Физиологическая роль макроэлемента. Одним из наиболее значимых макроэлементов для растительных организмов является фосфор (Р). Его количество в культурах составляет около 0,2% (в сухой массе). В соединении с кислородом он образует фосфаты и фосфорные кислоты, которые входят в состав каждой живой клетки и имеют ключевое значение для существования и развития не только растений, но и всех других организмов. Фосфор является незаменимой составляющей целого ряда органических (до 90%) и минеральных соединений в растениях. Он присутствует в нуклеиновых кислотах (ДНК и РНК), нуклеотидах (АТФ, НАДФ, НАД) и нуклеопротеидах, а также в витаминах, ферментах, фитине, лецитине, сахарофосфатах и пр.
Фосфор играет решающую роль в процессах биосинтеза, энергетического, белкового, водородного обмена. Без него в растениях невозможна передача наследственных свойств. Этот элемент содержится в оболочке клеток, в клеточной протоплазме, входит в состав хромосом, участвует в образовании клеточных мембран. Минеральные соединения фосфора участвуют в регулировании реакции клеточного сока растений.
Этот макроэлемент повышает сопротивляемость культур к стрессам и неблагоприятным условиям среды. Его можно назвать строительным элементом растений, так как он необходим им для построения скелета и кроны. Фосфор способствует успешному росту и развитию культур, формированию у них мощной корневой системы, повышает их засухо- и холодоустойчивость, стимулирует более раннее и продуктивное плодоношение. Он способен снизить токсичность алюминия, марганца, железа. Обеспечение растений достаточным количеством фосфорного питания приводит к накоплению в плодах большего количества питательных, ароматических и красящих веществ, а также улучшает их лежкость.
Симптомы дефицита фосфора. Недостаточное обеспечение культур этим макроэлементом вызывает у них торможение или резкую приостановку роста; формирование карликовой корневой системы; изменение окраски листьев из-за частичного распада хлорофилла (постепенное распространение серо-зеленого, иногда пурпурного или красно-фиолетового цвета от края листовой пластины к центру), их деформацию и преждевременное опадание; истончение и покраснение стеблей, задержку цветения, потерю соцветий в фазе бутонов и осыпание недозревших плодов (как правило, у плодовых культур). У зерновых злаков дефицит фосфора приводит к слабому кущению и образованию плодоносных стеблей.
Фосфор влияет на рост и развитие корней, почек, бутонов. Очень существенно недостаток элемента влияет на образование и развитие репродуктивных органов растений. В этом случае происходит также торможение созревания семян, что вызывает снижение урожая и ухудшение его качества. Недостаточное количество фосфора может спровоцировать нарушение белкового обмена, из-за чего ухудшается усвоение азота.
Наиболее требовательны культуры к полноценному фосфорному питанию на начальных фазах своего развития, поскольку их корневая система еще не достаточно развита и плохо поглощает питательные вещества из почвы. Потребность в фосфоре особенно велика в период образования соцветий и плодов, в связи с чем элемент накапливается в этих частях растений, достигая максимальных концентраций в семенах и плодах.
Фосфор относится к макроэлементам первого порядка, и его значение в минеральном питании сельскохозяйственных культур чрезвычайно велико. Практически все процессы роста и развития растений связаны с прямым участием в них этого элемента. Недостаточное фосфорное питание ведет к большим потерям как объемов, так и качества урожая. Четким сигналом, который свидетельствует о недостатке этого элемента в питании, является появление фиолетовой окраски на листьях. Ее интенсивность прямо пропорциональна величине проявления недостатка. В первую очередь, проявление дефицита фосфора замечают на кукурузе, но от него страдают также и другие культуры, в частности озимый рапс и озимые зерновые.
Симптомы избытка. В условиях интенсивного поступления фосфора происходит ускоренное развитие растений, что позволяет получить более ранние урожаи с улучшенными качественными показателями. В то же время, переизбыток этого макроэлемента может привести к нарушению обмена веществ: ухудшается усвоение железа, марганца, меди, бора, цинка; усиливается поступление кальция за счет снижения поступления калия; возможно также фторное отравление культур и накопление в них тяжелых металлов. Внешне действие излишнего количества фосфора проявляется в уменьшении размеров растения по причине возникновения азотного голодания (избыток фосфора мешает усвоению азота). Кроме того, можно наблюдать деформацию и изменение окраски нижних листьев, – они вянут (происходит отмирание ткани по краю листовой пластины, появляются некротические пятна), а затем преждевременно опадают. Избыточное поступление фосфора приводит к ускоренному созреванию в ущерб качеству урожая. Также возможно ограничение поступления цинка, вызывающее у плодовых культур заболевание розеточностью (мелколиственностью). Регулировать усвоение фосфорных кислот помогает содержащийся в почве магний.
Содержание в почвах. В зависимости от типа почв, содержание в них фосфора может колебаться от 3,8 т/га (песчаные, дерново-подзолистые) до 22,9 т/га (мощные высокогумусные черноземы). Неодинаково и распределение элемента по горизонту. Наибольшие его количества сосредотачиваются в пахотных слоях, а с удалением от поверхности наблюдается снижение запасов фосфорсодержащих соединений.
Фосфор присутствует в почве в двух видах: в составе органических соединений (глицерофосфат, фитин, нуклеотиды и др.), а также в форме труднорастворимых неорганических соединений (фосфат кальция, железа, алюминия и пр.). Оба вида фосфатов могут взаимопревращаться: органические в минеральные и наоборот. Их соотношение зависит от типа грунтов. Так, содержание органического фосфора в дерново-подзолистых почвах (16 – 48%) ниже, чем минерального, а в торфяно-болотных он преобладает и может достигать 70%.
Несмотря на значительное содержание элемента в грунтах, преимущественное его количество (до 75%) находится в малорастворимых и труднодоступных для культур формах. Степень использования растениями фосфора, находящегося в почвах, составляет лишь 3 – 5%. Доступность элемента во многом зависит от кислотности среды. Так, неорганические фосфорсодержащие соединения, находящиеся в почвах с нейтральным показателем рН, практически не растворяются. А с увеличением кислотности грунта уровень доступности фосфора повышается.
По уровню доступности для растений различают три группы минеральных фосфатов: ортофосфаты почвенного раствора, которые полностью доступны и активно поглощаются культурами в начальных фазах их развития; лабильные фосфаты, представляющие собой осевшие на поверхности почвы или адсорбированные фосфорные соединения, способные переходить в почвенный раствор и составляющие резерв для последующего снабжения растений фосфором; стабильные фосфаты, труднорастворимые, почти недоступные для растений, способные очень медленно переходить в доступные формы в процессе выветривания или других химических и биологических воздействий.
Органические фосфаты включают в себя неспецифические образования (фосфолипиды – менее 1%, нуклеиновые кислоты – до 10%, инозитолфосфаты – от 30 до 60%, небольшие количества сахарофосфатов, глицерофосфатов, фосфопротеинов, нуклеотидных коферментов, а также соединений фосфатов с аминокислотами) и специфические (гумусообразования). В результате множества физико-химических изменений (сорбции, химического гидролиза, хелатообразования, окислительно-восстановительных реакций, ферментативных преобразований) значительная часть органических фосфорсодержащих соединений переходит в потенциально доступные минеральные формы, обладающие высокой подвижностью.
Фосфорные удобрения. Естественные источники пополнения запасов доступного для растений фосфора в почвах не существуют в природе, а потребность культур в этом элементе высока. Так, за вегетационный период растения выносят из почвы от 20 до 60 кг/га оксида фосфора (Р2О5). Процесс перехода минеральных и органических соединений фосфора в доступные формы идет довольно медленно, поэтому, чтобы обеспечить полноценное фосфорное питание культурам и получить высокие урожаи, необходимо регулярное пополнение запасов этого элемента в почвах с помощью обогащения их фосфорными удобрениями.
В зависимости от степени растворимости в воде и доступности для культур фосфорсодержащие удобрения делят на три группы: легкодоступные для растений, фосфор в которых находится в водорастворимой форме (суперфосфат простой, суперфосфат двойной); доступные, содержащие фосфор, растворимый в слабых кислотах или в щелочном растворе (термофосфаты, преципитат, обесфторенный фосфат, томасшлак); труднодоступные, растворимые только в сильных кислотах (фосфоритная и костяная мука).
Самым распространенным из фосфорных соединений является суперфосфат. Помимо монокальцийфосфата и фосфорной кислоты он содержит также микроэлементы магний и серу. Часть доступного культурам оксида фосфора (Р2О5) составляет в суперфосфате 14 – 20%, а общее содержание усваиваемого макроэлемента – от 88 до 98%. Как более концентрированное фосфорное удобрение применяют суперфосфат двойной, доля водорастворимого оксида фосфора в котором значительно выше – от 42 до 49%. Еще одно отличие – отсутствие в двойном суперфосфате гипса. Этот препарат превосходит суперфосфат простой по эффективности благодаря меньшему расходу и более мощному воздействию. Но для культур, положительно реагирующих на гипсовые добавки, предпочтительнее использовать простой суперфосфат. Оба вида удобрений могут применяться для любых культур как самостоятельно, так и в составе питательных смесей, без каких-либо ограничений по типу почв. После внесения в почву они требуют немедленной заделки, так как отличаются высокой скоростью перехода в труднодоступные формы.
Очень популярны у аграриев сложные фосфорсодержащие удобрения – аммофос, диаммофос, азофоска (NPK), нитроаммофоска, нитрофос, карбоаммофос. Аммофос состоит из легкодоступных для культур форм фосфора и азота, не содержит хлора и нитратов. Фосфор, находящийся в нем в виде фосфата аммония, обладает высокой подвижностью в почвах и легко проникает в более глубокие горизонты. Применяют как в качестве основного удобрения, так и для подкормок. Диаммофос – вариант с более высокой концентрацией. Он способен снижать кислотность почвы и повышать ее щелочную реакцию. Как и большинство фосфорных удобрений, диаммофос можно применять в комплексе с органическими компонентами (навоз, птичий помет, перегной и пр.).
В качестве источника фосфора используются также жидкие комплексные удобрения (ЖКУ), представляющие собой суспензии или водные растворы. Они обладают высокой технологической и агроэкономической эффективностью. Благодаря легкости в применении и незначительности влияния погодного фактора, отсутствию токсичных и взрывоопасных качеств, высокой степени доступности для культур, возможности применения как для корневой, так и для листовой подкормки, а также совместимости их с различными микроэлементами, пестицидами, стимуляторами роста, что позволяет одновременно обрабатывать культуры комбинированными смесями, эти удобрения становятся все более востребованы в сельскохозяйственном производстве.
Следствием проявления дефицита фосфора на озимых является медленное образование вторичной корневой системы, что сдерживает растения в росте и не позволяет им реализовать свой генетический потенциал в обеспечении соответствующего уровня урожая. Чаще всего это явление связано с низкими температурами почвы во время весеннего возобновления вегетации. Усвоение фосфора растениями из почвы на ранних этапах роста связано с определенными трудностями, которые обусловлены слабым развитием корневой системы и особенностью поведения этого элемента в почве. Общеизвестно, что усвоение ортофосфатов корневой системой из почвы требует температур на уровне + 14 ° С и выше.
Выходом из этой ситуации считалось внесение фосфора по листу. Но внекорневая подкормка классическими удобрениями с фосфором в виде ортофосфатов часто не приносит ожидаемого эффекта. Это связано с медленным проникновением в растение через листовую поверхность и медленным усвоением этой формы фосфора растением. Согласно научным данным, фосфор в фосфатной форме при внесении через листовую поверхность усваивается только в количестве до 20% от внесенного в течение 5 суток. На сегодня наиболее эффективным решением является использование удобрений, содержащих фосфор в фосфитний форме! Кардинальное отличие этих удобрений по сравнению с теми, которые содержат фосфор в форме фосфатов, заключается в скорости проникновения фосфора в растение и достаточно низкими температурами его усвоения. Это дает возможность применять фосфиты уже при температурах 5 – 7 ° С.
Одно из последних достижений агрохимии – создание органо-минеральных комплексов на основе синтетических органических кислот. Такие микроудобрения называют хелатами. Они отличаются высокой степенью усваиваемости растениями. Предпосевная обработка семян хелатным препаратом, в составе которого находится фосфор, позволяет избежать дефицита этого макроэлемента в первый период жизни растения. Значительное снижение поступления фосфора в растения при низких температурах вызывает его дефицит в культурах. В этом случае эффективным будет использование фосфорсодержащих хелатных удобрений в качестве внекорневой подкормки. Их применение позволит избежать негативных последствий недостатка элемента и сохранить будущий урожай.
Поділитись в соцмережах:
