Роль фосфора в жизни растений реферат
Обновлено: 02.07.2024
Причины недостатка фосфора в растениях. Сравнительная оценка содержания фосфора в различных видах фосфорных удобрений. Повышение устойчивости растений к низким температурам и развитие их собственного иммунитета, влияние фосфора на урожайность культур.
| Рубрика | Химия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.06.2018 |
| Размер файла | 725,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
КУРСОВАЯ РАБОТА
Фосфорные удобрения
Выполнила:
Студентка группы ДХМ-32
Лупоокова Ольга Дмитриевна
Проверила:
к.х.н., доцент кафедры
органической, неорганической и фармацевтической химии АГУ
СОДЕРЖАНИЕ
1. Причины недостатка фосфора в растениях
2. Сравнительная оценка содержания фосфора в различных видах фосфорных удобрений
Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, так как входит в состав белков. Если азот в почве может пополняться путем фиксации его из воздуха, то фосфаты только внесением в почву в виде удобрений. Фосфор входит в состав триады элементов, жизненно необходимых для растений. В отличие от двух других - азота и калия, которые отвечают за рост и вкусовые качества продукции, фосфор контролирует постоянные обменные процессы, являясь источником энергии. Он входит в состав ДНК и РНК, а также многих других веществ, которые играют главную роль в жизни растительной флоры. Главные источники фосфора - фосфориты, апатиты, вивианит и отходы металлургической промышленности томасшлак, фосфатшлак. Все фосфорные удобрения - аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные - суперфосфат, и фосфоритная мука.
Фосфорные удобрения, минеральные и органические вещества, содержащие фосфор и используемые для улучшения фосфорного питания растений. Являются единственным источником пополнения запасов фосфора в почве. Производятся в основном промышленным путем из горнорудного сырья -- фосфоритов и апатитов[2].
Некоторым растениям нужно большее количество этого элемента, некоторым - меньшее, но без него растительная жизнь истощится и остановится. Если фосфоритов поступает достаточно, обменные реакции в теле растения идут быстрее, оно лучше развивается, растет и плодоносит. Самое интересное, что даже если удобрение внесено в почву с избытком, оно не наносит вред посадкам, так как усваивается только в необходимом количестве, и не молем больше.
По степени растворимости эти удобрения подразделяют на следующие группы:
1) Растворимые в воде, легкодоступные для растений - суперфосфаты простой и двойной, аммонизированный, обогащенный;
2) Трудно растворяемые (не растворимы в воде и почти не растворимые в слабых кислотах), они не могут непосредственно использоваться растениями - это фосфоритная и костная мука. Фосфоритная мука - тонко размолотый природный фосфорит, соединения которого труднодоступны растениям. Это удобрение применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных [4].
1. ПРИЧИНЫ НЕДОСТАТКА ФОСФОРА В РАСТЕНИЯХ
Недостаток этого элемента может самым губительным образом сказаться на растении. Если из почвенного комплекса исчезнет весь фосфор, мир лишиться будущего. Дефицит данного компонента самым негативным образом сказывается на работе репродуктивных функций всей земной флоры. У растений перестают развиваться семена, у некоторых видов останавливается или замедляется рост, а злаковые культуры, чьи поля всегда были покрыты стройными рядами одиночных колосков, превращаются в дернины, на которых растут невысокие травянистые кустики ржи или пшеницы[2].
· Надземные части растений окрашиваются сначала в темно зеленый, а потом - в багрово-фиолетовый цвет;
· Изменяются форма листьев, они преждевременно опадают;
· На нижних листьях образуются некротические изменения, появляются темные пятна;
· Растение становится низким и кустистым;
Всех этих признаков, явно указывающих на деградацию растений, можно избежать при своевременном применении фосфорных удобрений, которые восполнят недостаток этого элемента в почве. Но, прежде чем вносить агрохимикат на грядки, необходимо разобраться, почему возник такой сильный дефицит.
Причины недостатка фосфора:
· Фиксация его в почвенно-удерживающем комплексе (переход в трудно усваиваемые соединения);
· Неправильное внесение фосфорно-калийных удобрений;
· Слабая работа микрофлоры земли, как результат интенсивного земледелия;
· Вынос фосфора с полученной продукцией, без последующего возобновления;
· Неорганический тип культивирования земли.
Для устранения разных причин фосфорного голодания необходимо вносить удобрения, лучшим образом подходящие для решения проблемы. Фосфориты - основа производства минеральных агротуков с различными свойствами, из широкого ассортимента которых можно выбрать именно тот, который подойдет в данном конкретном случае[1].
2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА В РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ
Для того чтобы правильно подобрать удобрение, необходимо знать, что оно из себя представляет. Обычно название дается агрохимикату по элементам его состава. Вот самые распространенные виды фосфорных удобрений, содержащих в своем составе вышеуказанный химический элемент:
СУПЕРФОСФАТ
Это самое распространенный агрохимикат, который состоит из монокальцийфосфата (Ca(Н2РО4)2), фосфорной кислоты, с добавлениями микроэлементов, таких, как магний и сера. Около 20% P2О2 находится в составе удобрения в водорастворимой форме, которая легко усваивается растениями.
Спектр применения суперфосфата очень широк. Его используют для создания питательной среды для любых культур. По выбору почв, для которых рекомендован этот тук, тоже нет ограничений - он будет работать при любом составе. фосфор растение устойчивость урожайность
Суперфосфат применяют как индивидуально, так и в составе смесей. Он самым положительным образом влияет на динамику развития растений, повышая их устойчивость к низким температурам и помогая развивать собственный иммунитет. Благодаря этому урожайность плодовых, овощных и злаковых культур значительно возрастает.
Метод получения простого суперфосфата:
Схема производства простого суперфосфата (рис.1.):
Особенно любят фосфор помидоры. После его применения они преображаются, увеличивая скорость роста и завязи плодов. При внесении фосфоритов в лунки при посадке (15-20 г под одно растение), помидоры сразу растут бодрячками. Если такая подкормка не сделана, то для томатов, которые собираются цвести, необходимо произвести жидкую подкормку. Суперфосфат разводят в теплой воде (100 г на 10 л), и вносят эту смесь в приствольный круг, по 0,5 л под один куст[4,5].
ДВОЙНОЙ СУПЕРФОСФАТ
Это удобрение содержит в своем составе концентрированный фосфор. Иногда его содержание может достигать 40 и более процентов. Чаще всего его применяют осенью, реже - для припосадочного внесения и корневых подкормок. Дозу, рекомендуемую для использования, необходимо разделить на два, иначе концентрат может просто сжечь корни.
Цена на двойной суперфосфат выше, чем на простой. Это объясняется большей концентрацией основного элемента в составе тука. В итоге двойной суперфосфат все равно оказывается выгоднее, так как он оказывает более мощное воздействие при меньших количествах.
Благодаря присутствию в составе серы, растения проявляют более жизнестойкость, у масличных культур существенно повышается содержание жирности в семенах, у зерновых культур - количество содержащегося белка. Способствует повышению урожая, а также качества продукции. Ускоряет процесс созревания урожая. При основном внесении, перед засевом планируемой сельскохозяйственной культуры, вносят удобрение на глубину засева семян. Такая глубина оптимальна, так как гранулы суперфосфата не смываются потоками дождя, не переходят в нижние слои грунта от первоначального внесения. При разбрасывании суперфосфата по поверхности почвы, эффективность существенно понижается, поскольку для питания растений, вещество, должно быть, расположено максимально близко от корневой системы. Для усиления действия, удобрение суперфосфат двойной используют совместно с калийными подкормками (весной), и азотно-калийными (осенью).
При определении дозировки удобрения, следует учитывать не только тип почвы, но и свойства возделываемых культур. Например, подсолнечник и кукуруза испытывают угнетенность при прямом контакте посадочных семян с суперфосфатом. В случае применения, следует минимизировать контакт семян и минерала, выдерживая большую прослойку земли между ними, а также в таком случае следует снизить дозу удобрения. Удобрение не токсично, взрыво- и пожаробезопасное, не слеживается. В сравнении с аммофосом, суперфосфат двойной обладает лучшей растворимостью фосфора.
Метод получения двойного суперфосфата:
Схема производства двойного суперфосфата поточным методом (рис.2.):
Где 1- реактор (t=70-90 ?С, 1 час, 55-60 % разложение); 2- распылительная сушилка; 3- шнековый смеситель-гранулятор; 4- барабанная сушилка (до влажности 3-4 %), степень разложения увеличивается до 80-90 %.
Данный тук часто применяют для плодовых деревьев и кустарников. Вносят его осенью, в хорошо разрыхленный и очищенный от травы приствольный круг, в следующих дозах:
Молодая яблоня (до 3-х лет) - 60-75 г; Взрослая яблоня (5-10 лет) - 170-220 г; Вишня, слива, абрикос - 50-70 г; Крыжовник, смородина - 35-50г; Малина - 20 г на 1 метр.
Простой суперфосфат также применяется для этих кустарников, но его количество при внесении необходимо увеличить вдвое[4].
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОСТОГО И ДВОЙНОГО СУПЕРФОСФАТА (табл.1.)
ДОСТОИНСТВА
СУПЕРФОСФАТ
· Низкое содержание фосфора - 19-21% Р2О5
· Высокая доля балласта - CaSO4
ДВОЙНОЙ СУПЕРФОСФАТ
· Высокое содержание фосфора - 40-48 % Р2О5
· Высокая доля водорастворимого фосфора - 27-42 % Р2О5
· Дороже, чем простой суперфосфат
Концентрированное удобрение, содержит до 40% фосфора, производится в виде гранул. Половина фосфорных соединений в суперфосе растворяется водой[7].
ПРЕПИЦИТАТ
Самое первое и самое ценное удобрение на основе фосфорной структуры. В своем составе содержит практически половину фосфора, порядка 35 - 40%.
Метод получения преципитата:
К значительным минусам можно отнести то, что в воде не имеет способности растворяться. Поэтому его возможно лишь только добавлять к основным элементам задуманного удобрения. Тщательно перемешивать, и употреблять в зеленной покров в таком виде. Преципитат является необходимым добавочным компонентом на все виды сельскохозяйственных культур, которые имеют возможность, расти и развиваться в почвах, имеющих склонность к окислению. Несмотря на не способность преципитата к растворению в воде, это не мешает его быстрому усвоению форм в переходном процессе.
По своей эффективности преципитат можно смело сравнить с удобрением под названием суперфосфат. А вот в кислых почвах преципитат, даже способен превзойти по своему действию на будущий урожай. Так как суперфосфат в кислых почвах грунта способен к быстрому разложению, а значит и действие на растительные культуры будет гораздо быстрее, чем это получится у преципитата.
Стоит помнить лишь то, что с добавление суперфосфата не стоит злоупотреблять, в то время как фосфорное удобрение преципитат не имеет подобных отрицательных качеств, как на почвенные покровы, так и на растения в целом. Кроме того преципитат носит менее химический и искусственный характер своего состава, в то время как суперфосфат является полностью состоящим их химических элементов[3,6].
ТЕРМОФОСФАТЫ
Это группа удобрений, содержит в среднем от 15 до 30% фосфора (в зависимости от вида), растворяющегося в лёгких лимонных кислотах. К ним относят томасшлак, обесфторенный фосфат, мартеновский шлак.
Томасшлак содержит не менее 14% фосфора, по сути является отходом от переработки стальных и железных руд. Это щелочное удобрение, поэтому на кислом грунте действует намного лучше, чем суперфосфаты, однако использоваться может на любых почвах. При внесении его следует хорошо перемешать с землёй.
Мартеновский шлак имеет второе название - фосфатшлак. Он относится к сильнощелочным соединениям, подходящим для кислых почв, но фосфора содержит меньше, чем томасшлак.
Обесфторенный фосфат содержит около 30% лимонно-растворимого фосфора, на чернозёмах не уступает суперфосфату[7].
Это удобрение получают в процессе нейтрализации ортофосфорной кислоты при участии аммиака. Азота, который вырабатывается при реакции, остается в конечном составе намного меньше, чем фосфора. Оба эти элемента сохраняются в легко усваиваемой форме.
Методы получения аммофоса:
Схема производства гранулированного аммофоса с аммонизатором-гранулятором:
Где 1 - нейтрализаторы; 2 - аммонизатор-гранулятор; 3 - сушильный барабан; 4 - циклоны; 5 - грохоты; 6- охладитель гранул; 7,8 - абсорберы.
Применять агротук можно на любом этапе вегетации садовых и огородных культур. Но лучше всего добавлять фосфорные удобрения либо осенью, под зяблевую вспашку, либо весной, при посадке. В последнем случае рекомендуются следующие пропорции:
Овощи - 15-25 г на 1 м.кв;
Плодовые деревья - 20-35 г на 1 м.кв;
Газон, декоративные растения - 20 г на 1 м.кв.
Для цветов рекомендуется вносить аммофос осенью, из расчета 15-25 г на 1 м.кв. Дозировка зависит от перспективных размеров растения. Для крупных, мясистых пионов или гладиолусов желательно подсыпать побольше гранул, а для тонких и изящных гвоздик, лютиков и примул желательно уменьшать дозу[3,5].
ДИАММОФОСКА
Второе название этого агрохимиката - гидрофосфат аммония. Основной элемент содержится в его составе в высококонцентрированном виде, что позволяет экономично использовать данное удобрение, обладающее целым рядом полезных свойств. Диаммофос повышает основность, и понижает кислотность почвы. Как и большинство фосфорных удобрений, его можно применять совместно с животной органикой, например, с навозом или птичьим пометом. Последний вариант смеси необходимо долго настаивать, и хорошо разбавлять, иначе она получится слишком жгучей.
Методы получения диаммофоса:
Диаммофос используют в качестве припосевного удобрения под большую часть огородных культур. Под картофель его можно вносить прямо в процессе посадки, кидая в каждую лунку чайную ложку гранул вещества.
Для томатов и огурцов этот агрохимикат тоже актуален. Его вносят только один раз, или перед посадкой, в лунку, хорошо перемешав с землей, или во время цветения, в жидком виде под корень.
КОСТНАЯ МУКА
Фосфор можно получить и из органики. Костная мука - яркий тому пример. Этот продукт переработки костей домашнего скота содержит в своем составе около 60% Ca3(PO4)2. Для тех, кто предвзято относится к агротукам, фосфорная мука - отличный способ приготовить полноценный компост без химикатов.
Это натуральное удобрение применяют практически для всех огородных культур. Оно служит прекрасной фосфорной подкормкой для томатов, огурцов, картофеля. Для домашних растений костная мука применяется чаще, чем другие фосфоритовые подкормки. Особенно хорошо на нее реагируют кадочные культуры - пальмы, лианы, фикусы. Для цветов, которые растут в горшках на подоконнике, костная мука тоже подходит. Чтобы не ошибиться, ее количество рассчитывают, исходя из величины горшка в литрах, и вносят около 0,3 ч. ложки на 1 литр[3].
Представляет собой мелкий порошок синего или серо-голубого цвета, добывающийся из болотной железной руды, который достаточно удобно рассеивать. Обычный состав включает 28% фосфорной кислоты, но бывает ещё торфовивианит (содержит примесь торфа) с содержанием фосфора в районе от 12 до 20%. По своему действию схож с фосфоритной мукой, перед внесением в грунт требует окисления на воздухе[7].
Сравнивания различные виды фосфорных удобрений, можно прийти к выводу о том, что у всех видов есть свои достоинства и недостатки. Если один вид дешевле, то у него есть и минус - небольшое содержание фосфора. Есть безвредные удобрения, а есть те, при злоупотреблении которых можно нанести урон растениям. Так же для каждого растения нужно индивидуально подбирать удобрение, чтобы был хороший урожай.
Если выбирать из всех вышеперечисленных удобрений самое лучшее и эффективное, то, наверное, нужно остановиться на двойном суперфосфате. В этом фосфатном удобрении фосфора содержится от 40 до 50%. Это одно из самых популярных и действенных удобрений, которое не имеет недостатков. Однако смешивать его с другими удобрениями не рекомендуется.
Фосфор — химический элемент, известен в нескольких модификациях: белый, красный, черный и металлических, представляющих собой твердые вещества, соответствующего цвета. Впервые выделен гамбургским аптекарем Геннингом Брандтом в 1669 г. из. Его роль в жизни растений впервые упоминается Дендональдом в 1795 г. Швейцарский естествоиспытатель Соссюр несколько позже обнаружил фосфат кальция в золе всех проанализированных им растений.
Содержание фосфора в растительном организме
Потребление фосфора растениями меньше, чем азота, на его долю приходится 0,2-1,0% массы сухого вещества. Распределение фосфора в растениях то же, что и азота: большего всего его накапливается в репродуктивных органах и органах, где интенсивно происходят процессы синтеза органических веществ. Азот и фосфор в растительных организмах характеризуются довольно устойчивым соотношением в урожае.
Соотношение азота и фосфора для зерна, корней, клубней, сена примерно составляет 1:0,3, тогда как между азотом и калием оно может варьировать от 1:0,6 до 1:1,4. В вегетационных опытах, меняя соотношение азота и фосфора в питательных средах, можно добиться различное соотношение этих элементов в растениях, однако в полевых условиях это соотношение стабильно благодаря свойству почвы регулировать питание растений.
Таблица. Среднее соотношение основных элементов питания в урожае растений, % 1 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
| Культура | N | P2O5 | K2O |
|---|---|---|---|
| Озимая пшеница, зерно | 100 | 32 | 60 |
| Сахарная свекла, корни | 100 | 29 | 106 |
| Картофель, клубни | 100 | 30 | 140 |
| Клевер луговой, сено | 100 | 31 | 901 |
Фосфор в растениях представлен в минеральном (5-15%) и органическом (85-95%) виде. Минеральные соединения фосфора — фосфаты калия, кальция, магния и аммония. Органические соединения: нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды и фосфатопротеиды, аденозинфосфаты, сахарофосфаты, фосфатиды, фитин.
Нуклеиновые кислоты — рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК) — высокомолекулярные соединения, имеющие форму спиральных нитей (25 А в диаметре) и состоящие из комбинаций нуклеотидов. В состав нуклеотидов входят азотистые основания, сахара и фосфорная кислота. Углеводный компонент РНК — рибоза, в ДНК — дезоксирибоза.
Соединяясь между собой в различных комбинациях, нуклеотиды образуют нуклеиновые кислоты. Одна молекула нуклеиновой кислоты может иметь тысячи комбинаций нуклеотидов, соединяющихся между собой кислотными остатками фосфорной кислоты. Комбинации нуклеотидов в нуклеиновых кислотах образуют своеобразный шифр, которым записываются наследственные свойства организма. Благодаря практически бесконечному количеству комбинаций нуклеотидов создается огромное разнообразие видов всех живых существ.
ДНК — молекула, хранящая всю информацию о генетических свойствах организма, РНК непосредственно участвует в синтезе белковых веществ. На долю фосфора в нуклеиновых кислотах приходится около 20%. Молекулы нуклеиновых кислот присутствуют во всех тканях и органах растений, в любой растительной клетке. В листьях и стеблях растений на долю нуклеиновых кислот приходится 0,1-1,0% сухой массы, в молодых листьях и в точках роста побегов — больше, в старых листьях и стеблях — меньше. Наибольшее содержание нуклеиновых кислот в пыльце, зародыше семян, кончиках корней.
Нуклеиновые кислоты могут образовывать комплексы с белками — нуклеинопротеиды, входящие в состав клеточных ядер.
Фосфор участвует в энергетическом обмене растительных клеток за счет аденозинфосфатов, способные при гидролизе выделять энергию. По количеству остатков фосфорной кислоты различают аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ) и аденозинтрифосфат (АТФ). Молекула АТФ состоит из пуринового основания (аденина), сахара (рибозы) и трех остатков ортофосфорной кислоты:
Энергоемкие фосфатные макроэргические связи (волнистая линия) содержат 50280 Дж энергии, а при их разрыве выделяется 31 425 Дж. При этом теряется один кислотный остаток фосфорной кислоты, а АТФ переходит в АДФ. АДФ также может участвовать в этой схеме с образованием АМФ.
Аденозинфосфатные соединения в растительной клетке являются аккумулятором энергии, которая расходуется во многих жизненно важных процессах клетки, например, биосинтезе белков, жиров, углеводов, аминокислот и других соединений. Образование АТФ в растениях происходит благодаря процессам дыхания. Кроме аденозинфосфатных соединения известны другие макроэргические соединения, включающие в состав фосфор.
В тканях растений присутствуют сахарофосфаты, или фосфорные эфиры сахаров. Известно свыше десяти подобных соединений. Участвуют в дыхании растений, превращении простых углеводов в сложные в процессе фотосинтеза, и взаимных трансформациях. Фосфорилирование — реакция образования сахарофосфатов. Содержание сахарофосфатов в растениях в зависимости от возраста, условий питания составляет от 0,1 до 1,0% сухой массы.
Фитин — кальциево-магниевая соль инозитфосфорной кислоты. По содержанию в растениях фитин среди остальных фосфорорганических соединений занимает первое место.
Таблица. Формы фосфорнокислых соединений в растениях, % P2O5 к сухому веществу 2 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
| Культура | Общее содержание фосфора | В том числе органический фосфор | Минеральный фосфор | В % от общего фосфора | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| лецитин | фитин | нуклеопротеиды | прочие | всего | органический | минеральный | |||
| Пшеница, зерно | 0,860 | 0,032 | 0,609 | 0,130 | - | 0,771 | 0,089 | 89,6 | 10,4 |
| Клевер, сено | 0,554 | 0,050 | 0,300 | 0,050 | 0,084 | 0,484 | 0,070 | 87,0 | 13,0 |
Фитин содержится в молодых органах и тканях растений, больше всего в семенах. Например, в семенах бобовых и масличных культур на его долю приходится 1-2% сухой массы, в семенах злаков — 0,5-1,0%. В семенах фитин является запасом фосфора для прорастания и появления молодых всходов.
Большая часть в растениях концентрируется в репродуктивных органах и молодых растущих частях. Фосфор ускоряет образование корневой системы. Максимум потребления фосфора приходится на первые фазы роста и развития. В дальнейшем легко реутилизируется, то есть передвигается из старых тканей в молодые и используется повторно.
Значение фосфора
- экономичному расходованию влаги растениями;
- повышению засухоустойчивости;
- улучшению углеводного обмена, что способствует повышению сахаристости свеклы и крахмалистости картофеля);
- увеличению содержания сахаров в узлах кущения озимых культур и тканях многолетних трав, что повышает морозоустойчивость и зимостойкость;
- устойчивости к полеганию хлебных злаков;
- устойчивости к болезням;
- процессам оплодотворения цветов, образованию завязей, формированию и дозреванию плодов.
У прядильных культур образуется длинное тонкое и крепкое волокло.
Избыток фосфора приводит к преждевременному развитию и раннему плодоношению, снижая тем самым урожайность.
Недостаток фосфора вызывает замедление роста и развития растений, снижается синтез белка и сахаров, листья формируются мелкие и узкие, задерживаются цветение и созревание плодов. Нижние листья становятся темно-зеленой окраски с красно-фиолетовым, лиловым, синеватым или бронзовым оттенком, края загибаются кверху.
Между азотным и фосфорным питанием растений имеется взаимосвязь: недостаток фосфора замедляет синтез белков в тканях, при этом повышается содержание нитратов. Чаще это проявляется при несбалансированном питании растений, то есть завышенных дозах азота.
Растения наиболее чувствительны к дефициту фосфора в молодом возрасте, когда слаборазвитая корневая система не обладает достаточной поглощающей способностью. Дефицит в этот период не может быть восполнен в последующем, даже при оптимальном фосфорном питании.
Максимальное поглощение фосфора происходит на период интенсивного роста вегетативной массы.
Источники фосфорного питания растений
В природных условиях источником фосфорного питания растений являются соли ортофосфорной кислоты — фосфаты, а также после гидролиза пиро-, поли- и метафосфаты. Последние в почве отсутствуют, но могут входить в состав сложных удобрений.
Ортофосфорная кислота при гидролизе диссоциирует на анионы Н2РО4 — , НРО4 2- и РО4 3- . Согласно расчетам Б.П. Никольского, в условиях слабокислой реакции почвы, наиболее распространенным и доступным является Н2РО4 — , в меньшей степени — НРО4 2- , РО4 3- практически не участвует в питании большинства растений, за исключением люпина и гречиха, в меньшей степени горчицы, гороха, донника, эспарцета и конопли.
Все встречающиеся в почве соли ортофосфорной кислоты и одновалентных катионов (NН4 + , Na + , К + ) хорошо растворимы в воде. Растворимы также однозамещенные соли двухвалентных катионов кальция Са(Н2РO4)2 и магния Мg(Н2РO4)2. Двузамещенные соли кальция СаНРO4 и магния МgНРO4 плохо растворимы в воде, но растворимы в слабых кислотах, в том числе в кислых корневых выделениях и органических кислотах, образующихся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому дигидроортофосфаты (однозамещенные) и гидроортофосфаты (двузамещенные) являются источником фосфора для растений.
Таблица. Соотношение недиссоциированных молекул H3PO4 и ее анионов при различных значениях рН среды, % 3 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
| Кислота, анион | рН | |||
|---|---|---|---|---|
| 5 | 6 | 7 | 8 | |
| H3PO4 | 0,10 | 0,01 | - | - |
| H2PO4 - | 97,99 | 83,68 | 33,90 | 4,88 |
| HPO4 2- | 1,91 | 16,32 | 66,10 | 95,12 |
| PO4 3- | - | - | - | 0,01 |
Трехзамещенные фосфаты (ортофосфаты) двухвалентных катионов нерастворимы в воде и недоступны для большинства. Однако свежеосажденные трехзамещенный фосфат кальция, образующийся из одно- и двузамещенных фосфатов в процессе химического поглощения почвой, в аморфном состоянии немного лучше поглощается растениями. По мере старения, эти аморфные трифосфаты переходят в кристаллические формы и теряют доступность для растений.
Трехвалентные катионы ортофосфорной кислоты [АlРO4, Аl(ОН)3РO4, FеРO4, Fе2(OН)3РO4 и др.] не доступны растениям, составляют большую часть минеральных фосфатов кислых почв.
В качестве источника фосфорного питания растений является фосфаты в обменно-поглощенном (адсорбированном) почвенными коллоидами состоянии. Эти анионы вытесняются анионами минеральных и органических кислот (лимонной, яблочной, щавелевой). В почве в системе твердая фаза—раствор анионы содержатся в достаточном количестве. В процессе дыхания корни выделяют углекислый газ, который при растворении подкисляет реакцию и образуют гидрокарбонат-ионы. Последние вытесняют адсорбированный фосфор в раствор из ППК.
Экспериментально подтверждено, что обменно-поглощенные анионы фосфорной кислоты по доступности для растений приближаются к водорастворимым фосфатам. Однако количество последних в почве мало, поэтому адсорбированные фосфаты имеют большое значение в балансе фосфорного питания растений.
Некоторые растения обладают способностью усваивать фосфат-ион органических соединений, например, фитина и глицерофосфатов, благодаря корневым выделениям, содержащим фермент фосфатазу. Под действием фосфатазы отщепляется анион фосфорной кислоты от органических соединений и поглощается растением. К таким растениям относятся горох, кукуруза, бобы. Фосфатазная активность возрастает в условиях дефицита фосфора.
В процессе филогенеза растения приспособились к питанию из растворов с очень низкими концентрациями. В исследованиях М.К. Домонтовича все опытные растения (овес, кукуруза, пшеница, горох, горчица и гречиха) могли поглощать фосфор из растворов с концентрациями от 0,01 до 0,03 мг Р2O5 на 1 л. Принято считать, оптимальной концентрацию фосфора для питания растений — 1 мг/л.
Поглощенный корнями фосфор быстро включается в синтез сложных органических соединений уже непосредственно в корнях. В опытах с тыквой, 30% меченого фосфора 32 Р через 30 с после поглощения обнаруживалось в составе органических соединений, через 3-5 мин — 70% поглощенного фосфора. В первую очередь фосфор расходуется на синтеза нуклеотидов. Для транспортировки фосфора к другим частям растения, фосфор вновь трансформируется в минеральные соединения.
Сегодня мы поговорим о таком жизненно важном элементе для растений, как фосфор.
Фосфор, наряду с Азотом и Калием является незаменимым элементом, однако для успешного роста и развития, а также плодоношения, важен правильный баланс этих веществ.
Какую роль выполняет фосфор в растении?
В первую очередь, это поддержание обменных процессов и сил у растущего растения.
- Фосфор – это неотъемлемая часть ДНК и РНК.
- Поддерживает процесс фотосинтеза,
- Участвует в регуляции дыхания растений,
- Фосфорные удобрения ускоряют прорастание семян,
- Фосфор – важный элемент для формирования корневой системы,
- Незаменимый элемент для формирования бутонов и семян.
Можно сделать вывод, что своевременная подкормка растений фосфором - это залог будущего урожая.
В зависимости от типа почвы, содержание фосфора будет варьироваться. Фосфор в почве встречается 2-х видов:
1. Труднодоступный (в виде минералов и фосфатов металлов)
2. Легкодоступный, в виде органических соединений (нуклеиновые кислоты, фитин, глицерофосфаты).
Признаки недостатка фосфора в почве:
1. Окраска листьев меняется с темно-зеленого, на багряный цвет.
2. Преждевременное опадение листьев.
3. Темные пятна на листьях.
4. Растение не вырастает на привычную для него высоту.
5. Корневая система не развивается.
Однако, важно разобраться в причинах недостатка элемента в почве:
- Переход фосфора в труднодоступные соединения. Особенно на кислых почвах, поэтому заблаговременно, перед внесением суперфосфата, следует вносить гашеную известь.
- Фосфорные удобрения были внесены не правильно. Фосфор – это малоподвижный элемент и поверхностное внесение фосфорных удобрений не удовлетворит потребность растущих растений.
- Не соблюдение рекомендаций по внесению.
- Бедная микрофлора почвы. Микроорганизмы многих видов мобилизуют фосфор из труднодоступных соединений и переводят его в доступную для растений форму.
Важно отметить, что максимальное действие фосфорных подкормок в полной мере отразится на урожае не раньше 3-4 лет. Наибольшая потребность в фосфоре – во время завязывания бутонов и образования плодов.
Под плодовые и ягодные культуры подкормку рекомендовано вносить на глубину не менее 50 см.
Какие виды фосфорных удобрений можно использовать на вашем дачном участке?
1. Двойной суперфосфат (45-50% действующего вещества)
Доза основного внесения: от 40 до 60 гр. на кв. м., дозу подкормки сокращают вдвое.
Это удобрение следует растворить в теплой воде. Для лучшего усвоения необходимо смешать с известью и перепревшей органикой.
2. Фосфоритная мука (до 30% действующего вещества)
Это удобрение применимо только на участках с кислыми почвами. При выборе удобрения обратите внимание на степень помола: чем он мельче, тем быстрее фосфор поступит к корням.
3. Преципитат (38% действующего вещества)
Применяется осенью, при перекопке почвы.
Вовремя применяя минеральные удобрения , содержащие фосфор, вы сможете добиться высокого урожая без хлопот!
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.
Валовые запасы фосфора в почвах довольно значительны. Культурные почвы могут содержать 10-20 и даже 30 тонн этого элемента на гектар пахотного слоя. Однако, он находится в нерастворимой, мало доступной для растений форме. Главным источником фосфора для растений в природных условиях служат соли ортофосфорной кислоты.
Трехосновная, ортофосфорная кислота может диссоциировать с образованием трех анионов: H2PО4 - , HРО4 2 - и PО4 3 - . В условиях слабокислой реакции почвы, в которых растения чаще всего возделывают, наиболее распространен первый, но представлен и второй из перечисленных ионов.
Все соли встречающихся в почве одновалентных катионов (NН4 + , Na + , K + ) и ортофосфорной кислоты хорошо растворимы в воде и легко усваиваются сельскохозяйственными культурами. Растворимы также соли одновалентных катионов и метафосфорной кислоты. Фосфаты двухвалентных катионов (Са 2+ , Mg 2+ ) растворимы в воде лишь в первой ступени замещения у ортофосфорной кислоты и плохо растворимы даже в этом замещении у метафосфорной кислоты.
Двузамещенные соли двухвалентных катионов и у ортофосфорной кислоты нерастворимы в воде, но растворимы в слабых кислотах, в том числе органических, выделяемых корнями в почву и появляющихся в ней в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Вследствие этих причин двузамещенные соли двухвалентных катионов ортофосфорной кислоты представляют важный источник усвояемого фосфора для растений.
Существует, однако, группа культур, способных питаться фосфором и при наличии в среде только трехзамещенных фосфатов кальция или естественных фосфоритов в тонкоразмолотом виде. К ним принадлежат люпин, гречиха, горчица, эспарцет, донник, горох и конопля. Способность перечисленных растений питаться фосфором труднорастворимых фосфатов прежде всего объясняется кислотностью корневых выделений.
Библиографический список:
1. Биологизация систем удобрений – как путь совершенствования систем земледелия / Есаулко А.Н., Агеев В.В., Лобанкова О.Ю., Горбатко Л.С., Коростылёв С.А., Сигида М.С., Голосной Е.В., Радченко В.И., Беловолова А.А., Воскобойников А.В., Громова Н.В., Гречишкина Ю.И., Айсанов Т.С., Устименко Е.А., Фурсова А.Ю., Седых Е.А., Гринько А.П., Галда Д.Е. // В сборнике: Научно-обоснованные системы земледелия: теория и практика материалы Научно-практической конференции, приуроченной к 80-летнему юбилею В.М. Пенчукова. 2013. С. 87-89.
2. Влияние систем удобрения звена зернопропашного севооборота на содержание подвижного фосфора в черноземе выщелоченном / Сигида М.С., Голосной Е.В. // В сборнике: Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса северо-кавказского федерального округа : 74-я научно-практическая конференция. – 2010. – С. 64-66.
3. Влияние систем удобрений на содержание органического вещества и подвижного фосфора на выщелоченном черноземе ставропольской возвышенности / Голосной Е.В. // В сборнике: Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса южного федерального округа: 72-я научно-практическая конференция. – 2008. – С. 54-57.
4. Влияние систем удобрения на агрохимические свойства чернозёма выщелоченного в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края / Голосной Е.В., Есаулко А.Н., Сигида М.С. // Плодородие. – 2013. – №3 (72). – С. 4-5.
5. Пищевая химия / Лобанкова О.Ю., Агеев В.В., Есаулко А.Н., Беловолова А.А., Николенко Н.В., Селиванова М.В., Гречишкина Ю.И., Радченко В.И., Горбатко Л.С., Сигида М.С., Коростылев С.А., Голосной Е.В. – Ставрополь, 2010.
Читайте также: