Фосфорная кислота вред почве

Как фосфор влияет на растения и почву

Фосфор в почве — важный макроэлемент, необходимый для питания растений. Он участвует в метаболических процессах, таких как фотосинтез, передача энергии, синтез и расщепление углеводов.

Фосфор содержится в почве в составе органических соединений и минералов. Тем не менее, количество легко доступного фосфора очень мало по сравнению с общим количеством фосфора в почве. Поэтому во многих случаях следует применять фосфорные удобрения, чтобы удовлетворить потребности сельскохозяйственных культур.

РЕАКЦИИ ФОСФОРА В ПОЧВЕ

Фосфор содержится в почвах как в органической форме, так и в неорганической (минеральной) форме, и его растворимость в почве низкая. Существует равновесие между твердым фосфором в почве и фосфором в почвенном растворе. Растения могут поглощать только фосфор, растворенный в почвенном растворе, а поскольку большая часть почвенного фосфора существует в виде стабильных химических соединений, в любой момент времени для растений доступно лишь небольшое количество фосфора.

Когда корни растений удаляют фосфор из почвенного раствора, часть фосфора, адсорбированного на твердой фазе, высвобождается в почвенный раствор для поддержания равновесия. Типы соединений фосфора, которые существуют в почве, в основном определяются ее pH, а также типом и количеством минералов в почве. Минеральные соединения фосфора обычно содержат алюминий, железо, марганец и кальций.

В кислых почвах фосфор имеет тенденцию реагировать с алюминием, железом и марганцем, в то время как в щелочных почвах преобладает фиксация с кальцием. Оптимальный диапазон pH для максимальной доступности фосфора составляет 6.0-7.0. Во многих почвах разложение органических материалов и растительных остатков способствует увеличению количества фосфора в почве.

ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФОРА РАСТЕНИЯМИ

Растения поглощают фосфор из почвенного раствора в виде ортофосфат-иона: HPO4-2 или H2PO4-. Пропорция, в которой эти две формы абсорбируются, определяется pH почвы, когда при более высоком pH почвы поглощается больше HPO4-2. Подвижность фосфора в почве очень ограничена, поэтому корни растений могут поглощать фосфор только из своего непосредственного окружения.

Поскольку концентрация фосфора в почвенном растворе низкая, растения используют в основном активное поглощение против градиента концентрации (т.е. концентрация фосфора в корнях выше, чем в почвенном растворе). Активное поглощение — это энергоемкий процесс, поэтому условия, которые препятствуют активности корней, такие как низкие температуры, избыток воды и т. Д., Также препятствуют поглощению фосфора.

ФОСФОР ПРИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ПОЧВЫ

Симптомы дефицита фосфора включают задержку роста и темно-фиолетовый цвет старых листьев, замедление цветения и развития корневой системы. У большинства растений эти симптомы проявляются, когда концентрация фосфора в листьях ниже 0.2%.

Избыток фосфора в основном препятствует усвоению других элементов, таких как железо, марганец и цинк. Чрезмерное удобрение фосфором является обычным явлением, и многие производители применяют излишне высокие количества фосфорных удобрений, особенно когда используются сложные удобрения NPK или когда поливная вода подкисляется фосфорной кислотой.

ФОСФОР В ПИТАТЕЛЬНЫХ РАСТВОРАХ И БЕСПРИВОДНЫХ СРЕДАХ

Допустимая концентрация фосфора в питательных растворах составляет 30-50 частей на миллион, хотя было обнаружено, что ее можно снизить до 10-20 частей на миллион. В непрерывно текущих питательных растворах концентрация может достигать 1-2 частей на миллион.

В беспочвенных средах, как и в почве, фосфор накапливается с каждым добавлением фосфора, и минералы фосфора и кальция или магния начинают выпадать в осадок. Типы образующихся минералов зависят от pH среды.

ТЕСТИРОВАНИЕ ФОСФОРА В ПОЧВЕ

Уровень содержания фосфора в почве дает меру способности почвы поставлять фосфор в почвенный раствор. Почвенный тест не измеряет общее количество фосфора в почве, потому что доступное количество фосфора намного меньше, чем общее количество. Он также не измеряет фосфор в почвенном растворе, потому что количество фосфора в почвенном растворе обычно очень мало и не отражает надлежащим образом количество фосфора, которое растения потенциально могут поглотить в течение вегетационного периода.

Тест на фосфор почвы на самом деле является показателем, который помогает предсказать потребность культуры в удобрениях. Рекомендации по внесению удобрений определены на основе множества полевых испытаний на многих почвах и культурах. Различные методы тестирования приводят к различным значениям, которые необходимо интерпретировать соответствующим образом. Например, результат 25 ppm фосфора, полученный с помощью метода тестирования «Olsen», может иметь иную интерпретацию, чем такой же результат, полученный с помощью метода тестирования «Bray».

Но на этом путаница не заканчивается — разные лаборатории, использующие один и тот же метод тестирования, могут определять разные интерпретации одних и тех же значений. Правильный отбор пробы почвы очень важен для получения результатов, которые действительно отражают уровень доступного фосфора. Например:

• Глубина отбора проб почвы — Поскольку фосфор в почве не подвижен, пробы, взятые с верхнего слоя почвы, обычно показывают более высокое количество фосфора, чем пробы, взятые из недр.
• Способы внесения удобрений — Большая часть внесенного в почву фосфора остается в пределах 1-2 дюймов от места нанесения. Следовательно, точное место отбора проб может значительно повлиять на результат.

Источник

Подкисление почвы на 400га

Здравствуйте, такая проблема, обнаружили что pH почвы близок к 9 (>8,5). Проанализировали воду, оказалось, что у нее тоже pH близок к 9, и видимо из-за того, что постоянно поливаем такой водой pH в почве поднялся. Сейчас стоит задача снизить его до 7, но вот каким способом — вопрос. Площади большие, порядка 400 га.

1) Некоторые «продвинутые» компании предлагают препараты «стабилизаторы», которые, при их добавлении, снизят pH у воды до 7. Ну, а потом уже поливать нейтральной водой.

2) Есть предложение добавить KNO3 в воду, и поливать данной смесью, как именно данная смесь нейтрализует pH я пока не разобрался.

3) Последнее, наиболее интересное предложение, нейтролизовать воду (с 9 до 7) ортофсофрной и азотной кислотой и поливать такой смесью. Можно ли таким образом добиться подкисления почвы? И в данном случае, получается, что мы будем сразу вносить и фосфор как удобрение, или в орто форме он слишком плохо усваивается растениями?

Если кто-то может помочь с данным вопрос, буду очень благодарен!
Спасибо!

сначала надо бы определить, чем обусловлена щелочность почвы. от этого зависит и методика борьбы. во-вторых, с чем бороться хотите: с щелочностью почвы или щелочностью поливной воды?

— А где вы успели нажить себе так много врагов?
— Для этого не надо быть гением. Делай своё дело, говори правду, не подхалимствуй — и этого вполне достаточно, чтобы любая шавка облаяла тебя из-под каждого забора.

сначала надо бы определить, чем обусловлена щелочность почвы. от этого зависит и методика борьбы. во-вторых, с чем бороться хотите: с щелочностью почвы или щелочностью поливной воды?

Есть предположение что щелочность почвы вызвана из-за полива щелочной водой, поэтому и хотим понизить pH воды с 9 до 7, и поливать нейтральной водой и вот стоит вопрос можно ли понизить pH ортофосфорной и азотной кислотой (понятное дело, что можно), но можно ли такой водой поливать и насколько фосфор в данном виде может быть усвоен растениями (морковь к примеру). Почва субглинистая

А щелочность воды каким ионом обусловлена?

— А где вы успели нажить себе так много врагов?
— Для этого не надо быть гением. Делай своё дело, говори правду, не подхалимствуй — и этого вполне достаточно, чтобы любая шавка облаяла тебя из-под каждого забора.

Доброго дня!
У нас похожие проблемы с щелочностью воды.
Решаем добавлением удобрения Пекацид 0:40:20. Оно эффективно подкисляет воду.
Уровень ph воды колеблется, поэтому добавляем разное количество корректора ориентируясь на показания ph-метра.
Но Пекацид, это дорогое удовольствие, 240 рублей килограмм. И на куб воды уходит примерно 500-550 грамм (и до 1000 грамм доходило) , чтобы снизить уровень на 2 единицы.

