Rolul esențial al fosforului în plante

Fosforul este un nutrient esențial atât ca parte a mai multor compuși cheie ai structurii plantelor, cât și ca cataliză în conversia numeroaselor reacții biochimice cheie la plante. Fosforul este remarcat mai ales pentru rolul său în captarea și conversia energiei solare în compuși utili ai plantelor.

Fosforul este o componentă vitală a ADN-ului, „unitatea de memorie” genetică a tuturor ființelor vii. Este, de asemenea, o componentă a ARN-ului, compusul care citește codul genetic ADN pentru a construi proteine ​​și alți compuși esențiali pentru structura plantelor, randamentul semințelor și transferul genetic. Structurile ADN și ARN sunt legate între ele prin legături de fosfor.

Fosforul este o componentă vitală a ATP, „unitatea energetică” a plantelor. ATP se formează în timpul fotosintezei, are fosfor în structura sa și procesează de la începutul creșterii răsadurilor până la formarea bobului și maturitatea.

Astfel, fosforul este esențial pentru sănătatea generală și vigoarea tuturor plantelor. Unii factori specifici de creștere care au fost asociați cu fosforul sunt:

Stimularea dezvoltării rădăcinii

Creșterea tulpinii și a rezistenței tulpinii

Îmbunătățirea formării florilor și a producției de semințe

Maturitate mai uniformă și mai timpurie a culturilor

Creșterea capacității de fixare a azotului N a leguminoaselor

Îmbunătățiri în calitatea culturilor

Creșterea rezistenței la bolile plantelor

Sprijină dezvoltarea pe tot parcursul ciclului de viață

Deficitul de fosfor în plante

Deficitul de fosfor este mai dificil de diagnosticat decât un deficit de azot sau potasiu. Culturile nu prezintă de obicei niciun simptom evident al deficitului de fosfor, în afară de o reducere generală a plantei în timpul creșterii timpurii. Până la recunoașterea unei deficiențe vizuale, poate fi prea târziu pentru a se corecta în culturile anuale. Unele culturi, cum ar fi porumbul, tind să prezinte o decolorare anormală atunci când fosforul este deficitar. Plantele sunt de obicei de culoare verde-albăstrui închis, cu frunze și tulpină devenind violacee. Gradul de violet este influențat de compoziția genetică a plantei, cu unii hibrizi care prezintă o decolorare mult mai mare decât alții. Culoarea violet se datorează acumulării de zaharuri care favorizează sinteza antocianinei (un pigment de culoare violet), care apare în frunzele plantei.

Fosforul este foarte mobil în plante și, atunci când este deficitar, poate fi translocat de la țesutul vechi al plantelor la zone tinere, în creștere activă. În consecință, se observă adesea răspunsuri vegetative timpurii la fosfor. Pe măsură ce o plantă se maturizează, fosforul este translocat în zonele de rodire ale plantei, unde sunt necesare cerințe ridicate de energie pentru formarea semințelor și a fructelor. Deficiențele de fosfor la sfârșitul sezonului de creștere afectează atât dezvoltarea semințelor, cât și maturitatea normală a culturilor. Procentul din cantitatea totală a fiecărui nutrient preluat este mai mare pentru fosfor târziu în sezonul de creștere decât pentru azot sau potasiu.

Simptome în porumb

Fotografia din stânga afișează o plantă de porumb cu deficit de P. Frunzele mai vechi sunt afectate înaintea celor mai tinere din cauza redistribuirii P în plantă. Porumbul poate avea o culoare purpurie sau roșiatică pe frunzele și tulpinile inferioare. Această afecțiune este asociată cu acumularea de zaharuri în plantele cu deficit de P, în special în perioadele de temperatură scăzută.

nutrient

Toate fotografiile sunt oferite prin amabilitatea Institutului Internațional de Nutriție a Plantelor (IPNI) și a colecției sale de imagini cu deficit de nutrienți din culturi. Fotografiile de mai sus sunt un eșantion dintr-o colecție mai mare, care oferă un eșantionare cuprinzătoare a sute de cazuri clasice de deficiență a culturilor din parcele de cercetare și câmpurile agricole din întreaga lume. Pentru acces la colecția completă, puteți vizita site-ul IPNI.

Fosforul din soluri

Conținutul total de fosfor al majorității solurilor de suprafață este scăzut, în medie doar 0,6% fosfor. Aceasta se compară cu un conținut mediu de sol de 0,14% azot și 0,83% potasiu. Conținutul de fosfor al solurilor este destul de variabil, variind de la mai puțin de 0,04% P₂O₅ în solurile nisipoase din câmpiile de coastă ale Atlanticului și Golfului la mai mult de 0,3% în solurile din nord-vestul Statelor Unite.

Mulți factori influențează conținutul de fosfor din sol:

Tipul materialului de bază din care provine solul

Gradul de intemperii și eroziune

Îndepărtarea culturilor și fertilizarea

Fosfor organic

Fosforul din sol este clasificat în două grupe largi, organice și anorganice. Fosforul organic se găsește în reziduurile plantelor, îngrășămintele și țesuturile microbiene. Solurile sărace în materie organică pot conține doar 3% din fosforul total sub formă organică, dar solurile cu conținut ridicat de materie organică pot conține 50% sau mai mult din conținutul total de fosfor sub formă organică.

Fosfor anorganic

Formele anorganice ale fosforului din sol constau din apatit (sursa originală a întregului fosfor), complexe de fosfați de fier și aluminiu și fosfor absorbit pe particulele de argilă. Solubilitatea acestor compuși ai fosforului, precum și a fosforului organic este extrem de scăzută și numai cantități foarte mici de fosfor din sol sunt în soluție în același timp. Cele mai multe soluri conțin mai puțin de o kilogramă pe acru de fosfor solubil, unele soluri conținând mult mai puțin.

Prin fertilizarea adecvată cu fosfor și o bună gestionare a recoltei/solului, soluția solului de fosfor poate fi înlocuită suficient de rapid pentru o producție optimă a recoltei.

Disponibilitatea solului fosfor

Fosforul solubil, fie din îngrășământ sau din intemperii naturale, reacționează cu compuși de argilă, fier și aluminiu din sol și se transformă ușor în forme mai puțin disponibile prin procesul de fixare a fosforului. Datorită acestor procese de fixare, fosforul se mișcă foarte puțin în majoritatea solurilor (mai puțin de un centimetru), rămâne aproape de locul său de origine, iar culturile rareori absorb mai mult de 20% din fosforul îngrășământului în timpul primului sezon de recoltare după aplicare. Ca rezultat, puțină fosfor din sol se pierde prin levigare. Acest fosfor fix, rezidual, rămâne în zona de înrădăcinare și va fi disponibil încet pentru culturile următoare. Eroziunea solului și îndepărtarea culturilor sunt modalitățile semnificative de pierdere a fosforului solului.

Factorii disponibilității fosforului

PH-ul solului

Precipitația fosforului ca fosfați de calciu ușor solubili are loc în solurile calcaroase cu pH valori în jurul valorii de 8,0. În condiții de aciditate, fosforul este precipitat ca fosfați de Fe sau Al cu o solubilitate redusă. Disponibilitatea maximă a fosforului apare în general la un pH interval de la 6,0 la 7,0. Acesta este unul dintre efectele benefice ale solurilor acide calcice. Menținerea pH-ului solului în acest domeniu favorizează, de asemenea, prezența ionilor H₂PO₄⁻, care sunt mai ușor absorbiți de plantă decât a ionilor HPO₄⁺, care apar la pH valori peste 7,0.

Nutriție echilibrată a culturilor

Aprovizionarea adecvată cu alți nutrienți ai plantelor tinde să mărească absorbția fosforului din sol. Aplicarea de forme de azot de amoniu cu fosfor crește absorbția fosforului dintr-un îngrășământ în comparație cu aplicarea îngrășământului cu fosfor singur sau aplicarea separat a îngrășămintelor cu azot și fosfor. Aplicațiile de sulf cresc adesea disponibilitatea fosforului solului pe soluri neutre sau bazice, unde fosforul solului este prezent ca fosfați de calciu.

Materie organică

Solurile bogate în materie organică conțin cantități considerabile de fosfor organic mineralizat (similar azotului organic) și oferă fosfor disponibil pentru creșterea plantelor. Pe lângă furnizarea de fosfor, materia organică acționează și ca agent de chelare și se combină cu fierul, prevenind astfel formarea de fosfați de fier insolubili. Aplicații grele de materiale organice, cum ar fi gunoi de grajd, reziduuri de plante sau culturi de îngrășământ verde pe soluri cu pH ridicat valorile nu numai că furnizează fosfor, dar la descompunere, furnizează compuși acizi, care cresc disponibilitatea formelor minerale de fosfor în sol.

Tipul de argilă

Particulele de argilă tind să rețină sau să fixeze fosforul în soluri. În consecință, solurile cu textură fină, cum ar fi solurile argiloase, au o capacitate mai mare de fixare a fosforului decât solurile nisipoase, cu textură grosieră. Argilele de tip 1: 1 (kaolinită) au o capacitate mai mare de fixare a fosforului decât argilele de tip 2: 1 (montmorillonită, ilită, vermiculită). Solurile formate sub precipitații ridicate și temperaturi ridicate conțin cantități mari de argile kaolinitice și, prin urmare, au o capacitate de fixare mult mai mare pentru fosfor decât solurile care conțin argila de tip 2: 1. Temperaturile ridicate și precipitațiile ridicate cresc, de asemenea, cantitatea de oxizi de fier și aluminiu din sol, ceea ce contribuie foarte mult la fixarea fosforului adăugat acestor soluri.

Programarea aplicației

Fixarea fosforului din sol crește odată cu contactul dintre fosforul solubil și particulele de sol. În consecință, o utilizare mai eficientă a îngrășămintelor cu fosfor se obține în general prin aplicarea îngrășământului cu puțin timp înainte de plantarea culturii. Această practică este deosebit de eficientă pe solurile cu capacități ridicate de fixare a fosforului. Pe zonele de câmpie de coastă, îngrășămintele pot fi aplicate cu câteva luni înainte de plantare, cu o scădere mică sau deloc a disponibilității fosforului îngrășământ pentru cultură. Bandarea îngrășămintelor pentru culturile în rând este, de asemenea, mult mai probabilă să crească eficiența fosforului îngrășământ pe solurile cu capacitate mare de fixare a fosforului decât pe solurile cu capacitate mică de fixare a fosforului.

Temperatura solului/aerare/umiditate și compactare

Absorbția fosforului de către plantă este redusă prin temperatura scăzută a solului și aerarea slabă a solului. Îngrășămintele inițiale care conțin fosfor solubil în apă sunt mult mai susceptibile de a crește creșterea culturilor pe vreme rece. Umiditatea excesivă a solului sau compactarea solului reduce aportul de oxigen din sol și reduce capacitatea rădăcinilor plantei de a absorbi fosforul solului. Compactarea reduce aerarea și spațiul porilor în zona rădăcinii. Acest lucru reduce absorbția fosforului și creșterea plantelor. Compactarea scade, de asemenea, volumul solului pe care pătrund rădăcinile plantelor, limitându-le accesul total la fosforul solului.

Nivelul fosforului pentru testarea solului

Răspunsurile culturilor la fosforul îngrășămintelor vor fi mai mari și vor apărea mai frecvent pe solurile cu un conținut scăzut de fosfor decât pe solurile cu testare ridicată. Cu toate acestea, producțiile pe soluri cu niveluri ridicate de testare a solului P sunt de obicei mai mari. Răspunsul la îngrășământul cu fosfor pe solurile cu testare ridicată este în creștere și este important să se mențină niveluri ridicate de fosfor din sol pentru a sprijini producția optimă a culturilor.

Plasarea fosforului

Dacă un cultivator caută rentabilitate maximă din investițiile ridicate de fosfor pe solurile cu testare redusă, aplicarea pe bandă este cea mai bună. Acolo unde se practică prelucrarea conservării, pot fi necesare combinații de bandă și aplicații de difuzare a fosforului. Acest lucru asigură o aprovizionare timpurie cu fosfor accesibilă pentru răsadurile în curs de dezvoltare și o rezervă de nutrienți mai târziu în sezonul de vegetație, când cererile de fosfor rămân puternice.

Avantajele aplicațiilor de fosfor difuzate/arate

Se pot aplica rate mari fără a răni planta

Distribuția nutrienților în toată zona rădăcinii încurajează înrădăcinarea mai profundă, în timp ce plasarea benzii determină concentrarea rădăcinii în jurul benzii

Înrădăcinarea mai profundă permite mai mult contact cu rădăcina-sol, oferind un rezervor mai mare de umiditate și substanțe nutritive

Mod practic de a aplica îngrășământ pe furaje

Ajută la asigurarea fertilității cu furaje complete pentru a ajuta cultura să profite din plin de condițiile favorabile de creștere pe tot parcursul sezonului de creștere

Aplicarea duală a amoniacului anhidru și a polifosfaților de amoniu la însămânțarea grâului s-a dovedit a fi superioară aplicațiilor de difuzare sau de bandă a polifosfaților de amoniu.

Amplasarea direct sub șirul de foraj (însămânțarea în bandă) pentru culturile furajere s-a dovedit superioară plasării radiale sau laterale.

Adaptat din „Manualul eficient de utilizare a îngrășămintelor”,
Capitolul fosfor de Dr. Bill Griffith