Новости

Важная роль фосфора

04.01.2014

Еще в 1886 г. известный русский агрохимик А. Н. Энгельгардт в работе «Фосфориты и сидерация», на основании многолетних опытов и хозяйственной деятельности в условиях нечерноземной полосы, пришел к выводу, что путем применения на удобрения фосфоритной муки и посевов бобовых растений можно бедные почвы превращать в плодородные. Он писал: «Мы имеем в России неисчерпаемые запасы фосфоритов. Богатства наши колоссальны. Никогда не может быть у нас недостатка в этом драгоценнейшем материале для удобрения наших полей». С тех пор, и особенно за последние 30 лет, в нашей стране открыты огромнейшие залежи фосфоритов, по запасам которых СССР стоит на первом месте в мире.
Фосфор является одним из важнейших питательных веществ для растения и встречается в составе жизненно важных органических и минеральных соединений. В почве, как и в растениях, он находится как в органической, так и в минеральной формах. Общий запас фосфора в пахотном слое почвы по подсчетам А. И. Душечкина составляет примерно: в черноземах 5000-6000 кг, в подзолистых почвах 1400-1700 и в песках 400-500 кг/га.
Для наиболее рационального применения фосфорита и других видов фосфорных удобрений необходимо знать не только химические и физиологические их свойства, но и направление процессов, происходящих в почве, взаимодействие между удобрениями, почвой и растениями.
В системе почва — удобрение — микроорганизмы и высшее растение ведущая роль принадлежит последнему. Растение является как бы судьей в оценке тех или других факторов, повышающих эффективность удобрений. Это положение наиболее ярко выражено на примере взаимоотношения люпина с фосфорными удобрениями, микроорганизмами и почвой.
Д. Н. Прянишников на основании своих опытов и наблюдений писал: «Люпину, несомненно, предстоит крупное будущее в деле улучшения легких почв средней России, а через него и фосфорит становится пригодным для почв, лишенных кислых свойств; при этом люпин будет заменять и суперфосфатный завод, и завод «воздушной» селитры или синтетического аммиака, заменит и органическое вещество навоза, и все это он сделает за счет солнечной энергии, которую он умеет лучше использовать, чем злаки, да еще сделает на том самом паровом поле, которое подлежит удобрению, так что расход на вывозку отпадает».
И если первые работы с фосфоритом А. Н. Энгельгардта (1886 г.), Д. Н. Прянишникова (1896 г.) и П. С. Коссовича (1898 г.) ставили своей целью повышение плодородия подзолистых песчаных почв, то в настоящее время фосфорные удобрения необходимо рассматривать шире — видеть их роль в обогащении фосфором кормов для животных, а значит и продуктов питания для человека.
Если роль отдельных элементов в питании и жизни растений более-менее выяснена, то влияние их на внутренние биохимические процессы и процессы обмена веществ в растении, на рост, развитие, плодоношение, на качество урожая, а в бобовых растениях — на жизнедеятельность корневой системы и клубеньковых бактерий далеко еще не изучены.
Фосфор в жизни растений, микроорганизмов, человека и животных играет очень важную роль. Академик А. Е. Ферсман называл фосфор элементом жизни и мысли.
Фосфор является важнейшей составной частью сложных белков — нуклеопротеидов, которые играют важную роль в построении клеточного ядра — дезоксирибонуклеиновой кислоты, аденазинтрифосфазы и других аминокислот и ферментов. В отличие от азота и серы, которые являются составными частями простых белков, фосфор входит в состав нуклеиновой кислоты, которая в соединении с белками дает нуклеопротеиды.
Нуклеиновая кислота представляет собой сложное производное фосфорной кислоты, и этим объясняется существенное значение фосфора в жизни растений.
Значительное количество фосфора в растениях содержится в виде фитина, являющегося комплексным соединением молекулы шестиатомного спирта — инозита (СИОН) в с шестью молекулами фосфорной кислоты. Фитин в соединениях с магнием, кальцием и калием образует соли й откладывается обычно в семенах как запасное вещество.
В растениях также много содержится таких соединений фосфатидов, как холин, лейцин и другие. Это жиро- подобныё соединения, которые содержат остатки фосфорной кислоты и азотистого основания. Фосфатиды входят в состав зародышей семян. Фосфор есть во многих ферментах, участвующих в азотном и углеводном обменах у растений. Таким образом, этот элемент питания необходим для роста и развития растений, для нормального прохождения всех фаз развития от семени до семени.
Недостаток фосфора в почве резко сказывается на жизнедеятельности микроорганизмов, свободно живущих в почве, а также симбиотических бактерий и грибов, ризосферных и клубеньковых бактерий.
Без фосфора нет роста и развития, нет образования репродуктивных, органов у растений, то есть нет жизни растительного мира, а без него нет жизни животных в человека.
Фосфор является важнейшим элементом в составе растительной ткани и в ростовых почках, он служит источником энергетических процессов в растениях, в процессах синтеза белков, в азотном и углеводном обмене растений. И хотя молекулы хлорофилла не содержат фосфора, однако в одном из пёрвых продуктов фотосинтеза — в фосфороглицериновой кислоте — он присутствует. Фосфорные соединения растений накапливаются в большом количестве в самых молодых растущих органах — молодых листьях, почках, бутонах, цветках и легко извлекаются в.кислой среде. В плодах и семенах различных растений фосфор накапливается в виде запасных белковых веществ.
В растениях этот элемент находится в основном в следующих трех формах — липоидной, протеиновой и минеральной. Данные по содержанию этих форм фосфора в бобовых и злаковых растениях приведены в таблице 67.

