Škola ishrane biljaka - Fosfor

Dipl.inž. Ljibica Vukićević, rukovodilac Stručne službe Victoria Logistic

Efikasno korišćenje fosfora iz đubriva je veoma važno, prvenstveno jer su nalazišta sirovih fosfata od kojih se proizvode P đubriva ograničena i neobnovljiva, i stoga se fosfor mora efikasno koristiti kako bi se što više produžio vek njihovog eksploatisanja. Postoji potreba da se poboljša, održi i unapredi fosforni status mnogih zemljišta. Ispiranje zemljišnog fosfora koji potiče od mineralnih đubriva i stajnjaka, je glavni uzrok eutrofikacije u površinskim vodama, što predstavlja veliki ekološki problem.

Najvažnije fiziološko-biohemijske reakcije u svim živim organizmima, ne mogu se odvijati bez prisustva fosfora i njegovih jedinjenja. Fosfor u biljkama učestvuje u procesima fotosinteze, disanja, povezivanja endotermnih i egzotermnih reakcija, u sintezi sekundarnih anabolita itd.

Fosfor je element bez kojeg biljke ne mogu da završe svoj životni ciklus. Fosfor ima veoma važnu ulogu u proizvodnji jer njegov nedostatak ali i suvišak može da ograniči rastenje i razviće biljaka. U zemljištu se nalazi u organskom i mineralnom obliku. U sastav organskog fosfora zemljišta ulaze organska fosforna jedinjenja biljnih delova, organska fosforna jedinjenja mikroorganizama, produkti ekskrecija mikroorganizama, korena, glista, fosfohumati (kompleksi humusa i fosforne kiseline).

Organski fosfor u zemljištu vodi poreklo iz neorganskog, koji biljke i mikroorganizmi usvajaju za svoje potrebe i sintezu jedinjenja: iz unetih đubriva (organskih i mineralnih), iz biljnih ostataka na parceli, iz mikroorganizama po izumiranju (azotobakter npr. u svom telu sadrži 5% fosfora od suve mase). Najveći deo organskih fosfornih jedinjenja u zemljištu je mikrobiološkog porekla. Utvrđeno je da se najveći deo fosfora nalazi u obliku fitina i njegovih derivata. Sledeće po svojoj zastupljenosti su nukleinske kiseline 0-10%, i manjim delom fosfolipidi sa sadržajem do 1% od organskog zemljišnog fosfora.

Količine organskog fosfora u zemljištu su varijabilne i njegov udeo u celokupnom fosforu zemljišta kreće se od 3 do 75%. Fosfor iz organskih fosfornih jedinjenja nije direktno pristupačan biljkama. Ova jedinjenja predstavljaju potencijalnu rezervu fosforne hrane nakon njihove mineralizacije. Da bi se odvijala mineralizacija fosfora potrebni su određeni uslovi, a najvažniji su: pH zemljišta, prisustvo organskog materijala (ugljenih hidrata), temperatura, određena vlažnost i dr. Uticaj reakcije zemljišta na mineralizaciju je velik. Proces mineralizacije se intenzivira sa povećanjem pH vrednosti, čemu pomaže kalcifikacija, koja povećava pristupačnost fosfora zbog stvaranja rastvorljivih Ca fosfata. Temperatura takođe utiče na proces mineralizacije organskih fosfornih jedinjenja. Optimalna temperature je 25-35.C. Mineralizaciju organskih fosfornih jedinjenja prati oslobađanje mineralnog fosfora, te njegovo ponovno ugrađivanje u organska jedinjenja. Procesi mineralizacije i imobilizacije fosfora zavise, pre svega, od odnosa C:P. Ukoliko je taj odnos širok onda u organskoj materiji koju mikroorganizmi razlažu nema dovoljno fosfora. Do imobilizacije zemljišnog P dolazi ako je odnos C:P od 300:1, a do mobilizacije pri užem C:P odnosu 200:1.

Sadržaj neorganskog fosfora u zemljištu je varijabilan i nalazi se u granicama između 27 i 82% od ukupnog. Neorganski fosfor obuhvata jedinjenja različite rastvorljivosti, stoga i pristupačnosti za biljke.

• fosfor koji ulazi u sastav neraspadnutih stena i mineral

• fosfor koji je produkt potpune mineralizacije organskih fosfornih jedinjenja

• fosfor koji je sastavni deo sekundarnih tvorevina.

Neorganski fosfor se nalazi u zemljištu u obliku primarnih minerala kalcijuma ( fluor-apatit, hlor-apatit itd.) i sekundarnih tvorevina (fosforit) međutim fosfor iz ovih minerala nije direktno pristupačan biljkama, već tek nakon njihovog raspadanja. Zbog toga ovaj oblik fosfora čini samo trajnu rezervu - bogatstvo zemljišta. Fosfor iz ovih minerala se postepeno oslobađa pri njihovom raspadanju pod dejstvom vode, ugljen dioksida, raznih kiselina, kao i radom mikroorganizama. Prelaženje fosfora iz ovih minerala u rastvorljivo stanje, može da se ubrza i unošenjem đubriva koja menjaju reakciju zemljišta. Pod uticajem zemljišnih kiselina, izlučevina korenovog sistema, vode i ugljendioksida, vrši se mobilizacija fosforne kiseline. Oslobođeni fosfatni joni, ukoliko ne budu usvojeni od strane biljaka, manjim delom ostaju u zemljišnom rastvoru, a većim delom - grade fosforna jedinjenja različite rastvorljivosti.

Fosfor zemljišnog rastvora. Koncentracija fosfora u zemljišnom rastvoru je veoma mala i najčešće se kreće između 0,2 i 0,5 mg P2O5 po 1l rastvora. U plodnijim zemljištima ta količina može dostići i do 1 mg P2O5 po 1 l. Ova varijabilnost u njegovom sadržaju zavisi, pre svega od pH vrednosti zemljišta, sadržaja gline, đubrenja itd. Značaj ovog fosfora je veliki, jer biljka, skoro isključivo usvaja fosfatne jone iz zemljišnog rastvora, a znatno manje kroz direktan kontakt korena i čvrste faze. To je najpristupačniji oblik fosfora za biljku. Ukoliko se koncentracija ovog fosfora u rastvoru smanji, bilo da ga usvoji biljka ili na drugi način, u rastvor će preći nove količine fosfata, i to onih koji su teže rastvorljivi, i obrnuto, ako mu se količina poveća (najčešće dodavanjem đubriva) onda će jedan deo ovog fosfora preći u teže rastvorljive fosfate. Biljka usvaja fosfor iz zemljišnog rastvora u obliku jona ortofosforne kiseline. Na pristupačnost fosfora za biljke, od svih sorpcija koje se dešavaju u zemljištu, presudnu ulogu ima hemijska sorpcija. Hemijsku sorpciju karakteriše sjedinjavanje jona između sebe i stvaranje teško rastvorljivih jedinjenja koja postaju nepristupačna za biljke. Na rastvorljivost fosfora utiče čitav niz faktora, a pre svih: prisustvo slobodnog Fe i Al, prisustvo hidratisanih oksida Fe i Al, prisustvo Ca, priroda glinenih minerala, pH zemljišta.

Lakopristupačan fosfor je fosfor koji biljke mogu lako da usvoje za svoje potrebe, a tu spada: fosfor zemljišnog rastvora, adsorbovani deo fiksiranog fosfora, fosfor nekih jedinjenja (primarna, sekundarna i tercijerna jedinjenja alkalnih elemenata, primarna i delimično sekundarna jedinjenja zemnoalkalnih elemenata).

ĐUBRENJE FOSFOROM

Fosforna đubriva uglavnom sadrže fosfor u obliku u kome ga biljke mogu usvojiti ili se on posle transformacije u zemljištu prevodi u oblike pristupačne biljkama. U ovoj grupi đubriva imamo širok spektar P supstanci od kojih su neke potpuno rastvorljive u vodi, do nekih koje su vrlo slabo rastvorljive i za čiju je transformaciju u zemljištu potrebno određeno vreme i određeni uslovi. Prema rastvorljivosti ortofosforne kiseline fosforna đubriva su podeljena na: rastvorljiva u vodi, citratno rastvorljiva (rastvorljiva u 2% limunske kiseline), rastvorljiva u (1N) neutralnom amonijum-citratu, (1N) alkalnom amonijum-citratu, rastvorljiva u formičnoj (2%) i ostalim mineralnim kiselinama (sumporna itd.). Količina fosfora koja se iz đubriva rastvori u vodi i pređe u filtrat, predstavlja vodno rastvorljivi fosfor, a preostali deo koji se potom rastvara u 2% limunskoj kiselini ili u 1N amonijum- citratu (neutralnom ili alkalnom) predstavlja citratno rastvorljivi P i čini oko 60% vodno rastvorljivog fosfora. Nerastvorljivi deo (citratno nerastvorljivi P) obično se rastvara u formičnoj ili ostalim mineralnim kiselinama.

Pojedinačna primena fosfornih đubriva danas je relativno retka jer se najčešće kombinuju sa N i K đubrivima. Međutim, pojedinačna primena P u intenzivnoj poljoprivredi može se preporučiti za dobro ukorenjavanje biljaka (pri rasađivanju ili sadnji) i u fenofazi cvetanja.

