbų vaidmenį augalų gyvenime. Jis yra ląstelių protoplazmoje, yra chromosomų, nukleorūgščių, fosfoproteinų, kai kurių vitaminų, fermentų, esterių, fitino ir kitų organinių medžiagų dalis, aktyviai dalyvauja formuojant baltymines medžiagas. Kvėpavimo ir fermentacijos procesuose vieną iš pagrindinių funkcijų atlieka fosforo rūgštis, kuri yra buferis reguliuojant angliavandenių apykaitą.

Gyvose ląstelėse fosforo iš dalies yra orto- ir pirofosforo rūgščių bei jų darinių pavidalu. Fosfatų grupė turi svarbių surišimo savybių ir gali dalyvauti stiprioje (elektrostatinėje) surišimo sąveikoje su metalo ir aminų katijonais. Fosforas lengvai sudaro daugybę kovalentinių junginių – nuo ​​eterių (trimetilo arba trietilo fosfato) iki sudėtingų dezoksiribonukleino (DNR) ir ribonukleino (RNR) rūgščių makromolekulių, kurios yra neatsiejama biologinių reguliavimo molekulių dalis. Fosforas yra esminis daugelio kofermentų sistemų komponentas, kuris katalizuoja daugybę azoto mainų reakcijų.

Svarbūs organinio fosforo junginiai augaluose yra nukleino rūgštys, kurios vaidina svarbų vaidmenį paveldintoje organizmo veikloje. Tai sudėtingos stambiamolekulinės medžiagos, susidedančios iš azoto bazių, angliavandenių molekulės (ribozės arba dezoksiribozės) ir fosforo rūgšties. Augaluose nukleino rūgščių dalis yra nuo 0,1 iki 1%, o fosforo dalis nukleorūgštyse (pagal P 2 O 5) yra apie 20%. Sėklų gemalai, žiedadulkės ir šaknų galiukai išsiskiria dideliu nukleorūgščių kiekiu.

Nukleorūgštys dalyvauja baltymų sintezėje, augimo ir dauginimosi procesuose, paveldimų savybių perteikime, veikia kvėpavimo procesus, daugelio fermentų susidarymą. RNR atlieka „matricos“ vaidmenį, ant kurios paeiliui sukraunamos aminorūgščių molekulės, kad susidarytų tam tikram organizmui būdingas baltymas. DNR, kuri yra branduolio chromosomų aparato dalis, yra atsakinga už paveldimų savybių ir sukauptos biologinės informacijos perdavimą, dėl kurio tam tikra tvarka ir seka jungiamos aminorūgštys, formuojant įvairius baltymus.

Didžiulį vaidmenį metabolizme atlieka makroerginiai junginiai, turintys daug energijos turinčių ryšių. Yra žinoma daug didelės energijos junginių, dauguma jų apima fosforą. Tarp jų ypatingą vietą užima adenozino trifosforo rūgštis (ATP) – savotiška saugotoja ir energijos nešėja daugelyje sintetinių procesų. Hidrolizės metu ATP, kuris yra RNR dalis, išsiskiria apie 55 kJ/mol, o įprastų jungčių hidrolizė duoda 8–12 kJ/mol. Makroerginės fosfatinės jungtys dalyvauja fotosintezės, kvėpavimo, baltymų, riebalų, krakmolo, sacharozės, daugelio aminorūgščių ir kitų junginių biosintezės procesuose.

Fosforo junginiai su baltyminėmis medžiagomis – fosforoproteinais – katalizuoja biocheminių reakcijų eigą.

Cukraus fosfato esteriai – paprastų cukrų ir fosforo rūgšties dariniai – dėl savo mobilumo vaidina svarbų vaidmenį fotosintezės ir kvėpavimo procesuose. Jų kiekis kinta priklausomai nuo augalų amžiaus, mitybos sąlygų ir kitų faktorių nuo 0,1 iki 1 % sausos masės.

Dalyvaujant fosforui, augaluose vyksta angliavandenių apykaita. Angliavandenių transformacija prasideda nuo fosforo rūgšties įvedimo į angliavandenių molekules arba nuo jos pašalinimo, t.y. nuo fosforilinimo ir defosforilinimo procesų. Labiausiai paplitęs fosfato esteris yra gliukozės-6-fosfatas. Jis sintetinamas augaluose fosforo rūgštį perkeliant iš ATP į gliukozę. Tuo pačiu metu susidaro ADP.

Fosforilinti cukrūs atlieka svarbų vaidmenį kvėpavimo ir glikolizės (angliavandenių oksidacijos iki piruvinės rūgšties) procesuose. Fosforilinimas vyksta jau pačioje fotosintezės pradžioje, kai tik šviesa patenka į lapus. Esminę reikšmę turi šviesos energijos pavertimas chemine energija, susidarant ATP fotosintezės šviesos reakcijoje.

Fosforo rūgštis aktyviai dalyvauja sacharozės biosintezėje, angliavandenių formų fermentinėse transformacijose, angliavandenių judėjime (į bulvių gumbus, cukrinių runkelių šaknis ir kt.). Šiuo atžvilgiu fosfatinės trąšos teigiamai veikia krakmolo, cukrų ir kitų angliavandenių kaupimąsi augaluose. Fosforas taip pat skatina dažiklių ir aromatinių medžiagų kaupimąsi vaisiuose, gerina jų išsilaikymą.

Fosfatidai arba fosfolipidai vaidina svarbų biologinį vaidmenį augaluose. Tai yra glicerolio, riebalų rūgščių ir fosforo rūgšties esteriai. Jie yra fosfolipidinių membranų, reguliuojančių organelių ląstelių ir plazmolemos pralaidumą įvairioms medžiagoms, dalis. Ankštinių ir aliejinių augalų sėklose yra daugiau fosfatidų.

Į riebalus panašių fosfatidų medžiagų grupės atstovas yra lecitinas, digliceridinės fosforo rūgšties darinys. Lecitinas randamas visų aktyvių ląstelių citoplazmoje, tačiau daugiausia kaupiasi sėklose.

Fitinas, ciklinio heksaatominio alkoholio inozitolio junginio darinys, yra inozitolio-fosforo rūgšties kalcio-magnio druska. Jo yra visose augalų dalyse ir audiniuose, tačiau daugiausia nusėda sėklose ir yra naudojamas kaip fosforo šaltinis sėkloms dygstant. Pasak T. N. Kulakovskajos, kviečių grūduose ir dobilų šiene vyrauja organiniai fosforo junginiai, pirmiausia fitinas (6.1 lentelė).

% P 2 O 5 į sausąją medžiagą

Fosforo trūkumui augalai ypač jautrūs pradinėse augimo ir vystymosi fazėse, kai šaknų sistema dar nėra pakankamai išsivysčiusi. Didelės fosforo atsargos sėklose prisideda prie gero augalo augimo pirmuoju gyvenimo periodu, nes suyra sėklos medžiagos ir puvimo produktai patenka į augančias dalis. Optimali mityba fosforu prisideda prie šaknų sistemos vystymosi: šaknys įsiskverbia giliau į dirvą ir labiau šakojasi, o tai pagerina augalų aprūpinimą drėgme ir maistinėmis medžiagomis. Fosforas prisideda prie ekonomiškesnio drėgmės panaudojimo, o tai ypač svarbu sausu laikotarpiu. Gera fosforo mityba pagerina žiemkenčių žiemojimą, nes nuo rudens dirvos auginimo mazguose susikaupia pakankamai cukrų.

Ankstyvuoju laikotarpiu atsiradusios neigiamos fosforo trūkumo pasekmės vėliau negali būti ištaisytos net ir laikantis gausios fosforo dietos. Augalai lieka sustingę, jų vystymasis sulėtėja, žydi ir sunoksta vėliau. Taip yra dėl to, kad ląstelės negali dalytis, jei nėra pakankamai fosforo ar kitų elementų, kad susidarytų papildomas branduolys. Taigi, skirtingai nuo augalų, kuriems trūksta azoto ir todėl jų vystymosi ciklas yra „sutrumpintas“, augalai, kuriems trūksta fosforo, yra „fiziologiškai jaunesni“.

Visuose pasėliuose formuojantis ir ypač bręstant dauginimosi organams, fosforas iš vegetatyvinių organų juda į reprodukcinius organus. Pakankamas fosforo aprūpinimas augalais formuojantis reprodukciniams organams pagreitina pastarųjų formavimąsi ir brendimą. Taigi, esant pakankamai fosforo vegetacijos laikotarpiu, grūdai sunoksta 5–6 dienomis anksčiau nei tie, kuriems jo trūko. Esant normaliai fosforo mitybai, pasėlių struktūra kinta link vertingiausios reprodukcinės dalies didėjimo: grūdiniuose pasėliuose didėja grūdų dalis biologinio pasėlio masėje, šakniavaisiuose - šakniavaisiuose ir kt.

Svarbų vaidmenį augalų gyvenime vaidina mineraliniai fosforo junginiai: kalcis, magnis, kalis, amonis ir kitos ortofosforo rūgšties druskos. Mineralinis fosforas yra ne tik rezervas organinių fosforo turinčių junginių sintezei, bet ir didina ląstelių sulčių buferinę galią, palaiko turgorą ir kitus gyvybinius procesus ląstelėje. Fosforas, didindamas augalų ląstelių gebėjimą sulaikyti vandenį, padidina augalų atsparumą sausrai ir žemai temperatūrai.

Fosforo aprūpinimo augalu lygis priklauso ne tik nuo jo kiekio dirvožemyje, bet ir nuo dirvožemio aprūpinimo kitais elementais. Taigi, trūkstant cinko, augalų fosforo suvartojimas ir naudojimas mažėja; didelis vario kiekis dirvožemyje, priešingai, sumažina augalų poreikį fosforui.

Fosforas sumažina žalingą judriojo aliuminio rūgščiame dirvožemyje poveikį augalams. Mobilios aliuminio formos neigiamai veikia medžiagų apykaitą, slopina fosfatidų susidarymą, slopina monosacharidų virsmą sacharoze ir sudėtingesniais organiniais junginiais, lėtina baltymų susidarymą. Fosforas, rišantis judriojo dirvožemio aliuminį, fiksuoja jį šaknų sistemoje, taip pagerindamas angliavandenių ir azoto apykaitą augaluose.

Fosforas lengvai juda augalo viduje ir iš senesnių lapų bei audinių gali patekti į augimo zonas, t.y. perdirbta (pakartotinai naudojama). Išoriniai fosforo trūkumo požymiai – lapų kraštų susisukimas, tamsesnė, purvinai žalia spalva. Taip yra dėl to, kad lapų, kuriuose trūksta chlorofilo, augimas vėluoja labiau nei chlorofilo susidarymas. Tačiau esant azoto pertekliui, augalai turi ir tamsiai žalią spalvą dėl didelio chlorofilo kiekio. Trūkstant fosforo, be to, dėl antocianino susidarymo dažnai atsiranda rausvi ir purpuriniai atspalviai, ypač ant pagrindinių stiebų, lapų apvalkalų ir auginių. Fosforo trūkumo požymiai ryškesni senesniuose ir apatiniuose lapuose.

Fosforo perteklius augalams taip pat nepalankus. Šiuo atveju juose yra daug fosforo mineralinėje formoje, ypač vegetatyviniuose organuose, per anksti sunoksta ir nespėja susintetinti gero derliaus. Esant fosforo pertekliui, pablogėja cinko mityba, o tai sukelia vaisinių augalų su rozetėmis ligą.

Tarp azoto ir fosforo mitybos yra glaudus ryšys. Fosforas yra azoto ir baltymų junginių palydovas, augaluose jo yra du ar tris kartus mažiau nei azoto. Trūkstant fosforo sulėtėja baltymų sintezė, susikaupia daugiau nitratų. Todėl azoto ir fosforo trąšų dozės turi būti subalansuotos, ypač įterpiant dideles azoto dozes.

Fosforas yra labai svarbus žmonių ir ūkinių gyvūnų gyvenime. Jis yra kaulinio audinio dalis ir yra būtinas procesuose, nuo kurių priklauso pagrindinės gyvybės funkcijos (metabolizmas, dauginimasis ir kt.). Žmonėms ir gyvūnams trūkstant fosforo, išsivysto osteoporozė ir kitos kaulų ligos. Žmogaus paros fosforo poreikis yra 1–1,5 g.

Yra reikšmingas ryšys tarp fosforo kiekio pašaruose ir gyvulių produktyvumo. Be to, pašarinių fosfatų įvedimas į gyvulių racioną negali visiškai kompensuoti fosforo trūkumo. Jo turėtų būti gausu natūraliuose pašaruose, taigi ir dirvoje po pašarinių augalų pasėliais. Optimalus fosforo kiekis pašaruose – 0,35–0,5 % sausosios medžiagos.

Panaši informacija.

Fosforo įtaka augalų gyvenimui yra labai įvairi. Esant normaliai fosforo mitybai, derlius gerokai padidėja, pagerėja jo kokybė. Grūdiniuose pasėliuose grūdų dalis bendrame derliume didėja, pagerėja jų našumas. Daržovėse, vaisiuose, šakniavaisiuose padaugėja cukrų, o bulvių gumbuose – krakmolo, linuose ir kanapėse gerėja ląstelienos kokybė – didėja jos ilgis ir stiprumas, ląsteliena plonėja, įgauna nuostabų aliejinį blizgesį. Fosforas didina augalų atsparumą žiemai, pagreitina jų vystymąsi ir brendimą. Pavyzdžiui, grūdinių kultūrų nokimas pagreitėja 5-6 dienomis, o tai ypač svarbu vietovėms, kuriose jie neprinoksta prieš žemą temperatūrą.

Optimali fosforo mityba prisideda prie augalų šaknų sistemos vystymosi - jis stipriau šakojasi ir prasiskverbia giliau į dirvą. Taip pagerėja augalų aprūpinimas maistinėmis medžiagomis ir drėgme, o tai ypač svarbu esant sausoms sąlygoms. Be fosforo, kaip ir be azoto, gyvybė neįmanoma. Tai yra įvairių organelių ir ląstelių branduolio dalis. Augaluose fosforo yra nukleoproteinuose, nukleorūgštyse, kurios kartu su baltymais atlieka svarbų vaidmenį pačioje gyvybės esmės pasireiškime – baltymų sintezėje, augime ir dauginantis bei perduodant paveldimas savybes. Nukleino rūgščių kiekis augaluose svyruoja nuo 0,1 iki 1%. Fosforo taip pat yra fosfatiduose, cukraus fosfatuose, fitinuose, lipoiduose ir mineraliniuose junginiuose, jis yra fermentų ir vitaminų dalis.

Fosfoproteinai – baltyminių medžiagų junginiai su fosforo rūgštimi, katalizuojantys biocheminių reakcijų eigą.

Fosfatidai (arba fosfolipidai) yra glicerolio, didelės molekulinės masės riebalų rūgščių ir fosforo rūgšties esteriai. Jie sudaro baltymų-lipidų membranas, kurios reguliuoja ląstelių organelių ir plazmos membranų pralaidumą įvairioms medžiagoms. Taigi jie atlieka labai svarbų biologinį vaidmenį augalų gyvenime.

Fitinas yra inozitolio heksaatominio alkoholio ciklinio junginio darinys ir yra inozitolio-fosforo rūgšties kalcio-magnio druska. Tai yra atsarginė dalis. Fitino fosforą naudoja besivystantis embrionas dygimo metu.

