Страница 5 из 13

Роль фосфора в питании растений

Фосфор является необходимым элементом питания растений. Он входит в состав нуклеиновых кислот, мембран, фосфолипидов. Фосфор является элементом энергосистемы, входит в состав макроэргических соединений. Как запасающее вещество откладывается в семенах растений. Если в минеральном питании недостает фосфора, то падает активность фотосинтеза, дыхания, так как нарушается синтез хлорофилла.

Давно замечено, что в первые периоды роста сельскохозяйственные культуры поглощают фосфаты интенсивнее, чем в последующие. Фосфорное голодание растений в ранний период роста накладывает настолько длительный угнетающий эффект, что его невозможно полностью преодолеть даже нормальным последующим питанием. Мало того, такие голодавшие в начале развития культуры реагируют отрицательно на обильное фосфатное питание в дальнейшем.

Проблема фосфора встает одной из самых острых в земледелии. Объясняется это двумя основными причинами – дефицитом геологических запасов этого элемента и быстрым и прочным связыванием его в почве при внесении с удобрениями. Именно по этому, усвояемость сельскохозяйственными растениями фосфора удобрений не превышает 25% и подавляющее его количество фиксируется почвой, превращаясь в труднодоступные для растений фосфаты.

Фосфор в жизни растений и фосфорные удобрения

Фосфор, элемент из троицы наиболее важных и нужных растениям. Фосфор уникален тем, что осуществляет контроль за обменными процессами, происходящими в организме растений и является одновременно источником энергии для них. Уникальность фосфора, помимо прочего, заключается в том, что этот компонент входит в состав РНК и ДНК и множество иных веществ, которые выполняют ключевые роли в жизни растительного организма.

При достатке фосфора в почве все обменные процессы растительного организма протекают лучше, происходит нормальный рост, развитие, плодоношение, а вот при его дефиците все эти процессы нарушаются, и часто нехватка фосфора для растений становится настоящей катастрофой. Даже небольшой дефицит фосфора в почве может привести к остановкам развития семенных камер, замедлению роста, изменению цвета растений, формы их листовых пластинок, их досрочному опадению. Листовые пластинки, расположенные на нижних частях растений, при сильной нехватке фосфора в почве начинают отмирать, на них появляются тёмные пятна. У овощных культур полностью прекращается рост, растения становятся низкими, начинают куститься.

При острой нехватке фосфора в почве, либо невозможности поглощения его корневой системой, начинают отмирать удерживающие растение корни и деревья часто падают.

Всех этих неприятностей можно избежать путём своевременного внесения фосфорных удобрений в почву, причём интересен тот факт что «перекормить» почву фосфором практически невозможно. Отмечено что даже на тех участках, где количество фосфора в несколько раз превышало норму, растения выглядели полностью здоровыми и давали ежегодные стабильные урожаи. Всё дело в том, что растения поглощают из почвы фосфор в необходимом им количестве и не черпают лишнего.

Однако прежде чем приступать к удобрению почвы фосфором нужно выяснить истинную причину его нехватки, ведь бывает так, что фосфор в почве есть, но он находится в недоступной для растений форме. Причин того довольно много, это и чрезмерное внесение калийных удобрений и отсутствие микрофлоры почвы и повышенная влажность грунта.

Только после того как причина найдена, можно приступать к внесению удобрений содержащих фосфор, кстати знать сколько его содержится в том или ином удобрении для того чтобы как можно скорее устранить дефицит, также нужно обязательно.

Наибольшее количество фосфора содержится в двойном суперфосфате, его там около 50%. Это удобрение прекрасно подходит как для открытого так и для защищённого грунта, потому как не содержит в своём составе, так называемых, балластных веществ и не приводит к засолению почвы. Чаще всего двойной суперфосфат вносят осенью. Для упрощения ваших расчётов отметим, что в спичечный коробок помещается порядка 20 грамм этого удобрения.

Простой гранулированный суперфосфат, он содержит в своём составе около 20% фосфора. Применяется этот вид удобрений чаще всего в смеси с аммиачной селитрой и используется на нейтральных либо чуть щелочных почвах. В спичечном коробке помещается до 22 грамм этого удобрения.

Простой порошковый суперфосфат, в нём чистого фосфора от 15 до 19%. Это удобрение прекрасно растворимо в воде, однако смешивать его с кальциевой или аммиачной селитрой нельзя. Порошковый простой суперфосфат можно вносить под любые растения, но не забывайте о том, что максимальный эффект он даст только на щелочных либо нейтральных почвах. В обычный спичечный коробок этого удобрения поместится до 23 грамм.