UTICAJ PH NA PONAŠANJE FOSFORNIH ĐUBRIVA U ZEMLJIŠTU

Pri unošenju P-đubriva u zemljište pod dejstvom zemljišne vlage, đubrivo počinje da se rastvara. Ovo difuzno kretanje fosfatnih jona teče sporo, tako da se oni udaljavaju od same granule najviše 3-7 cm. Ovaj proces se intenzivira padavinama ili većom količinom vode pri navodnjavanju. Pošto se ovde radi o sporom kretanju u rastvoru, većina fosfatnih jona reaguje sa čvrstom fazom zemljišta. Ovaj izrazito koncentrovani rastvor P, reaguje sa česticama zemljišta koje mu se nađu na udaru, pri čemu dolazi do rastvaranja nekih od prisutnih minerala u zemljištu. Rastvorljivosti minerala doprinosi i pH vrednost ovog zasićenog rastvora, a aktivan, hemijski uticaj ovog koncentrovanog rastvora, prvenstveno se ispoljava na površini minerala. Posle unošenja đubriva sa primarnim fosfatima vrlo brzo će se oko 20-35% fosfora iz najpristupačnijeg oblika prevesti u manje pristupačne sekundarne Ca-fosfate, koji će u ovom obliku egzistirati nekoliko nedelja. Prevođenje sekundarnih fosfata u druge, stabilnije okto Ca-P oblike može trajati i nekoliko meseci, a nastajanje trikalcijum-fosfata može trajati i znatno duže.

U zavisnosti od pH reakcije zemljišta, odvija se i pravac hemijskih procesa, tako da na kiselim zemljištima oni od primarnih fosfata idu ka stvaranju sekundarnih, a pri izrazito kiselim uslovima, postepeno se prevode u amorfni i talože u kristalne taloge minerala varescita i strengita. Dok se na karbonatnim zemljištima prvo stvaraju dikalcijum i zatim trikalcijum-fosfati. Ukoliko se unose đubriva MAP i DAP, prisustvo NH4+ utiče na pH rastvor ovih đubriva, tako da MAP stvara izrazito kiselu sredinu od pH 3,5 dok je pH kod DAP-a izrazito alkalan i iznosi 8,5 pa će fosfor biti rastvorljiviji u blizini granula DAP-a. Unošenjem đubriva na bazi amonijum-polifosfata (pH 6,2) njihovo ponašanje identično je kao i ponašanje svih ostalih granulisanih P đubriva, a isto je ponašanje i kalcijum i kalijumpolifosfata. Mada se reakcije koje dovode do smanjenja pristupačnosti P dešavaju u celom obimu pH zemljišta, one su ipak najviše izražene na alkalnim (pH>7,3) i kiselim zemljištima (pH<5,5).

Održavanje zemljišne kiselosti između pH 6 i 7 doprinosi najvećoj efikasnosti primenjenih fosfornih đubriva.

ISKORIŠĆAVANJE FOSFORA IZ ĐUBRIVA

Kada se poredi prosečno iskorišćavanje P dodatog đubrivima, u odnosu na iskorišćavanje N koje je 50-60% i K od 70%, ono je znatno niže, tako da se tokom prve godine iskoristi tek 10-20% fosfora. Na stepen usvajanja P, pored svih navedenih problema vezanih za njegovo vezivanje u zemljištu, u velikoj meri utiče i biljna vrsta. Biljke koje imaju kratku vegetaciju akumuliraju veće količine P, pošto se na taj način iskorišćava i inicijalna količina lako rastvorljivog P dodatog đubrivima.

Iskorišćavanje P-đubriva zavisi od pojedinih fenofaza razvoja biljaka, gde ukorenjavanje i cvetanje zahtevaju veće količine ovog elementa. Žitarice i trave uglavnom iznose znatno veće količine P u poređenju sa voćarskim i povrtarskim vrstama i ovo se pored genetskih razlika, vezuje i za izrazito veliku apsorptivnu zonu korenovog sistema žitarica. Na stepen adsorpcije utiče blizina rastvorenog P, koja je najizraženija u površinskim slojevima, gde korenov sistem ovih biljnih vrsta ima najveću masu. Takođe utiče i temperatura zemljišta, tako da se sa povećanjem temperature zemljišta, povećava i njegova adsorpcija. Pristupačnost P vezuje se za njegovu rastvorljivost, a ona se povećava sa većim sadržajem vlage, pa će biljke koje se navodnjavaju usvojiti i veće količine P. Iskorišćavanje P iz dubljih slojeva, zavisi i od dubine korenovog sistema, posebno ako se biljke ne đubre P, njihova aktivnost u nakupljanju P zavisi i od slojeva do kojih korenov sistem može da dopre.

Nakon unošenja fosfornih đubriva, svaki proizvod u reakciji zemljište-đubrivo dovodi do smanjenja rastvorljivosti i pristupačnosti fosfora u zemljištu. To uglavnom dovodi do toga da biljke ne iskoriste primenjene količine P tokom prve vegetacije, a njegova kontinuirana primena ima rezidualni efekat. Kod jako obogaćenih zemljišta fosforom može se manifestovati njegov rezidualni efekat godinama, što uglavnom zavisi od tipa zemljišta, pa tako na kiselim zemljištima on je manje izražen, a na karbonatnim zemljištima znatno izraženiji.

Dodatak : Kod svih fosfornih đubriva sadržaj P, se uglavnom izražava kao P2O5. Konverzija kojom se prevodi sadržaj P2O5 u elementarni P postiže se množenjem sa 0,43, a suprotan preračun (%P2O5 u %P) dobija se množenjem sa 2,29.

Bilten "Za našu zemlju", broj 72, decembar 2018.