Cukraus fosfatai yra cukrų fosfato esteriai. Jie atlieka svarbų vaidmenį fotosintezės, kvėpavimo, sudėtingų angliavandenių biosintezės ir kt. Fosforo rūgšties dėka cukraus fosfatai yra labai labilūs ir labai reaktyvūs.

Be to, fosforo rūgštis yra energijos nešiklis, nes susidaro makroerginiai ryšiai. Pagrindinis vaidmuo tarp didelės energijos junginių priklauso adenozino trifosforo rūgščiai (ATP). ATP dalyvauja fotosintezės, kvėpavimo procesuose, baltymų, riebalų, krakmolo, sacharozės, aminorūgščių ir daugelio kitų junginių biosintezėje.

Taigi fotosintezės procesai, susiję su pirminių organinių medžiagų ir rezervinės energijos susidarymu, kvėpavimo procesai ir kompleksinių azoto turinčių organinių medžiagų, kurios vaidina lemiamą vaidmenį augalų gyvenime, sintezė, taip pat rezervo formavimasis. antrinės kilmės organinės medžiagos vyksta tiesiogiai dalyvaujant fosforo rūgščiai.

Didelė dalis fosforo rūgšties randama augaluose mineraline forma. Paprastai šių fosfatų yra skirtingose ​​augalų dalyse: jų daugiau šaknyse, stiebuose ir lapuose, mažiau sėklose. Augaluose esantis mineralinis fosforas yra atsarga
medžiaga, fosforo turinčių organinių junginių sintezės rezervas; padidina ląstelių sulčių buferiškumą, palaiko ląstelių turgorą ir kitus augaluose svarbius procesus.

Fosforas susilpnina žalingą judrių aliuminio formų poveikį rūgščiams velėniniams-podzoliniams dirvožemiams. Judančios aliuminio formos neigiamai veikia medžiagų apykaitą augaluose, stabdo monosacharidų virsmą sacharoze ir sudėtingesniais organiniais junginiais, atitolina baltymų susidarymą, todėl augaluose pastebimai padidėja nebaltyminių azoto formų susikaupimas. Mobilios aliuminio formos slopina fosfatidų ir nukleoproteinų susidarymą. Fosforas taip pat suriša dirvožemio aliuminį, fiksuoja jį šaknų sistemoje, taip pagerindamas angliavandenių, azoto ir fosforo apykaitą augaluose.

Fosforas glaudžiai sąveikauja su azoto ir baltymų junginiais, yra jų palydovas. Fosforo pasiskirstymas įvairiuose augalų organuose panašus į azoto pasiskirstymą. Dauginimosi organuose (sėklose) fosforo yra 3-6 kartus daugiau nei vegetatyviniuose (4.9 lentelė).

Vaizdiniai kai kurių kultūrų fosforo bado požymiai parodyti spalvotose 3, 4, 30 iliustracijose.

Gamtoje nėra natūralių fosforo atsargų papildymo šaltinių, todėl jo disbalansas medžiagų biologiniame cikle gali atsirasti anksčiau nei azoto.

Skirtinguose dirvožemiuose fosforo kiekis yra nevienodas – nuo ​​0,01 % P2O5 skurdžiuose smėlinguose dirvožemiuose iki 0,20 % galinguose daug humusinguose dirvožemiuose. Viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose paprastai yra daug daugiau P2O5, kuris yra susijęs su fosforo kaupimu pagrindinės šaknų masės žūties zonoje. Sumažinti dirvožemio profilio P2O5 kiekį

mažėja. Daugiau fosforo dirvožemyje yra mineralinio pavidalo (4.10 lentelė). Rusijos europinės dalies šiaurinės miško stepių dirvožemiai yra prastesni fosforo nei pietinės zonos dirvožemiai. Į šiaurę ir pietus nuo storų chernozemų santykinis organinių fosfatų kiekis dirvožemyje mažėja, o mineralinių fosfatų daugėja.
Organinių fosfatų daugiausia yra humuso. Miško-stepių dirvožemių humusingoje medžiagoje P2O5 yra 1,78-2,46%, storuosiuose chernozemuose - 0,81-1,25, paprastuose chernozemuose - 0,90-1,27, išplautuose chernozemuose - 1,10-1,43, o tamsiuose kaštonuose - 7 - .0,3%. Dalis organinio fosforo yra fitine, nukleorūgštyse, fosfatiduose, cukraus fosfatuose ir kituose organiniuose dirvožemio junginiuose. Dalis jo yra mikroorganizmų plazmoje. Po jų mirties šis fosforas tampa prieinamas augalams. Humuse mikrobų sausųjų medžiagų masė siekia 1 %, velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose, įdirbtuose ilgalaikiu mėšlu, mikrobų organinių medžiagų masė sudaro 2-3 % humuso masės. Skildamas humusui ir kitoms organinio fosforo turinčioms medžiagoms, vandenyje tirpus fosforas dažniausiai nesikaupia dirvožemyje, o surišamas dėl cheminės, fizikinės ir cheminės bei biologinės absorbcijos.

Mineraliniai fosfatai dirvožemyje randami kalcio, geležies ir aliuminio druskų pavidalu, t.y. jų sudėtį daugiausia lemia katijonų sudėtis absorbuotame dirvožemio komplekse. Pavyzdžiui, neutralioje ir šarminėje dirvoje vyrauja kalcio fosfatai, o rūgščiose – aliuminio ir geležies seskvioksido fosfatai. Fosforo rūgšties kalcio druskos pasižymi didesniu tirpumu, o aliuminio ir geležies druskos yra mažiau tirpios ir todėl mažiau prieinamos augalams. Ilgai naudojant trąšas, pasikeitus dirvožemių agrocheminėms savybėms, gali šiek tiek pakisti ir fosforo junginių sudėtis.

Augalų mitybos fosforo rūgštimi šaltiniai yra skirtingi. Organiniai fosfatai augalams tampa prieinami tik po organinių medžiagų mineralizacijos. Jei organinėje medžiagoje yra 0,2-0,3 % P2O5, tai jai skaidant, augalams prieinamų fosforo junginių iš viso nesikaupia. Šiuo atveju fosforas visiškai surišamas su dirvožemio mikroflora.

Pasaulio moksle ir praktikoje vis daugiau dėmesio skiriama dirvožemio biotos vaidmeniui gerinant augalų mitybą fosforu. Dirvožemio mikroflora, formuojanti simbiotines asociacijas su aukštesniaisiais augalais, ženkliai pagerina augalų augimą tais atvejais, kai dirvožemyje nėra pakankamai turimo fosforo. Dėl jo aktyvumo žymiai pagerėja augalų mityba fosforu.

Endomikorizinių grybų kultūros buvo išskirtos iš natūralių ir regeneruotų dirvožemių. Nustatyta jų teigiama įtaka avižų, miežių, sojų, vikių derliui ir fosforo patekimui į augalus, kai jie auginami žemėje, kurioje rekultivuotame dirvožemyje yra mažai judriojo fosforo. Rothamsted eksperimentinėje stotyje (Didžioji Britanija) buvo apibendrinti lauko eksperimentų, skirtų kviečių, miežių, baltųjų dobilų ir svogūnų skiepams specialiai parinktais mikoriziniais grybais, rezultatai. Dėl to vidutinis vasarinių kultūrų (kviečių, miežių) grūdų derlius padidėjo 23 proc., kai kontrolinis pasėlis (be mikorizės ir fosforo įterpimo) yra 27,5 c/ha, o žiemkenčių - 11 proc.

51 kv/ha. Tai leido sutaupyti beveik 60 kg P2O5 iš hektaro.

Žolyne pasėtų baltųjų dobilų sėklų mikorizacija prisidėjo prie šieno derliaus padidėjimo 17 % (kontrolinis derlius 17,8 k/ha) ir prilygo P % veikimui superfosfato pavidalu. Kartu didėjo dobilų dalis žolių sudėtyje. Svogūnų skiepijimo poveikis ypač išryškėjo laistomose žemėse: derlius, lyginant su kontroliniu, išaugo 97 proc. Nedrėkintomis sąlygomis buvo 30 proc.

Įdomūs dobilų ir kitų ankštinių augalų skiepijimo mikorizės ir šaknų mazgelių bakterijomis rezultatai: pirmasis pagerina augalų mitybą fosforu, antrasis dėl azoto fiksavimo gebėjimo gerina ankštinių augalų mitybą azotu. Pavyzdžiui, Velse kalkinant ir tręšiant fosforu, mikorizės užkrėsti dobilai davė tris kartus didesnį sausųjų medžiagų derlių, padvigubino ūglių susidarymą, 5 kartus padidino rizobijos gumbų susidarymą.

Kai kurie augalai sugeba pasisavinti fosforo rūgštį iš paprastų organinių fosforo junginių. Daugelio augalų šaknys išskiria fermentą fosfatazę, kuri atskiria fosforo rūgštį iš organinių junginių. Žirniai, kukurūzai, pupelės ir kiti augalai pasižymi ekstraląsteliniu fosfatazės aktyvumu. Augaluose net padidėja fosfatazės aktyvumas fosforo bado metu, o tai, matyt, yra susiję su augalų organizmų prisitaikymu. Tačiau kalbėti apie organinių fosforo junginių asimiliaciją augaluose, iš anksto nepašalinus mineralinių fosfatų mikroorganizmų ir šaknų sistemų fermentais, nėra pagrindo, nes trūksta eksperimentų, atliekamų griežtai kontroliuojamomis sąlygomis. Pagrindinis augalų fosforo mitybos šaltinis yra dirvožemyje esantys mineraliniai fosforo junginiai. Augalų mitybai tinka ortofosforo (H3PO4) ir metafosforo (HPO3) rūgščių druskos. Labiausiai prieinamos yra vienavalenčių fosforo rūgšties katijonų druskos. Vandenyje tirpios ir augalų lengvai pasisavinamos yra dvivalenčių katijonų druskos, pakeičiančios vieną ortofosforo rūgšties vandenilį (vienkartiniai kalcio fosfatai). Metafosforo rūgšties druskos šiuo atveju taip pat blogai tirpsta vandenyje.

Ortofosforo rūgšties dvivalenčių katijonų (CaHPO4) pakeistos druskos netirpsta vandenyje, bet tirpsta silpnose rūgštyse. Tai suteikia pagrindo juos laikyti gana virškinamais augalais. Jie per šaknis išskiria silpnas rūgštis, kurios sukelia vietinį dirvožemio rūgštėjimą šaknų zonoje.

Tripakeisti fosfatai su dvivalenčiais katijonais blogai tirpsta vandenyje, todėl dauguma augalų jų nepasisavina pastebimai; Šviežiai nusodintus tripakeistus kalcio fosfatus amorfinėje būsenoje augalai šiek tiek geriau pasisavina. O jiems „senstant“ ir pereinant į kristalinę būseną, augalų virškinamumas smarkiai sumažėja. Natūralūs tripakeisti kalcio fosfatai gali būti tiesiogiai naudojami kaip trąšos tik rūgščioje dirvoje. Šiuo atveju fosforitui sąveikaujant su dirvožemį sugeriančiu kompleksu, fosforo rūgšties tripakeista kalcio druska virsta di-pakeista ir net vienpakeista, t.y. į fosfatų formas, gana prieinamas augalų mitybai. Trikalcio fosfatų tirpumo ir atitinkamai augalų virškinamumo didinimas
galima pasiekti kartu naudojant fiziologiškai rūgštines azoto trąšas. Tačiau yra augalų grupė, kuri gerai pasisavina fosforą iš tripakeistų, mažai tirpių fosfatų druskų. Tai yra lubinai, grikiai, garstyčios, šiek tiek mažiau gebantys pasisavinti fosforą iš fosforitų esparniai, saldieji dobilai, žirniai ir kanapės. Taip yra dėl toliau nurodytų priežasčių.

1. Šių augalų šaknų išskyros pasižymi dideliu rūgštingumu (pvz., lubinų šaknų plaukelius supančio tirpalo pH yra 4-5, dobilų - 7-8).

2. Šios grupės augalai turi padidintą gebėjimą pasisavinti kalcį. Šiuo atžvilgiu CaO ir P2O5 santykis žydėjimo fazėje augaluose, kurie gerai pasisavina fosforą iš mažai tirpių fosfatų, yra didesnis nei 1,3, o, pavyzdžiui, javuose – mažesnis nei 1,3.

Kalcis, kurį intensyviai pasisavina augalai, paverčia fosforą tirpalu ir tampa prieinamu augalams. Tačiau nustatytas ryšys tarp CaO ir P2O5 santykio augaluose ir asimiliacijos pajėgumo negali būti laikomas absoliučiu, nes kai kurie augalai neatitinka šios taisyklės. Pavyzdžiui, linuose ir mogare kalcio ir fosforo oksidų santykis yra didesnis nei 1,3, tačiau jie nesugeba skaidyti fosforito ir absorbuoti fosforo.

3. Tripakeistų netirpių fosforo druskų tirpinimas fiziologiškai rūgštinėmis mineralinėmis trąšomis ir galimas dirvožemio rūgštingumas.

Ortofosforo rūgšties trivalenčių katijonų (AIPO4, FePO4) bazinių druskų fosforas augalams yra ypač menkai prieinamas. Augalas gali pasisavinti nedidelį kiekį ir fosforo organinių junginių. Taip yra dėl to, kad augalai per šaknis išskiria fermentą fosfatazę, kuri turi pastebimą aktyvumą hidrolizuojant organinius fosforo turinčius junginius.

Iš anksto neskaldžius mineralinių fosfatų mikroorganizmų ar šaknų sistemų fermentais, fosforo iš didelės molekulinės masės organinių junginių augalai praktiškai neįsisavina. Liucerna, dobilai ir kiti ankštiniai augalai, kiek mažiau rugiai, kukurūzai, dėl gana galingos šaknų sistemos gali ištirpdyti sunkiai pasiekiamus fosforo junginius (4.11 lentelė). Neįmanoma paaiškinti augalų fosforo asimiliacijos iš mažai tirpių tripakeistų fosfatų rūgščia šaknų sekreto reakcija, nes pH šaknies dalyje 4-5 ribose buvo pastebėtas tik lubinuose, o kituose augaluose. buvo arti neutralios.
Fosfato jonai, kuriuos mainai absorbuoja dirvožemis, taip pat gali būti augalų fosforo mitybos šaltinis. Kai kurie mineralinės dirvožemio dalies molio mineralai gali sugerti didelius kiekius fosforo rūgšties jonų, kurie gali būti pakeisti kitais anijonais. Pavyzdžiui, bikarbonato ir organinių rūgščių anijonai gerai išstumia į tirpalą kietos dirvožemio fazės adsorbuotus fosfato anijonus. Augalų gebėjimą maitintis dirvožemio adsorbuotais fosfatų jonais patvirtina ir tai, kad dėl jų gyvybinės veiklos dirvoje susidaro pakankamas anglies rūgšties anijonų (HCO3) kiekis. Pavyzdžiui, kvėpuojant augalų šaknys nuolat išskiria anglies dvideginį (CO2), kuris, ištirpęs vandenyje, sudaro anglies rūgštį, kuri disocijuoja į H+ ir HC03. Anglies rūgšties anijonas nuolat keičiamas su dirvožemio koloidais į H2PO4.

Dirvožemyje yra ir kitų anijonų šaltinių, kurie gali desorbuoti su mainais susietus dirvožemio fosfatus į tirpalą, o tai lemia didelį jų prieinamumą augalams. Tai humusinės ir kitos rūgštys, kurios yra humusinių medžiagų dalis, organinės ir mineralinės rūgštys, susidarančios irstant augalinėms bei gyvulinėms liekanoms, taip pat organinės trąšos. Neįmanoma neatsižvelgti į organinių rūgščių egzoosmoso galimybę augalų šaknų sistemoje. Todėl, nustatant galimus augalų mitybos fosforu šaltinius, reikėtų atsižvelgti ir į mainais adsorbuotų fosfato jonų buvimą dirvožemyje.

Fosforas, patenkantis į augalų šaknis, labai greitai įtraukiamas į sudėtingų organinių junginių sintezę. Atliekant eksperimentus su moliūgais, fosforas iš žymėto dipakeisto natrio fosfato jau per pirmąsias 30 s po įsisavinimo iš šaknų organinėmis medžiagomis pavirto 30%, o po 3-5 minučių - 70%. Tuo pačiu metu fosfatai daugiausia atsirado nukleotidų - sudėtingų fosforo rūgščių komponentų - sudėtyje. Tam reikalingas nuolatinis asimiliatų antplūdis iš lapų. Todėl augalų šaknų fosfatų pasisavinimą palankiai veikia šviesa, optimali temperatūra, oro ir dirvožemio drėgnumas, pakankamas dirvožemio aeravimas ir kiti normalią augalų gyvenimą lemiantys veiksniai.

Kai augalai šeriami fosforo druskų tirpalu per lapus, jo judėjimas į kitus organus vyksta labai lėtai ir mažais kiekiais. Todėl normali augalų mityba fosforu užtikrinama tik per šaknis.

Gamtoje nėra natūralių fosforo atsargų dirvožemyje papildymo šaltinių, tokių kaip azotas, todėl vienintelis galimas būdas padidinti P2O5 kiekį dirvožemyje yra fosforo trąšų naudojimas. Dėl mažo fosforo mobilumo dirvožemyje natūralių fosforo junginių praradimo būdų praktiškai nėra. Daugiau nei šimtą metų trukę stebėjimai Rothamsted eksperimentinėje stotyje Anglijoje, mūsų šalyje ir užsienyje atlikti tyrimai rodo, kad fosforo rūgšties druskos iš sunkių dirvožemių praktiškai neišplaunamos, iš lengvų dirvožemių jų netenkama labai mažai. Beveik visi Rusijos dirvožemiai yra aprūpinti fosforu prasčiau nei azotu ir kaliu. Bendrosios fosfatų atsargos dirvožemyje yra vienas iš rodiklių, apibūdinančių jų derlingumo lygį. Bendrą fosforo kiekį dirvožemyje daugiausia lemia granulometrinė dirvožemių sudėtis ir humuso kiekis juose: kuo dirvožemis lengvesnis granuliometrine sudėtimi ir kuo mažesnis humuso kiekis, tuo mažesnės fosforo rūgšties atsargos juose. .

Šiuo metu labai įdomu rasti judriųjų fosfatų kiekio dirvožemyje nustatymo metodus, kurie objektyviausiai atspindėtų tam tikroje dirvoje esančių augalų aprūpinimą asimiliuojamais fosfatais, taigi ir pasėlių poreikį fosfatinėse trąšose. . Kuriant įvairius augalams prieinamų fosfatų kiekio nustatymo metodus, buvo naudojami įvairūs tirpikliai: vanduo, silpnosios rūgštys (1-2 % citrinos, 2-3 % acto, 0,2 N HC1, 0,002 N H2SO4). Virškinamiems fosfatams iš dirvožemio išgauti taip pat naudojamas distiliuotas vanduo, prisotintas anglies dioksido. Visi metodai skirti imituoti augalų šaknų sistemų, išskiriančių anglies ir kai kurias organines rūgštis, poveikį dirvožemiui, sukuriant vietinę silpnai rūgštinę reakciją.

Tačiau silpnai rūgščių tirpalų ir šaknų sistemų poveikio dirvožemio fosfatų tirpumui palyginimas yra tik sąlyginis, nes tirpalui sąveikaujant su dirvožemiu susidaro pusiausvyra. Kita vertus, augalai pakeičia šią pusiausvyrą dėl fosforo rūgšties absorbcijos iš tirpalo šaknų sistemoje ir taip skatina naujų fosfatų kiekių atsiradimą tirpale. Kalbant apie fosfato druskas, tirpstančias vandenyje, jos yra tokios mažos, kad neįmanoma spręsti apie augalų aprūpinimo fosforu laipsnį. Karbonatiniuose dirvožemiuose negalima naudoti šiek tiek rūgščių tirpalų. Tokiomis sąlygomis naudojamos šarminės druskos (10 % kalio arba amonio karbonato tirpalai). Tai paaiškinama tuo, kad silpnų rūgščių tirpalai sunaudojami dirvožemio karbonatams skaidyti, o labiau koncentruotos rūgštys gali perkelti augalams neprieinamus fosfatus į tirpalą.

Asimiliuojamiesiems fosfatams dirvožemyje nustatyti taip pat naudojami mikrobiologiniai, jonų mainų, izotopų ir sodinukų metodai. Tačiau dėl įvairių priežasčių jie nėra plačiai naudojami. Mikrobiologiniai ir mikrobiologiniai metodai yra prastesni už cheminius metodus daugiausia dėl jų įgyvendinimo trukmės. Naudojant jonų keitiklius – sintetinius polimerinius adsorbentus, gaunama visiškai patenkinama koreliacija lyginant fosforo kiekį, kurį auginimo eksperimente augalai pasisavino iš dirvožemio ir išskiria anijonitu. Jonito metodas leidžia sukurti sąlygas, kurios yra artimiausios toms, kurios susidaro sąveikaujant dirvožemiui ir augalų šaknims. Dėl didelių sąnaudų šis metodas taikomas tik mokslo įstaigose. Izotopų metodas taip pat leidžia apskaičiuoti asimiliuojamų fosfatų kiekį dirvožemyje, jų pasisavinimo iš dirvožemio procentą ir kt. Tačiau šių metodų duomenis reikia patikslinti atliekant klojimo lauko eksperimentus. Esamų fosfatų dirvožemyje nustatymo metodas laikomas geru, kai yra glaudus analizės duomenų ryšys su augalų reagavimu į fosfatines trąšas.

Įvairiais metodais nustatytas judriojo P205 kiekis dirvožemyje leidžia susidaryti vaizdą apie jo fosfatinį pajėgumą, bet ne apie tiriamo dirvožemio fosfatų kiekį, kuris gali sumažėti augalams pasisavinus P205 ir padidėti, kai dirva pūdoma arba tręšiamos fosfatinėmis trąšomis. Fosfatų kiekio dirvožemyje nustatymo metodai, pasiūlyti N.P. Karpinskis ir V.B. Zamyatina, yra pagrįsti dirvožemio, kuriame yra silpnas 0,3 N, mėginių apdorojimas. K2SO4 (santykiu dirvožemis: tirpalas = 1:10 ir sąveika valandą). Fosfatų kiekis po derliaus nuėmimo buvo mažesnis nei prieš sėją, nes augalai pasisavino fosforą. Periodiškai atliekamos laboratorinės analizės šiuo metodu leido nustatyti fosfatų kiekio pokyčių laiką, veikiant trąšoms, dirvožemio pūdymui ir kitai žemės ūkio praktikai.
Pastaraisiais metais labai išaugo susidomėjimas dirvožemių fosfatinio režimo tyrimais, todėl reikia tobulinti jo tyrimo metodus, kad būtų galima objektyviau įvertinti dirvožemio derlingumą pagal fosforo kiekį ir pasėlių reakciją į fosforo trąšas.

Apie 95% fosfatų žemės plutoje sudaro fluorapatitas (Ca5F(P04)3), o 5% - seskvioksido fosfatai ir kiti junginiai. Dėl aukštesniųjų augalų ir mikroorganizmų gyvybinės veiklos dirvose kaupiasi ir organiniai fosforo junginiai. Vidutinis fosforo rūgšties kiekis dirvožemyje yra nuo 0,05 iki 0,20% P2O5 pagal dirvožemio masę (priklausomai nuo humuso buvimo, granulometrinės sudėties, tręšimo). Viršutiniame dirvožemio sluoksnyje P2O5 yra daugiau nei apatiniuose sluoksniuose. Humuso yra 1-2%.

Pagrindinė fosforo rūgšties dalis dirvožemyje yra augalams neprieinamų junginių pavidalu. Todėl bendras fosforo rūgšties kiekis dirvožemyje negali būti augalų aprūpinimo fosforu rodiklis, tačiau jis apibūdina galimą jo vaisingumą. P205 kiekis dirvos tirpale siekia 1-2 mg/l. Fosforą iš tirpalo pasisavina augalai, mikroorganizmai, o taip pat ir dirvožemis dėl antrinio blogai tirpių P2O5 junginių susidarymo su kalciu, magniu ir seskvioksidais. Taip pat nepageidautina pernelyg didelė P205 koncentracija dirvožemio tirpaluose. Pavyzdžiui, vandens kultūroje avižų daigai išskirdavo anksčiau patekusį fosforą, jeigu jo kiekis dirvos tirpale viršijo 5 mg/l.

Ant juodos dirvos, t.y. bazėmis prisotintose dirvose susidaro CaHP04, CaHP04, MgHP04 druskos. Rūgščiose dirvose, neprisotintose bazėmis, fosforo rūgštis jungiasi AIPO4, FePO4 pavidalu. Anglies dioksidas ir dirvožemio organiniai junginiai vėl gali paversti šiuos junginius augalams prieinama forma.

Seskvioksidų fosfatai yra stabilūs ne tik neutralioje, bet ir rūgščioje aplinkoje, mažai tirpsta ir prieinami augalams.

Fosforas yra dirvožemio organinių medžiagų dalis, taip pat augalų liekanos ir mėšlas. Kai jie suyra dirvoje, išsiskiriantį fosforą gali panaudoti augalai.

Dirvožemyje mineralizuojantis fosfatų neturtingoms organinėms medžiagoms, lengvai tirpstančių druskų kiekis joje ne tik nepadidėja, bet net mažėja.
Fosforo transformacijos ir migracijos procesai dirvožemio-augalų sistemoje, jo cirkuliacija žmogaus kontroliuojamose ir natūraliose ekosistemose gana aiškiai pateikti pav. 4,6 (Orlov ir kt. 2002). Fosforo ciklo reguliavimas biologiniame cikle naudojant fosforo turinčias trąšas yra labai svarbus, nes ekosistemose nėra natūralių jo atsargų papildymo šaltinių.

Ryžiai. 4.6. Fosforo ciklas ekosistemoje