РОЗДІЛ 5. МАКРОЕЛЕМЕНТИ І МАКРОДОБРИВА

5.2. Фосфор і фосфорні добрива

5.2.1. Значення фосфору для рослин

Фосфор – один із трьох основних елементів живлення. За обсягами використання фосфорні добрива посідають друге місце після азоту.

Рослини засвоюють фосфору значно менше, ніж азоту, але він відіграє вкрай важливу роль у їх житті. Вміст його в рослинах становить 0,5–1 % сухої речовини, зокрема на мінеральні сполуки припадає близько 10–15 %, на органічні – 85–90 %. Співвідношення мінеральних і органічних сполук фосфору залежить від віку рослин і загального забезпечення їх фосфором. У молодих рослинах частка органічного фосфору значно більша, ніж у старих.

Мінеральні сполуки фосфору в рослинах представлені фосфатами кальцію, магнію, калію, амонію тощо. Накопичення їх у стеблах рослин є ознакою високої забезпеченості рослин фосфором.

Органічні сполуки фосфору – це ефіри фосфорної кислоти. До них належать фосфатиди, фосфопротеїди, фітин, цукрофосфати, нуклеїнові кислоти, нуклеопротеїди, макроергічні та інші сполуки.

Максимальна кількість фосфору міститься в репродуктивних органах, де його у 3-6 разів більше міститься ніж у вегетативних і молодих частинах рослин, що сприяє інтенсивному перебігу процесів синтезу органічних речовин. У насіннєві має бути достатній запас фосфору для формування кореневої системи, яка почне поглинати його з ґрунту. Фосфор сприяє також швидкому утворенню кореневої системи рослин. При цьому рослини краще засвоюють воду і поживні речовини з ґрунту, швидше формують надземну масу. Основну частину фосфору рослини використовують у перші фази росту й розвитку, створюючи відповідні його запаси. Потім фосфор легко переміщується зі старих тканин у молоді, тобто відбувається його реутилізація.

Фосфорне голодування рослин у ранній період росту чинить настільки депресивний ефект, що його неможливо усунути наступним оптимальним фосфорним живленням.

У разі підживлення рослин розчином солей фосфору через листки переміщення його в інші органи відбувається досить повільно і в невеликій кількості. Оптимальний синтез фосфорорганічних сполук у рослині відбувається лише за умов засвоєння сполук фосфору через кореневу систему. Якщо ж розчином фосфорних добрив обробляють вегетативні органи, то навіть за нешкідливих (безопікових) концентрацій рослини починають відставати у рості від рослин з кореневим живленням фосфором. Листки відмирають раніше і містять багато фосфору, тоді як за кореневого живлення його вміст незначний: він переміщується в інші органи, переважно в генеративні. Тому фосфорне живлення рослин має забезпечуватися через кореневу систему. Цим і пояснюється потреба внесення в рядки 10–15 кг/га д. р. легкорозчинних фосфорних добрив. Негативна дія нестачі фосфору в ранній період позначається на всьому подальшому розвитку рослин. Вони залишаються низькорослими, пригніченими, пізніше цвітуть, пізніше достигають плоди. Це пов'язано з тим, що унаслідок нестачі фосфору чи інших елементів живлення не відбувається поділ клітин для утворення додаткового ядра. Отже, на відміну від рослин, які відчувають нестачу азоту і мають через це скорочений цикл розвитку, рослини за нестачі фосфору фізіологічно молодші. Фосфор поліпшує їх водний режим і значно зм'якшує дію на них посухи внаслідок накопиченню у вузлах кущіння більшої кількості цукрів, сприяє перезимівлі озимих культур і багаторічних трав, підвищує стійкість рослин проти хвороб, урівноважує дію азотних добрив.

Оптимальне фосфорне живлення рослин стимулює всі процеси, пов'язані із заплідненням квіток, зав'язуванням, формуванням і достиганням плодів. Надмірна забезпеченість фосфором призводить до передчасного розвитку й відмирання листкового апарату, раннього достигання плодів, унаслідок чого рослини не встигають сформувати належний урожай.

Нестача фосфору виявляється в затриманні росту й розвитку рослин – утворюються дрібні листки, запізнюються цвітіння і достигання плодів. Нижні листки набувають тьм'яно-сірого або темно-зеленого відтінку. З часом вони скручуються й передчасно відмирають. Це пов'язано з тим, що листки ростуть за нестачі хлорофілу. Проте за надлишку азоту листки рослин також мають темно-зелене забарвлення внаслідок високого вмісту хлорофілу. Крім того, за нестачі фосфору внаслідок утворення антоціану нерідко виявляються червонуваті та фіолетові відтінки, насамперед на основних стеблах, у пазухах листків, на черешках. Чіткіші ознаки нестачі фосфору спостерігаються на старих і нижніх листках. Проте слід пам'ятати, що антоціанове забарвлення листків є спадковою ознакою, наприклад у деяких сортів і гібридів кукурудзи. До того ж подібне забарвлення, наприклад у капусти, з'являється після холодної і затяжної весни, яке з часом зникає.

В умовах значного фосфорного дефіциту часто спостерігаються ознаки азотного голодування, що пояснюється зменшенням використання азоту для синтезу органічних сполук унаслідок нестачі фосфору. Тому ознаки азотного і фосфорного голодування досить часто збігаються.

Основним джерелом живлення рослин фосфором є аніони ортофосфорної кислоти – Н2РО4-, НРО4", РО43-, однак рослини можуть частково засвоювати полі- та метафосфати і деякі органічні сполуки фосфору. Найліпше вони засвоюють аніони Н2РО4-, гірше – аніони НРО42-. Для рослин аніони РО4- малодоступні, їх використовують лише бобові, гречка та деякі інші культури. Рівень засвоєння рослинами фосфору залежить не лише від вмісту його в ґрунті, а й від забезпеченості іншими елементами живлення. Так, за нестачі цинку знижується надходження і використання рослинами фосфору, а за високого забезпечення міддю, навпаки, потреба в ньому знижується.

Фосфор ослаблює шкідливий вплив на рослини на кислих ґрунтах алюмінію внаслідок зв'язування його рухомих форм, фіксує його в кореневій системі, тим самим поліпшує вуглеводний та азотний обміни в рослинах.

Існує тісний зв'язок між азотним і фосфорним живленням. Фосфор відіграє роль супутника азоту і білкових сполук. У рослинах його у 2–3 рази менше, ніж азоту. За нестачі фосфору уповільнюється синтез білків і накопичується більше нітратів. Тому норми азотних і фосфорних добрив мають бути збалансовані, зокрема при внесенні високих норм азоту.

Фосфор, що надходить у корені рослин унаслідок гліколізу і перетворення в циклі Кребса переноситься на АДФ з утворенням АТФ. Це основний процес акумуляції енергії в клітині. Потім макроергічні фосфатні залишки використовують АТФ для заміщення атомів водню в молекулі неорганічних та органічних сполук – процес фосфорилювання. За цією схемою утворюються необхідні для живого організму фосфоровмісні сполуки.

Надходження фосфору в рослини залежить від їх біологічних особливостей, фаз росту й розвитку, рівня фосфорного живлення тощо. Найбільше фосфор потрібний для рослин у перші фази розвитку. Більшість культур (буряк, картопля, капуста та ін.) використовує фосфор рівномірно впродовж усієї вегетації. Льон найбільше засвоює фосфору в період цвітіння, зернові колосові – у фази виходу в трубку і колосіння. Для всіх культур характерне інтенсивне переміщення фосфору з вегетативних до генеративних органів, особливо в період їх достигання. Фосфор потрібний для повнішого засвоєння з ґрунту азоту. За дефіциту фосфору кореневі системи розвиваються гірше, що підкреслює значення оптимального забезпечення рослин фосфором для кореневого живлення. Наявний у ґрунті фосфор сприяє росту коренів у напрямку його розміщення, а також економнішому використанню вологи, що набуває великого значення за посушливих умов. За оптимального фосфорного живлення підвищується стійкість рослин до деяких грибних хвороб, насамперед борошнистої роси і кореневих гнилей.

Фосфор позитивно впливає на підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Крім того, він сприяє формуванню високих харчових і технологічних якостей продукції. Оптимальне фосфорне живлення рослин збільшує частку товарної продукції в біологічному врожаї (зерна відносно соломи у зернових, коренеплодів відносно гички у буряку тощо). Одночасно підвищується вміст крохмалю в картоплі, цукрів у коренеплодах, овочах і фруктах, олії – в олійних культурах. У прядивних культур збільшується вихід довгого волокна, зростає його міцність. Проте надлишок фосфору також несприятливий для розвитку рослин. Так, вони містять багато мінеральних фосфатів, зокрема у вегетативних органах, пришвидшується їх вегетація, не встигає сформуватися високий урожай. За надлишку фосфору погіршується живлення рослин цинком, що призводить до захворювання плодових на розетковість. При використанні цинкових добрив також слід враховувати його антагонізм з фосфором, так як через них засвоєння рослинами фосфору обмежується. Певні антагоністичні взаємодії виникають між фосфором і міддю. Наприклад, за високого вмісту міді в ґрунті засвоєння рослинами фосфору знижується, в результаті чого внесення фосфорих добрив стає ефективнішим.

Велике значення фосфор має у житті людей і тварин. Він входить до складу кісток і не може бути замінений при обміні речовин, сприяє процесу розмноження, бере участь у життєво важливих функціях. За нестачі фосфору розвиваються хвороби кісток. Добова потреба людини у фосфорі становить 1,5 г.

Продуктивність тварин значною мірою залежить від вмісту фосфору в кормах, його дефіцит не можна повністю компенсувати введенням у раціон кормових фосфатів. Фосфор має міститися в достатній кількості (0,35-0,50 % на суху речовину) в натуральних кормах, отже, і в ґрунті під посівами кормових культур.