Фосфоритная мука, она имеет примеси железа, алюминия и прочих микроэлементов, ну и конечно фосфора, которого в составе фосфоритной муки около 30%. Это удобрение растворимо в воде и может использоваться в качестве внекорневых подкормок. Смешивать фосфоритную муку можно с любыми удобрениями. Оно даёт эффект даже на кислых почвах и вносится под все культуры, за исключением овощных. В спичечный коробок помещается порядка 30-32 грамм муки.

Помимо указанных простых удобрений фосфор содержится и в комплексных, там его дозировки также разнятся, так в аммофосе фосфора около 50%, в диаммонийфосфате чуть менее 47%, в нитроаммофоске от 22 до 24%; нитрофос содержит около 17%, карбоаммофос чуть менее 26%, а знаменитая нитрофоска в зависимости от производителя от 18 до 19%.

Помимо химических соединений фосфор содержится и в растительных организмах, их плодах и ягодах. Причем там он находится в уже доступной для растений форме, но, увы, в небольшом количестве. Так, например всем известная полынь содержит в своём составе около 1% доступного растениям фосфора, ковыль чуть менее одного процента, ползучий тимьян примерно полпроцента. Немало фосфора и в плодах, так например плоды рябины содержат примерно 1,2% фосфора, а боярышника 1,1%.

Используя эти знания и эти травы или плоды вы, не применяя химии, обогатите почву вашего участка необходимым растениям фосфором. Однако не стоит забывать, что содержание фосфора в растительных организмах невысокое, и если на вашем участке растения проявляют признаки сильного фосфорного голодания, то лучше всего воспользоваться надёжными химическими удобрениями.

Н. В. Хромов , кандидат биологических наук

Питание овощных культур фосфором

Овощные культуры используют фосфор гораздо меньше, чем калий и азот. Но его постоянное наличие в почве и всех частях растений необходимо. Достаточное количество фосфора в период прорастания семян положительно действует на интенсивность появления всходов и ускоряет начальное развитие растений. Без фосфора невозможно образование хорошо разветвленной корневой системы. Он обеспечивает нормальный рост надземных частей растений, ускоряет начало плодоношения. Полноценное фосфорное питание позволяет получать качественные семена овощей. Потребность у растений в фосфоре повышается при пониженных температурах и освещённости, а также в условиях повышенной относительной влажности воздуха.

Оптимальная обеспеченность овощных растений фосфором оказывает положительное влияние на использование ими азота. Одновременно фосфор, наряду с калием, уравновешивает или предупреждает отрицательное действие избытка азота в растениях.

Из нескольких видов фосфорных удобрений наиболее известны, удобны и более эффективны в использовании под овощные культуры простой и двойной суперфосфат. Суперфосфат может также содержать небольшое количество кальция, серы, бора, меди и кобальта, которые также полезны растениям.

Наиболее доступен фосфор растениям при кислотности почвенного раствора 6,2-7,5 рН. У огурцов в период начального роста после высадки рассады фосфора нужно на 30% меньше, чем азота, в период цветения - 75% от количества азота, а при массовом плодоношении - около 40%. Недостаток фосфора в начальный период роста и развития нельзя компенсировать в последующие периоды. Любое снижение фосфора в грунте в момент начала плодоношения огурцов мгновенно отражается на увеличении нитратов в плодах. На огуречную скороспелость фосфор действует более эффективно при подкормках нитратным азотом. Сочетание в грунте фосфора и азота способствует лучшему поглощению огурцами магния. На 10 кг тепличных огурцов необходимо 10 г фосфора. В пересчёте на двойной суперфосфат это составляет 20-25 г удобрения. Усвоенный взрослыми растениями огурцов фосфор в большей степени используется ими на продуктивные органы, чем на ботву. В период активного плодоношения, например, его в плодах больше, чем в листьях, в 3,5раза. Корневые подкормки вытяжкой из суперфосфата возможны только в первой половине вегетации в концентрации от 0,5 до 2 г/л.

Томатам фосфор нужен и хорошо усваивается в течение всей вегетации. Возможны два варианта применения суперфосфата при выращивании томатов: внесение полной основной заправки или внесение большей части фосфора в заправку с последующими двумя-тремя корневыми подкормками в концентрации 1,5-2 г/л. Некорневые подкормки фосфором обычно на томатах, как и на других культурах, не применяют. Это связано с тем, что поглощение элемента листьями с эффективностью в 50% происходит лишь на пятый день после опрыскивания. По выносу с урожаем фосфор у томатов находится на пятом месте и составляет 0,4 г/кг. И вместе с тем высокая потребность в фосфоре сохраняется от всходов до завязывания первых плодов.

Особо нужен фосфор в первые дни роста и развития рассады томатов. Установлено, что рассаде в возрасте 35 дней фосфора нужно в 8 раз меньше, чем 15-дневной. Но концентрация почвенного раствора нужна рассаде в пять раз слабее, чем взрослому растению. Фосфор лучше всего поглощается томатами при 22°С, а повышение температуры грунта с 12 до 18°С увеличивает его усвоение в 8 раз.

Картофель в период интенсивного роста способен поглощать фосфор до 0,1 г/м² в день. Оптимальное отношение фосфора к азоту для него в почвенном растворе составляет 0,8-0,9 единиц к единице азота. Подкормка суперфосфатом необходима в период бутонизации и цветения. Для этого берут 1 кг двойного удобрения, настаивают с неоднократным перемешиванием в 10 л воды, затем 1 л настоя для подкормки разбавляют водой в 10 раз. При недостатке влаги и в засушливые годы картофель выносит фосфора больше, чем калия. В среднем на 1 кг клубней нужно 1,5 г фосфора. Он, кроме ускорения их созревания, повышает устойчивость к вирусам, фитофторозу и парше, а также увеличивает крахмалистость.

Салату фосфор необходим в начальный период роста в фазе формирования кочана. При нормальном содержании в почве фосфора салат использует его на треть. На 1 кг урожая вынос элемента составляет около 0,01 г в день, что в три раза меньше азота и в шесть раз - калия. При недостатке фосфора салат плохо растет, а при избытке по сравнению с азотом - преждевременно стрелкуется. Колебания в поглощении фосфора незначительны при разной интенсивности фотосинтеза. Капустным культурам фосфор нужен после высадки рассады для нарастания корневой системы. Кочанным капустам элемент необходим для образования более плотных кочанов. Фосфор, кроме повышения урожайности, ускоряет созревание кочанов, повышает их сахаристость, увеличивает устойчивость растений к болезням. Белокочанная капуста выносит на 1 кг урожая 1,4 г фосфора, цветная - вдвое больше. Наивысшую потребность в фосфоре имеют капусты пекинская и брокколи.

Репчатый лук в период интенсивного отрастания листьев потребляет фосфора в 6 раз меньше, чем азота. Вынос элемента увеличивается в период формирования луковиц, что способствует ускорению созревания и луковиц, и семян. Острые сорта могут выносить с урожаем 1,2 г/кг фосфора, а сладкие - 1,1 г/кг.

При посеве редиса внесение суперфосфата необходимо. На образование 1 кг редиса расходуется 1,4 г фосфора, на пойменных почвах - 0,9 г, а в теплице - 0,6-0,7 г.

В состав подкормок петрушки после срезок включают и суперфосфат по 5-10 г/м², а для сельдерея его доза составляет 20-30 г/м². В теплице петрушка выносит по 0,6 г фосфора на 1 кг продукции.

Хрену и катрану фосфор необходим равномерно в течение вегетации в небольших дозах.

Кабачку, патиссону, перцу и баклажану фосфор необходим с момента прорастания семян. После высадки рассады и до конца вегетации потребность этих культур в фосфоре умеренная, но постоянная. А тыква усваивает и перерабатывает элемент буквально с первых минут прорастания семян.

Известкование кислых почв увеличивает использование вносимого фосфора от 1,5 до 7 раз. Лучшее условие для его поглощения всеми растениями на всех почвах - это поддержание его на постоянном уровне, но в невысоких концентрациях. Минимальная температура почвы для нормального поглощения растениями фосфора составляет 15°С. Фосфор из древесной золы более доступен овощам, чем из суперфосфата.

Больше всего накапливают фосфора в продукции пастернак, петрушка, сельдерей, укроп, хрен, чеснок, шпинат, щавель.

Э. Феофилов , заслуженный агроном России

Для растения – источник энергии.

Исключительно важную роль в процессах обмена энергии фосфор играет и в растительных организмах .

Физиологическое значение фосфора определяется тем, что он входит в состав ряда органических соединений – нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), нуклеотидов (АТФ, НАД, НАДФ), нуклеопротеидов, витаминов и многих других, которые играют центральную роль в обмене веществ. Фосфолипиды являются компонентами биологических мембран, причем именно присутствие фосфата в их структуре обеспечивает гидрофильность, остальная часть молекулы липофильная. Многие витамины и их производные, содержащие фосфор, являются коферментами и принимают непосредственное участие в каталитических реакциях, которые ускоряют ход важнейших процессов обмена (фотосинтез, дыхание и т.д.). Фосфор содержится в составе такого органического соединения как фитин (Са–Mg соль инозитфосфорной кислоты), являющийся основной запасной формой фосфора в растении. Особенно много фитина в семенах (до 1–2% сухой массы).
Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, которая выделяется при окислении ранее синтезированных органических соединений в процессе дыхания, аккумулируется в растениях в виде энергии фосфатных связей в так называемых макроэргических соединениях, важнейшим из которых является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Накопленная в АТФ при фотосинтетическом и окислительном фосфорилировании энергия используется для всех жизненных процессов роста и развития растения, для поглощения питательных веществ из почвы, для синтеза органических соединений и их транспорта. При недостаточности фосфора нарушается обмен энергии и веществ в растениях.

Фосфор попадает в корневую систему и функционирует в растениях в виде окисленных соединений, главным образом, остатков ортофосфорной кислоты (Н 2 РО 4 – , HPО 4 2– , РО 4 3–). При всех преобразованиях в растительном организме фосфор сохраняет степень окисления, при этом все преобразования сводятся либо к присоединению, либо к переносу остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование и трансфосфорилирование).

Фосфорилирование – это присоединение остатка фосфорной кислоты к органическому соединению с образованием эфирной связи, например, взаимодействие фосфорной кислоты с карбонильной, карбоксильной или спиртовой группой. Фосфорилирование белков осуществляется ферментами протеинкиназами и контролирует ход обменных реакций в организме, включая синтез белка и РНК, регуляцию активности ферментов, и лежит в основе работы сигнальных цепей. Фосфорилировать могут и другие соединения. Например, при фосфорилировании сахаров образуются сахарофосфаты – эфиры сахаров и фосфорной кислоты. Эти соединения более лабильны и реакционноспособны, чем свободные сахара, играют существенную роль при дыхании, во взаимных превращениях углеводов, в их синтезе.
Трансфосфорилирование – это процесс, при котором остаток фосфорной кислоты, включенный в состав одного органического вещества, переносится на другое органическое вещество. Ряд важнейших в биологическом отношении фосфорных соединений содержит несколько остатков фосфорной кислоты. Для фосфора характерна способность к образованию связей с высоким энергетическим потенциалом (макроэргические связи). Такие связи нестабильны, это облегчает их обмен и позволяет использовать энергию на сами биохимические и физиологические процессы. Важным соединением, содержащем макроэргические фосфорные связи, является АТФ. Фосфорная кислота, попадая в живые клетки корня растения, быстро включается в состав нуклеотидов, образуя АМФ и АДФ. Далее в процессе субстратного и окислительного фосфорилирования (анаэробная и аэробная фазы дыхания) образуется АТФ.

Особенно резко у всех растений дефицит фосфора сказывается на образовании репродуктивных органов. Его недостаточность тормозит развитие и задерживает созревание семян, вызывает снижение урожая и ухудшение его качества. Растения при недостаточности фосфора резко замедляют рост, листья их приобретают (сначала по краям, а затем по всей поверхности) серо–зеленый, пурпурный или красно–фиолетовый цвет. У зерновых злаков дефицит фосфора снижает кущение и образование плодоносящих стеблей. Признаки фосфорного голодания обычно проявляются уже на начальных стадиях развития растений, когда они имеют слаборазвитую корневую систему и не способны усваивать сложнорастворимые фосфаты почвы.

Усиленное обеспечение растений фосфором ускоряет их развитие и позволяет получать более ранний урожай, одновременно улучшается и его качество.

Лекарственные растения, содержащие фосфор :
виды полыни Artemisia L., Asteraceae (трава, содержание – 1,2–1,3%);
копеечник Гмелина Hedysarum gmelinii Ledeb., Fabaceae (трава, содержание – 1,03%);
ковыль перистый Stipa pennata L., Poaceae (трава, содержание – 0,88%);
зопник клубненосный Phlomis tuberosa L., Lamiaceae (клубни, трава, содержание – 0,85%);
тимьян ползучий Thymus serpyllum L., Lamiaceae (трава, содержание – 0,67%);
костер безостый Bromopsis inermis (Leys). Holub, Poaceae (трава, содержание – 0,65%);
лапчатка кустарниковая Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz., Rosaceae (трава, содержание – 0,13–0,5%);
клевер луговой Trifolium pratense L., Fabaceae (листья, соцветия);
рябина обыкновенная Sorbus aucuparia L., Rosaceae (плоды – 1% *);
виды боярышника Crataegus L., Rosaceae (плоды – 1% *).

_____________________

* Особенно много фосфора содержится в семенах.

Фосфор - важнейший биогенный элемент, который необходим для жизнедеятельности всех организмов. Соединения фосфора с кислородом (фосфорные кислоты и фосфаты), являясь самыми распространенными в природе, имеют исключительно важное значение для существования и развития растительного и животного мира. Без фосфорной кислоты не может существовать ни одна живая клетка. В связи с этим фосфор назван ключом жизни.
Фосфор содержится в растениях в органических и минеральных соединениях. Обычно большая часть фосфора, содержащаяся в растениях (до 90 %), представлена различными органическими соединениями. В репродуктивных органах фосфор концентрируется в наибольшей степени. Семена должны содержать фосфора в количестве, достаточном до начала его поглощения из почвы сформировавшимися корнями.
Фосфор содержится в клеточной протоплазме, входит в состав хромосом, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфопротеидов, некоторых витаминов, ферментов, эфиров, фитина, других органических соединений. Фосфор является обязательным компонентом ряда коферментных систем, катализирующих ряд реакций азотного обмена.
Важными органическими фосфорсодержащими соединениями в растениях являются нуклеиновые кислоты, играющие важную роль в наследственных функциях организма. В растениях на долю нуклеиновых кислот приходится от 0,1 до 1%. Содержание фосфора в нуклеиновых кислотах в пересчете на Р2О5 составляет около 20%. Нуклеопротеиды, представляющие собой соединения белков с нуклеиновыми кислотами, являются важнейшим веществом клеточных ядер.
Фосфор входит также в состав фитина, лецитина, сахарофосфатов и других органических соединений. Фитин является запасным веществом, и фосфорная кислота, входящая в его состав, используется при прорастании семян. Лецитин - представитель группы фосфатидов, накапливается преимущественно в семенах. Ключевая позиция в обмене веществ принадлежит макроэргическим соединениям, содержащим фосфор. В настоящее время известно большое число макроэргических соединений, в состав большинства из которых входит фосфор. Однако основная роль среди них принадлежит аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ). Это своеобразный хранитель и носитель энергии во многих синтетических процессах. При гидролизе АТФ, входящей в состав РНК, высвобождается около 55 КДж/моль. В то же время свободная энергия гидролиза обычных связей составляет только 8 - 12 КДж/моль. Макроэргические фосфатные связи принимают участие в процессах фотосинтеза, дыхания, биосинтеза белков, жиров, крахмала, сахарозы, ряда аминокислот и других соединений.
При участии фосфора осуществляется углеводный обмен в растениях. Фосфорная кислота принимает активное участие в биосинтезе сахарозы, ферментативных превращениях форм углеводов, в их передвижении, оттоке в клубни картофеля, корнеплоды сахарной свеклы и т.д. В связи с этим фосфорные удобрения положительно влияют на накопление в растениях крахмала, сахаров, других углеводов, улучшают качество льна и конопли. Фосфор также благоприятствует накоплению в плодах красящих и ароматических веществ.
Особенно чувствительны к недостатку фосфора растения в начальных фазах роста и развития, когда их корневая система обладает слабой усвояющей способностью. Замечено, что в начальные стадии развития сельскохозяйственные культуры интенсивнее поглощают фосфаты, чем в последующие периоды роста. Оптимальное фосфорное питание в начальный период роста и развития растений способствует развитию корневой системы - она глубже проникает в почву и лучше ветвится, что улучшает снабжение растений влагой и питательными элементами. Фосфор способствует более экономному расходованию влаги. Это имеет особенно большое значение в засушливые периоды.
В связи с таким большим значением фосфора в первые периоды роста и развития растений припосевное внесение в рядки небольших доз фосфорных удобрений обеспечивает значительные прибавки урожая самых различных культур. Наибольшее потребление фосфора зерновыми культурами наблюдается в фазы выхода в трубку и колошения.
В минеральной форме фосфор находится в растениях в виде солей ортофосфорной кислоты с кальцием, магнием, калием, аммонием и другими катионами. Минеральный фосфор является не только запасающим веществом, резервом для синтеза органических фосфорсодержащих соединений, но и повышает буферность клеточного сока, поддерживает тургор клетки, другие жизненно важные процессы в ней. В связи с тем, что фосфор усиливает способность растительных клеток удерживать воду, он повышает устойчивость растений к засухам и низким температурам. Хорошее фосфорное питание улучшает перезимовку озимых культур благодаря остаточному накоплению сахаров в узлах кущения с осени.
При пониженных температурах (10 - 11 0С) затрудняется использование растениями фосфора. Исследованиями установлено, что понижение температуры до 5 - 7 0 С мало влияло на поступление калия в растения, но резко уменьшало поглощение ими азота и фосфора. Увеличением доз фосфорных удобрений можно усилить поглощение фосфора и снизить отрицательное влияние холодов на растения.
У молодых растений фосфор концентрируется преимущественно в меристематической ткани. Он легко передвигается внутри растений и перемещается из старых тканей в более молодые, т.е. реутилизируется (используется повторно). По мере созревания культур большая часть усвоенного растениями фосфора сосредотачивается в семенах и плодах (в семенах злаков до 50%).
Из внешних признаков при недостатке фосфора наблюдается скручивание краев листовой пластинки, грязно-зеленая, более темная окраска листьев. При недостатке фосфора кроме более темной окраски листьев вследствие образования антоциана нередко появляются еще красноватые и фиолетовые тона, в особенности у основания стеблей, на влагалищах листьев и черешках. От недостатка фосфора больше страдают более старые - нижние листья.
При нехватке фосфора в растениях больше накапливается нитратов, что связано с важным значением соединений типа НАД и НАДФ при восстановлении нитратов.
Фосфор снижает токсичность алюминия, марганца и железа. Благодаря тому, что фосфор связывает подвижный алюминий почвы, фиксирует его в корневой системе, улучшается углеводный и азотный обмен в растениях.
При высоком содержании в почве меди снижается потребление растениями фосфора и увеличивается эффективность фосфорных удобрений. Применение цинковых удобрений снижает поступление в растения фосфора.
Фосфор является спутником азота и белковых соединений. Фосфора содержится в растениях в 2 - 3 раза меньше, чем азота. При недостатке фосфора замедляется синтез белков и уменьшается их содержание. Поэтому дозы азотных и фосфорных удобрений должны быть сбалансированными.

Исследования, проведенные в США, показали, что небольшое количество азота, входящее в состав фосфорного удобрения, делает его более эффективным.
Избыток фосфора также неблагоприятно влияет на растения. В этом случае много фосфатов находится в растениях в минеральной форме, особенно в вегетативных органах. В случае избыточного поступления фосфора растения преждевременно созревают и не успевают синтезировать хороший урожай. При избытке фосфора ухудшается питание цинком, что приводит к заболеванию плодовых культур розеточностью.
Большое значение имеет фосфор в жизни человека и сельскохозяйственных животных. Он входит в состав костной ткани и играет незаменимую роль в процессах, от которых зависят основные жизненные функции организма (обмен веществ, размножение и т.д.). При недостатке фосфора у человека и животных развивается остеоспороз и другие заболевания костей. Суточная потребность в фосфоре - 1,0 - 1,5 г. Отмечается достоверная связь между содержанием фосфора в кормах и продуктивностью животных. Оптимальное содержание фосфора в кормах - 0,35 - 0,5% сухого вещества.
Обеспеченность растений фосфором во многом зависит от запасов его в почве, степени подвижности, гранулометрического состава и ряда других условий, влияющих на использование фосфора из почвы и удобрений. Все формы фосфора в почве, возможные вариации их воздействия можно изобразить в цепочке: валовой - органический - минеральные соединения Р2О5 - потенциально доступный Р2О5 - непосредственно доступный Р2О5.
Важным показателем потенциального плодородия почв является содержание валового фосфора. Он состоит из органических и минеральных соединений. Общее содержание фосфора может колебаться в зависимости от гранулометрического состава почвы, степени ее окультуренности, от особенности материнской породы, генезиса.
По данным Т.Н. Кулаковской, (1990); И.Р. Вильдфлуша и др. (1999), содержание валового фосфора в дерново-подзолистых глеевато-легко- и среднесуглинистых почвах составляет 0,14 - 0,16%; в легкосуглинистых, развивающихся на моренном суглинке - 0,09 - 0,12, супесчаных, подстилаемых моренным суглинком, - 0,07 - 0,12, песчаных - 0,06 - 0,08%.
Верхние горизонты, как правило, независимо от типа почвы и гранулометрического состава, больше содержат общего фосфора, чем нижележащие. Это связано с биологическим фактором и деятельностью человека. Развитие почвообразовательного процесса связано с постепенным переносом фосфатов корневой системой растений из нижележащих горизонтов в верхние.
Органические и минеральные фосфаты находятся в состоянии взаимопревращений. Соотношение между этими формами фосфора определяется направленностью почвообразования. В дерново-подзолистых почвах минеральные фосфаты преобладают над органическими. Содержание органического фосфора в этих почвах составляет 16 - 48% от общего и в тяжелых почвах выше, чем в легких. В отличие от дерново-подзолистых почв в торфяно-болотных почвах, наоборот, содержание органических фосфатов преобладает над минеральными и достигает 70%.
Минеральные фосфаты в почвах по степени участия в фосфорном питании растений можно в упрощенной схеме разделить на следующие три группы, находящиеся в постоянном обмене и динамическом равновесии:
Ортофосфаты почвенного раствора (фактор интенсивности)
Лабильные фосфаты Стабильные фосфаты.
Первая группа - ортофосфаты почвенного раствора, полностью доступные растениям. Это однозамещенные водорастворимые фосфаты кальция и магния, фосфорнокислые соли одновалентных катионов калия, натрия, аммония и др. Эта фракция интенсивно используется растениями в начальный период роста и развития растений. О степени подвижности фосфатов в почвах (фактор “интенсивности”) можно судить по способности твердых фаз почвы отдавать в раствор ионы фосфора. Мерилом этой способности является установление содержания фосфора в почвенном растворе.
Однако выделение почвенного раствора очень сложно, поэтому исследователями предложены водные слабосолевые вытяжки при узком соотношении почвы к раствору, что позволяет получать данные, близкие к концентрации фосфора в почвенном растворе. Наибольшее распространение из этой группы методов получил метод Скофилда – определение фосфора в 0,01М СаС12 вытяжке.
В Беларуси принята следующая градация почв по методу Скофилда (мг Р2О5 на 1 л): 1) низкое - менее 0,1; 2) среднее - 0,1-0,2; 3) повышенное - 0,21 - 0,60; 4) высокое - 0,61 - 2,0; 5) очень высокое - более 2,0.
Лабильные фосфаты - это фосфаты, осевшие или адсорбированные на поверхности твердых частиц почвы, почвенно-поглощающего комплекса, оксидах железа и алюминия, а также вторичные, которые образовались после формирования почвы. Ученые считают, что 4 - 10% всего почвенного фосфора связано адсорбционно. В отличие от первичных минералов вторичные фосфаты являются активной мобильной составной частью почвы. В отличие от первичных минералов вторичные фосфаты являются активной мобильной составной частью почвы. К ним относятся дегидрокальцийфосфат (СаНРО4 х 2Н2О), октакальцийфосфат (Са4Н(РО4)3), одно- и двухзамещенные фосфаты железа. При нарушении фосфорного равновесия твердой и жидкой частей почвы эти фосфаты могут переходить в почвенный раствор. Фосфаты второй группы характеризуют запасы подвижного фосфора - фосфатную “емкость” почвы и являются резервом для последующего снабжения растений фосфором. Для определения величины запаса подвижных фосфатов используют (в зависимости от типа и состава почв) кислотные, щелочные, буферные растворители, анионно-обменные смолы, радиоизотопный метод и другие.
Стандартным методом для определения подвижного фосфора и обменного калия в дерново-подзолистых почвах является метод А.Г. Кирсанова, который основан на извлечении фосфора и калия из почвы 0,2 м раствором НСl при соотношении почвы к раствору 1:5 для минеральных почв и 1:50 для торфяно-болотных почв с последующим фотоколориметрическим определением фосфора в виде синего фосфорно-молибденового комплекса на фотоэлекроколориметре и калия на пламенном фотометре. Индексы обеспеченности почвы подвижными формами фосфора и калия приведены в табл. 6.12.
Стабильные фосфаты - труднорастворимые соединения, заключенные в почве в первичных и вторичных минералах (окклюдированные гидратами полутораоксидов, карбонатами и другими). Наиболее устойчивой формой, медленно поддающейся химическому и биологическому воздействию, является фосфор в составе кристаллической решетки первичных минералов почвы: апатитов, фосфоритов, варисцитов, стренгитов, вивианитов. Фосфаты третьей группы почти недоступны для растений. Однако в процессе выветривания они могут становиться более доступными и служить источником фосфорного питания.
Органические фосфаты в почве представлены различными по природе группами соединений: индивидуальной природы (неспецифиче-

ские органофосфаты) и гумусообразования (специфические соединения). Неспецифические органофосфаты относят к трем основным классам соединений: фосфолипиды, нуклеиновые кислоты и инозитолфосфаты. При этом кальциевые и магниевые соли инозитолфосфорной кислоты содержатся в нейтральных почвах, а фитаты железа и алюминия - в кислых. Вниз по профилю почвы содержание органических фосфатов снижается, они распределяются в почве примерно так же, как и гумус. Фосфолипиды составляют менее 1% всего органического фосфора, нуклеиновые кислоты - до 10% и инозитолфосфаты - 30 - 60%. Обнаружены также в небольших количествах фосфоропротеины, сахарофосфаты, глицерофосфаты, нуклеотидные коферменты, соединения фосфатов с аминокислотами и другими соединениями.
По новейшим данным многих авторов, больше половины фосфорорганических соединений представлены новообразованными специфическими фосфогумусными соединениями. Формы этих соединений пока неясны, хотя некоторые данные позволяют считать, что фосфор в них связан с гумусовыми кислотами через ион металла.
Исследования кафедры агрохимии БГСХА показали, что в гумусе дерново-подзолистых почв содержится 0,8 - 3,5 % Р2О5 к его массе. Причем, как правило, чем меньше гумуса в почве, тем выше его насыщенность органическим фосфором.
Природные фосфорорганические соединения претерпевают в почвах физико-химические изменения в результате реакций хелатообразования, сорбции, химического гидролиза, ферментативных превращений и окислительно-восстановительных реакций. В результате этих процессов значительная часть органических фосфатов минерализуется и пополняет запасы потенциально доступных минеральных форм.
Длительное внесение удобрений, особенно органических, увеличивает содержание органических фосфатов, но в меньшей степени, чем минеральных. Особенностью процесса минерализации органических фосфатов почвы является достаточно высокая подвижность ее продуктов, которые мало переходят в труднорастворимые соединения.
Процессы превращения недоступных для растений минеральных и органических соединений фосфора в усвояемую форму протекают очень медленно. Несмотря на большие общие запасы фосфора в почве, его доступных соединений содержится обычно мало и, чтобы получать высокие устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, необходимо применять фосфорные удобрения.

Для растений азот - дефицитный элемент. Азот входит в состав белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла, витаминов, алкалоидов. Уровень азотного питания определяет размеры и интенсивность синтеза белка и других азотистых органических соединений в растениях и ростовые процессы. Растения могут использовать лишь азот минеральный. При недостатке азота в среде обитания тормозится рост растений, ослабляется образование боковых побегов и кущение у злаков, наблюдается мелколистность. Одновременно уменьшается ветвление корней, по соотношение массы корней и надземной части может увеличиваться. Одно из ранних проявлений азотного дефицита - бледно-зеленая окраска листьев, вызванная ослаблением синтеза хлорофилла. Длительное азотное голодание ведет к гидролизу белков и разрушению хлорофилла прежде всего в нижних, более старых листьях и оттоку растворимых соединений азота к более молодым листьям и точкам роста. Вследствие разрушения хлорофилла окраска нижних листьев в зависимости от вида растения приобретает желтые, оранжевые или красные тона, а при сильно выраженном азотном дефиците возможно появление некрозов, высыхание и отмирание тканей. Азотное голодание приводит к сокращению периода вегетативного роста и более раннему созреванию семян.

Фосфор поглощается растениями в виде высшего окисла РО4 и не изменяется, включаясь в органические соединения. В растительных тканях концентрация фосфора составляет 0,2-1,3% от сухой массы растения. В растении функционирует только в виде остатков фосфорной кислоты. Весь обмен сводится к фосфорилированию (присоединение остатка кислоты) и трансфосфорилированию (перенос остатка кислоты с одного вещества на другое). Фосфор - элемент энергетического обеспечения (АТФ, АДФ). Активизирует рост корневой системы и закладки генеративных органов. Ускоряет развитие всех процессов. Повышает зимостойкость. Внешним симптомом фосфорного голодания является синевато-зеленая окраска листьев нередко с пурпурным или фиолетовым оттенком (свидетельство задержки синтеза белка и накопления Сахаров). Листья становятся мелкими и более узкими. Приостанавливается рост растений, задерживается созревание урожая. При дефиците фосфора снижается скорость поглощения кислорода, изменяется активность ферментов, участвующих в дыхательном метаболизме, начинают активнее работать некоторые немитохондриальные системы окисления (оксидаза гликолевой кислоты, аскорбатоксидаза). В условиях фосфорного голодания активируются процессы распада фосфорорганических соединений и полисахаридов, тормозится синтез белков и свободных нуклеотидов.

Содержание калия в тканях составляет в среднем 0,5-1,2% в расчете на сухую массу. Калий не входит ни в одно органическое соединение. В клетках он присутствует в основном в ионной форме и легкоподвижен. В наибольшем количестве калий сосредоточен в молодых растущих тканях, характеризующихся высоким уровнем обмена веществ.Известно участие калия в регуляции вязкости цитоплазмы, в повышении гидратации ее коллоидов и водоудерживающей способности. Калий служит основным противоионом для нейтрализации отрицательных зарядов неорганических и органических анионов. Транспорт углеводов в растении связан с перераспределением калия. Калий является активатором многих ферментных систем. При недостатке калия начинается пожелтение листьев снизу вверх - от старых к молодым. Листья желтеют с краев. В дальнейшем их края и верхушки приобретают бурую окраску, иногда с красными «ржавыми» пятнами; происходит отмирание и разрушение этих участков. Листья выглядят как бы обожженными. При калиевом голодании снижается функционирование камбия, нарушается развитие сосудистых тканей, уменьшается толщина клеточной стенки эпидермиса и кутикулы, тормозятся процессы деления и растяжения клеток. В результате укорачивания междоузлий могут образоваться розеточные формы растений. Верхушечные и верхушечно-боковые почки перестают развиваться и отмирают, активируется рост боковых побегов и растение приобретает форму куста.Недостаток калия снижает продуктивность фотосинтеза, прежде всего за счет уменьшения скорости оттока ассимилятов из листьев: при калиевом голодании она падает более чем в два раза.