Полная версия

Главная arrow Агропромышленность arrow Агрохимия

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ДОСТУПНОСТЬ ФОСФОРА РАСТЕНИЯМ

Доступность растениям органических фосфатов почвы

Органический фосфор является неотъемлемой составной частью органического вещества почвы. Его содержание в почве тесно коррелирует с содержанием в ней гумуса и азота. При этом абсолютное и относительное содержание органического фосфора возрастает с увеличением содержания органического углерода, азота и серы. Если источником углерода и азота органического вещества почвы является атмосфера, то органический фосфор происходит почти исключительно из неорганического фосфора почвообразующих пород и вносимых фосфорных удобрений.

Органические соединения фосфора, например фитин, сахаро- и глицерофосфаты, не могут служить непосредственным источником фосфора для растений, хотя следовые количества меченных 32Р и 14С органических фосфатов почвы были обнаружены в корнях растений. Фосфор органических соединений поступает в растения только после предварительного высвобождения фосфат-ионов из органических соединений под действием ферментов микроорганизмов или корневой системы растений.

Поскольку растения непосредственно не используют органические фосфорные соединения почвы, можно полагать, что увеличение содержания органического фосфора в почве является нежелательным процессом. Однако депонированные в почве фосфорсодержащие органические соединения являются важным резервом фосфорного питания растений. В результате их разложения минерализованный фосфор переходит в почвенный раствор и становится доступным растениям.

Следует отметить, что оптимальные условия для минерализации органического фосфора (pH, температура, влажность почвы и др.) довольно близки к условиям, необходимым для нормального роста растений, поэтому минерализованный фосфор быстро используется растениями, а при отсутствии растений увеличивает содержание лабильных неорганических фосфатов почвы. Доступность растениям фосфора минерализованных фосфорорганических соединений почвы может быть сопоставима с доступностью фосфора органических удобрений.

Установлено, что длительное выращивание сельскохозяйственных культур без внесения удобрений приводит к более значительному снижению содержания органического фосфора почвы, чем минерального. При этом потеря фосфора из почвы связана в основном с отчуждением его сельскохозяйственными культурами.

Роль органического фосфора почвы в питании растений не идентична роли органического азота. Минерализация органического фосфора и азота протекает одновременно с участием широкого спектра гетеротрофных микроорганизмов почвы и в целом представляет собой единый микробиологический процесс. Однако, несмотря на то что соотношение высвобождаемых в процессе минерализации органического вещества почвы азота и фосфора сопоставимо с потребностью в этих элементах сельскохозяйственных культур, их доступность растениям неодинакова, так как процессы внутрипочвенной трансформации минерализованного азота и фосфора значительно различаются. Образующийся в процессе аммонификации аммонийный азот довольно быстро окисляется нитрифицирующими бактериями до нитратов, которые подвижны, легко диффундируют в почвенном растворе и хорошо доступны растениям, в то время как фосфат-ионы, напротив, прочно сорбируются почвенными коллоидами или образуют с минеральной частью почвы растворимые соединения, в результате чего подвижность их в почве ограничивается. Слабая подвижность фосфат-ионов в почве является основной причиной их низкой доступности растениям по сравнению с азотом. Отсюда следует, что высвобождаемые при минерализации определенного количества органического вещества почвы азот и фосфор не могут обеспечить равную прибавку урожая.

В отличие от азота запасы доступных растениям лабильных неорганических форм фосфора в почве обычно гораздо больше количества минерализованного и потребляемого растениями в течение вегетации фосфора органических соединений. Факторы, лимитирующие минерализацию органического фосфора, как и азота, относятся к общебиологическим: pH, температура, влажность, условия аэрации и др. Поэтому при неблагоприятных для жизнедеятельности микроорганизмов условиях интенсивность минерализации органического фосфора и его доля в общем выносе растениями значительно снижаются.

Минерализуемый в течение вегетационного периода фосфор гумусовых веществ имеет важное значение в питании произрастающих растений. Косвенным подтверждением значительной роли текущей минерализации органического фосфора в питании растений является существенное снижение отзывчивости сельскохозяйственных культур на фосфорные удобрения при высоком содержании в почве гумуса, а следовательно, и органических фосфатов.

Ранее минерализованный фосфор органических соединений включается в различные фракции минеральных фосфатов. Поскольку основная часть азота и фосфора почвы находится в составе органического вещества в соотношении, равном примерно 5 : 1 (азота в гумусе около 5%, фосфора — 1%), и их минерализация протекает в одних и тех же условиях, о размере минерализации органического фосфора в почве можно было бы судить по содержанию в ней минерального азота.

Образующиеся при минерализации фосфорорганических соединений фосфат-ионы локально взаимодействуют с твердой фазой почвы в местах их освобождения. Поэтому трудно ожидать, чтобы фосфор был так же легко доступен растениям, как и азот.

В связи с тем что минерализация фосфорорганических соединений почвы протекает в результате действия экзоферментов (фосфо- таз), важно было оценить влияние корневой системы растений на доступноть фосфора гумусовых веществ. Ранее полагали, что экссудация корнями растений фосфатазы способствует переводу фосфора органических соединений в фосфат-ионы и увеличению его доступности растениям. Однако было установлено, что высвобождение органического фосфора и потребление его растениями слабо коррелируют с фосфатазной активностью почв, не выявлено также какой- либо строгой зависимости урожайности от активности фосфатазы в почве. Изучение значения ризосферной минерализации фосфорорганических соединений почвы под влиянием фосфатаз, выделяемых корневой системой растений, показало, что роль фосфатаз в питании растений крайне незначительна вследствие небольшой площади непосредственного контакта активной части корней с почвой и ограниченного количества ферментов, выделяемых растениями.

Доступность органического фосфора почвы растениям определяется скоростью минерализации гумусовых веществ, которая зависит от его содержания в почве, ее гранулометрического состава, агротехники возделывания культур, температуры, влажности и других экологических условий. В Нечерноземной зоне ежегодно минерализуется под культурами сплошного сева около 1%, пропашными культурами — 1,8—2,0 и в пару — около 2,5—3,0% азота и фосфора, входящих в состав органического вещества почвы. В парующей почве благодаря минерализации органических фосфорсодержащих соединений пополняются запасы подвижных неорганических фосфатов, что сопоставимо с внесением соответствующего количества фосфора удобрений. На почвах, занятых растениями, часть минерализованного фосфора идет на образование новых фосфорорганических веществ, и таким образом он вовлекается в круговорот. Если принять, что общее содержание фосфора (Р205) в пахотном слое хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы 0,1% (3 т/га), а доля органических фосфатов 30%, или около 1 т/га, то под пропашными культурами, например картофелем, ежегодно минерализуется около 15—20 кг Р205 на 1 га. Такого количества минерализованного фосфора было бы вполне достаточно для получения 100 ц клубней картофеля или 15 ц зерна пшеницы. Однако в силу позиционной недоступности значительной части минерализованного фосфора корням растений они в течение вегетации используют лишь небольшую часть (20—25%) высвобождаемых фосфат-ионов.

Применение в исследованиях изотопа 32Р позволило установить, что доступность растениям фосфора органических соединений пахотного слоя почвы сопоставима с доступностью фосфора органических удобрений и превосходит доступность минеральных фосфатов почвы.

В стерильных условиях органические фосфорсодержащие соединения очень слабо используются растениями и не способны удовлетворить их потребность в фосфоре. На основании экспериментальных данных можно сделать вывод, что они не имеют существенного значения для обеспечения растений фосфором не только в связи со слабой доступностью их растениям, но и силу крайне низкого содержания фосфорорганических соединений в почвенном растворе.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>