Лекція 3 Фосфатний режим ґрунту

Невикористана частина фосфорних добрив зазнає іммобілізації, перетворюється на важкозасвоювані форми внаслідок хімічного поглинання твердою фазою ґрунту, біологічної фіксації мікроорганізмами, накопичення фосфатів у гумусі. Фосфор цієї фракції може бути доступний для рослин лише в процесі біологічного колообігу речовин.

    Хімічне осадження, або ретроградація, характерне для певного типу процесу ґрунтоутворення. Спочатку дигідрофосфати перетворюються на гідрофосфати, що знижує їх розчинність і засвоюваність рослинами. Потім у кислих дерново-підзолистих ґрунтах утворюються малорозчинні фосфати алюмінію та заліза. В нейтральних і карбонатних ґрунтах (чорноземи, сіроземи) основними фіксаторами фосфору є кальцій і магній. Спочатку сполуки фосфору перебувають в аморфній формі і їх фосфор частково доступний для рослин. У міру старіння (кристалізації) фосфати кальцію і магнію стають менш доступними.

Ca(H₂PO₄)₂ + 2Al(OH)₃ = 2AlPO₄ + Ca (OH)₂ + 4 H₂O

Ca(H₂PO₄)₂ + 2Fe(OH)₂ = 2FePO₄ + Ca (OH)₂ + 4 H₂O

Слід зазначити, що фосфор, зв'язаний з алюмінієм, в 1–6 разів доступніший для рослин, ніж фосфати заліза, а фосфати заліза у 8–18 разів доступніші, ніж фосфати кальцію (Л. ML Томпсон, Ф. Р. Троу, 1982). Доступність фосфору цих сполук істотно залежить від кислотності ґрунту 

Здатність ґрунту до поглинання фосфору настільки велика, що для повного його насичення потрібно внести від 5 до 10 т/га Р₂O₅, тоді як валовий його запас у ґрунті сягає лише 3–6 т/га. Водорозчинні солі фосфорної кислоти, потрапивши у ґрунт (від слабкокислого до слабколужного) з добривами, через деякий час перетворюються внаслідок хімічного зв'язування на двозаміщені фосфати кальцію і магнію (СаНРO4 • 2Н2O, MgHP04) і тривалий час залишаються в такому вигляді доступними для всіх рослин. Після цього іони водню двозаміщеної солі поступово замішуються на іони кальцію або магнію з утворенням тризаміщених фосфатів цих металів Са3(РO4)2, Mg(PO4)2 і більш основних фосфатів. Однак і ці солі, доки вони знаходяться в свіжоосадженому аморфному стані, зберігають істотну розчинність у слабких кислотах, й отже, залишаються в частково засвоюваній рослинам формі. Лише в міру "старіння" тризаміщені і більш основні солі фосфорної кислоти стають недоступними для більшості рослин.

Гірші справи в кислих ґрунтах, де з водорозчинних фосфатів кальцію можуть утворюватись фосфати заліза й алюмінію. Лише під час внесення в ґрунт вапна відбувається зворотний перехід фосфатів півтораоксидів у фосфати солі кальцію і магнію.

На стан фосфатів у ґрунті впливають органічні речовини, вологість і температура. Так, гумати натрію підвищують рухливість фосфатів кальцію. В разі зростання вмісту гумусу посилюється дія монофосфату кальцію, тобто ґрунтові колоїдні часточки (в тому числі півтораоксиди із позитивним зарядом) адсорбційно поглинають органічні аніони, що заважає зв'язуванню ними фосфат-іонів і тим самим збільшується їх доступність рослинам. Це пояснюють з тим, що багато органічних кислот (винна, лимонна, малеїнова, молочна, щавлева) в кислому середовищі зв'язують катіони алюмінію і заліза, заважаючи їм переводити фосфат- іони у важкорозчинну й погано доступну для рослин форму.

Слабка порівняно з азотом і калієм доступність для рослин фосфору з добрив і запасів ґрунту зумовлена низкою причин: 1) слабкою дифузією фосфат-іонів у ґрунті (внаслідок інтенсивного хімічного, фізико-хімічного і біологічного зв'язування їх його компонентами); 2) недостатнє охоплення кореневою системою всього об'єму ґрунту (контактує з коренями лише 1/250 об'єму ґрунту); 3) часто низький рівень вологості ґрунту, який заважає й без того слабкій дифузії в ньому фосфатів.

Оцінюючи загалом перетворення фосфору в ґрунті, Д. У. Кук (1970) стверджував, що "фіксація" цього елемента в кінцевому підсумку є сприятливою. Вона захищає його від вимивання. Вбирання фосфатів ґрунтом також не слід розглядати як перехід їх у недоступні для рослин форми загалом, а лише як тимчасовий процес перетворення на залишкові фосфати, що поступово беруть участь у біологічному колообігу і в майбутньому будуть використані рослинами.