Азотная и ортофосфорная кислоты, также используются для подкисления. Они не пожгут растения при добавлении в поливную воду (если у вас сомнения по этому поводу). Главное иметь ph-метр всегда под рукой.
Это органические соединения и высободившийся из них азот и фосфор пойдут на питание растений. И здесь вы уже сами решаете, что нужнее вашим растениям. Например, если лишним будет азот, кислите ортофосфорной. Если, наоборот, нужен рост вегетативной массы — используете азотную кислоту.

Поскольку почва у вас защелочена, уровень ph питательного раствора в почве при поливе нейтральной водой, все равно будет слабо-щелочной.
Вам бы взять земли с поля, смешать с приготовленной подкисленной до нейтрального уровня водой и посмотреть, что получится. То есть измерить ph самого субстрата. Путем нехитрых эксперементов, вы сможете сами выбрать оптимальный вариант подкисления.
Для закисления почвы используют фосфогипс, внося с осени. Но практики у меня нет. Мы выращиваем растения в торфе. А наши заказчики с щелочной почвой, не очень торопятся эксперементировать и тратить лишние деньги.

Аннигилируем стереотипы
25/17
.
Каждый человек в итоге получает то, чего добьётся, а не то, чего заслуживает, потому что результат, есть следствие выбора, который он делает САМОСТОЯТЕЛЬНО.
Брин.

У нас похожие проблемы с щелочностью воды.

Решаем добавлением удобрения Пекацид 0:40:20. Оно эффективно подкисляет воду.

Уровень ph воды колеблется, поэтому добавляем разное количество корректора ориентируясь на показания ph-метра.

Но Пекацид, это дорогое удовольствие, 240 рублей килограмм. И на куб воды уходит примерно 500-550 грамм (и до 1000 грамм доходило) , чтобы снизить уровень на 2 единицы.

Азотная и ортофосфорная кислоты, также используются для подкисления. Они не пожгут растения при добавлении в поливную воду (если у вас сомнения по этому поводу). Главное иметь ph-метр всегда под рукой.

Это органические соединения и высободившийся из них азот и фосфор пойдут на питание растений. И здесь вы уже сами решаете, что нужнее вашим растениям. Например, если лишним будет азот, кислите ортофосфорной. Если, наоборот, нужен рост вегетативной массы — используете азотную кислоту.

Поскольку почва у вас защелочена, уровень ph питательного раствора в почве при поливе нейтральной водой, все равно будет слабо-щелочной.

Вам бы взять земли с поля, смешать с приготовленной подкисленной до нейтрального уровня водой и посмотреть, что получится. То есть измерить ph самого субстрата. Путем нехитрых эксперементов, вы сможете сами выбрать оптимальный вариант подкисления.

Для закисления почвы используют фосфогипс, внося с осени. Но практики у меня нет. Мы выращиваем растения в торфе. А наши заказчики с щелочной почвой, не очень торопятся эксперементировать и тратить лишние деньги.

Большое спасибо за ответ! Попробуем поэксперементировать) Мы особо не обращали на это внимание, но тут нам сказали, что многие препараты (нас интересуют инсектициды) не работают в щелочной воде, точнее работают, но процентов на 30%. Мы даже не задумывались об этом Проверили воду, увидили что она щелочная, решили заодно проверить почву, и соответственно она оказалась тоже немного щелочной.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Фосфор в жизни растений

Популярные статьи

Фосфор в жизни растений

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

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.

Фосфатиды, или фосфолипиды, также содержатся в любой растительной клетке. Представляют собой сложные эфиры глицерина, высокомолекулярных жирных кислот и фосфорной кислоты. Входят в состав фосфолипидных мембран, регулируют проницаемость клеточных органелл и плазмалеммы. Так, в цитоплазме растительных клеток содержится лецитин — фосфатид — жироподобное вещество, производное диглицеридфосфорной кислоты.

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

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 её анионов при различных значениях рН среды, % 3

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.

Источник