Важная роль фосфора

Как видно, у бобовых растений преобладает фосфор протеиновый, а у злаковых минеральный. Круговорот фосфора в_ почве и вообще в природе может быть выражен общей формулой: фосфор минералов фосфор живого вещества.
Существует определенная положительная, то есть прямая корреляция между содержанием фосфора в отжатом соке растений и количеством его в питательной среде. В сухом веществе растений содержание фосфора снижается.
Наблюдается также определенная связь азота и фосфора в растениях, и если в урожае злаковых растений соотношение N:Р2О5 в общем урожае около 2, то у бобовых оно повышается до 3,5. Таким образом, в растениях превалирует азот, и это естественно, тем более у бобовых, которые являются растениями-азотонакопителями.
Фосфор оказывает положительное влияние на развитие клубеньков и жизнедеятельность азотофиксирующих бактерий, усиливает фиксацию азота, синтез белка и ускоряет созревание семян.
При внесении фосфора в почву, в которой недостает для растений калия, нарушается обмен веществ и урожай не повышается.
Максимальная эффективность фосфорных удобрений на бобовых получена при обеспечении растений серой, магнием и калием.
Как показали опыты, сера повышает содержание хлорофилла в листьях бобовых, а люпин больше синтезирует серосодержащие аминокислоты — цистина и метионина, а также витаминов — тиамина и биотина. По данным Бертрана, 70% всей серы белков в листьях содержится в хлоропластах, отсюда и то большое физиологическое значение серы в фосфорном питании бобовых и в жизни 'растений вообще.
На песчаных и супесчаных почвах, в которых содержится очень мало серы, отмечается большая прибавка урожая люпина от внесения серосодержащих удобрений — суперфосфата, сернокислого магния и калия, каинита, сернокислой меди и других.
Источником питания растений фосфором являются солеобразные окислы фосфора — Р2О5, а именно — соли ортофосфорной, пирофосфорной кислот и органические соединения фосфора почвы. Известно, что все восстановленные в растениях соединения азота и серы подвергаются вторичному окислению и вторичному использованию внутри растения. Что касается окислов фосфора в растениях, то они остаются неизменными при всех превращениях этого элемента. Соединения фосфора в растениях при самых разнообразных реакциях не восстанавливаются. Известно также, что в молекулах аденозин-трифосфорной кислоты, именно в связях фосфорной кислоты, аккумулируется большой запас энергии, которая освобождается при реакциях окислительного распада сахаров и белков.
Исследования Д. Н. Сабинина и Л. А. Иванова роли нуклеопротеидов для синтеза белков дают основание говорить о важном значении фосфора в жизнедеятельности бобовых растений.
Для корневой системы растений большое значение имеет уравновешивание в среде не только К, Mg, Са, но и водородного иона. Исследования Эрнона показали, что при увеличении в среде водородного иона происходит торможение процесса поглощения кальция, а в некоторых растениях даже выделяется в раствор кальций, содержащийся в корнях. При этом задерживается поглощение фосфорной кислоты. Таким образом, ухудшение питания фосфором и расстройство в питании кальцием является причиной низких урожаев на кислых почвах.
Процесс ассимиляции углеводов у бобовых растений и образования органических веществ из минеральных происходит при активном участии фосфора.
Расщепление полисахаров и крахмала происходит не только путем ранее известного процесса гидролиза (присоединение молекулы воды), а также путем процесса фосфоролиза, то есть присоединения молекулы фосфорной кислоты.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: