Проблема зв’язування фосфору на кислих і лужних ґрунтах

656

Полюхович М. М., к. с.-г. н., Вега Н. І., к. с.-г. н.

(кафедра агрохімії та ґрунтознавства Львівського НАУ)

Фосфор – елемент, без якого неможлива життєдіяльність організмів, він входить до складу найважливіших органічних кислот. Фосфатиди є складовою частиною клітин рослин. Фосфор забезпечує утворення та розвиток кореневої системи, відповідає за передачу генетичної інформації, формування генеративних органів. Від рівня забезпеченості рослин фосфором залежить протікання фізіологічних процесів і формування врожайності.

Сполуки фосфору в ґрунті

Фосфор у ґрунті представлений органічними та мінеральними сполуками. Органічні сполуки фосфору наявні в ґрунті в складі гумусу, а також представлені фітином, фосфоліпідами, фосфопротеїдами, які є в складі рослин, тварин і мікроорганізмів. Мінеральні сполуки фосфору – це солі заліза, кальцію, алюмінію [3].

За даними Карасюка І. М. [4], мінеральні сполуки фосфору – фосфорити, апатити, вторинні мінерали їхнього розкладання та солі фосфорних кислот мають провідне значення у живленні рослин фосфором. Проте, основним джерелом живлення рослин фосфором є аніони ортофосфорної кислоти H2PO4, HPO42-, PO43-. Найдоступнішим з них є аніон H2PO4, недоступним для живлення рослин є аніон PO43-.

У живленні рослин визначальне значення мають рухомі сполуки фосфору. Крамарьов С. М. та ін. [5] зазначають, що мінеральні сполуки фосфору представлені важкорозчинними та малорухомими фосфатами. Тобто ці сполуки практично не доступні для засвоєння кореневою системою рослин. Фосфати ґрунту характеризуються  низькою розчинністю і дисоціацією на іони. Також фосфатні іони фіксуються твердою фазою ґрунту.

Органічні сполуки фосфору засвоюються лише після їхньої мінералізації. Вони нагромаджуються у малих кількостях, оскільки зв’язуються ґрунтовими мікроорганізмами. У мінеральну форму переходить всього 4 % фосфору від його загального вмісту [5].

Із наведеного можна зробити висновок, що існує проблема фосфорного живлення, оскільки доступного фосфору в ґрунті є дуже незначна кількість.

Доступність фосфору з добрив, тобто та його частина, яка перебуває у ґрунтовому розчині та може засвоюватися кореневою системою рослин, залежить від процесів адсорбції, хемосорбції та біологічного поглинання. Частина внесених фосфорних добрив піддається іммобілізації – перетворюється на важкодоступні форми, внаслідок хімічного поглинання твердою фазою ґрунту, біологічною фіксацією мікроорганізмами та закріпленням у гумусі [6].

Реакція ґрунтового розчину

Серед чинників, які впливають на доступність фосфору, виділяють реакцію ґрунтового розчину. Це величина, яка описує концентрацію іонів водню і гідроксиду в ґрунтовому розчині. Вона виражається показником pH – від’ємний десятковий логарифм концентрації іонів водню в розчині. Науковці зазначають, що від величини pH залежить розвиток рослин, протікання у ґрунті фізико-хімічних процесів, функціонування мікробіоти ґрунту [1].

Науково встановлено, що оптимальною для росту та розвитку рослин є нейтральна реакція ґрунтового розчину. Виникає запитання – що ж таке кислотність та лужність ґрунту та які процеси протікають у ґрунті за його підкислення чи підлуговування?

Отже, кислотність ґрунту – це його властивість, обумовлена наявністю іонів H+ у ґрунтовому розчині й обмінних іонів Fe2-, Al3+, Mn2+ у ґрунтовому вбирному комплексі. За підвищеної кислотності ґрунту коренева система рослин не може нормально розвиватися. У результаті дії токсичних іонів кореневі волоски пригнічені та не можуть засвоювати елементи мінерального живлення [7].

Лужна реакція ґрунту зумовлена наявністю у розчині солей сильних основ і слабких кислот – карбонати кальцію і магнію, карбонати та гідрокарбонати натрію і калію, а також обумовлена наявністю натрію в увібраному стані. У лужному ґрунті іони гідроксиду переважають над іонами водню. Це призводить до погіршення фізичних властивостей ґрунту, пригнічення розвитку рослин [2].

Засвоєння фосфору рослинами

Згідно з дослідженнями, поглинання фосфору є найвищим на ґрунтах із близькою до нейтральної реакцією ґрунтового розчину [3; 6; 8]. На кислих і лужних ґрунтах існує проблема доступного фосфору.

Науці відомий процес ретроградації фосфору – дигідрофосфати перетворюються на гідрофосфати, які є малорозчинні, що знижує їхнє поглинання рослинами.

На ґрунтах, які характеризуються кислою реакцією ґрунтового розчину (дерново-підзолисті та болотні ґрунти), утворюються малорозчинні фосфати алюмінію і заліза, на лужних ґрунтах (каштанові ґрунти, сіроземи, солонці) – кальцій і магній. Тобто відбувається так званий процес “фіксації”, або зв’язування фосфору, що супроводжується переходом їх у недоступні форми для живлення рослин. На початку сполуки фосфору частково доступні рослинам, пізніше, у міру кристалізації, стають ще менш доступними. Ці фосфати поступово беруть участь у біологічному кругообігу та з часом будуть використані рослинами, проте це довготривалий процес. З цим пов’язаний низький коефіцієнт (10–15 %) використання фосфору з фосфорних добрив [4].

Висновок

Отже, фосфорне живлення рослин визначається наявністю доступних його сполук у ґрунтовому розчині та залежить від типу ґрунту. Засвоєння рослинами сполук фосфору на кислих і лужних ґрунтах є проблематичним, оскільки пов’язане з його зв’язуванням – переходом у недоступну форму, що обмежує поглинання сполук кореневою системою. Тому важливо створювати умови максимально ефективного використання фосфору.

Список використаної літератури

  1. Власюк П. А., Городній М. М., Агрохімія. К.: Вища школа, 1975. 292 с.
  2. Городній М. М., Бикін А. В., Нагаєвська П. М. Агрохімія: підручник. К.: ТОВ “Алефа”, 2003. 786с.
  3. Господаренко Г. М. Агрохімія: Підручник. К. : ННЦ “LAE”. 2001. 400 с.
  4. Карасюк І. М., Геркіял О М., Господаренко Г. М. Агрохімія: Підручник. К.: Вища шк., 1995. 471 с.
  5. Крамарьов С. М., Крамарьов О. С., Писаренко П. В. та ін. Зміна вмісту рухомого фосфору в генетичних горизонтах чорнозему звичайного на ріллі відносно цілини в умовах Північного Степу України. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2014. № 2. С. 7–22.
  6. Стахів М. П. Фосфорне живлення рослин та методичні аспекти визначення рухомих сполук фосфору в ґрунті. Ґрунтознавство. 2010. Т. 11, № 3–4. С. 88–95.
  7. Томашівський З. М., Коник Г. С., Качмар О. Й. Підвищення родючості кислих ґрунтів. Львів: СПОЛОМ, 2016. 206 с.
  8. Furihata T., Suzuki M., Sakurai H. Kinetic characterization of two phosphate uptake system with different affinities in suspension cultured Catharanthus roseus protoplasts // Plant and Cell Physiol. – 1992. – V. 33. – Р. 1153-1157.