مطالب مفید

فسفر بعد از ازت مهمترین و کاربردی ترین عنصر غذایی مورد نباز گیاه می باشد،اگر چه میزان فسفر مورد نیاز گیاه در مقایسه با مقدار سایر عناصر اصلی کم است،با این حال این عنصر جزء عناصر پر مصرف محسوب میشود.

مقدار فسفر در گیاه در حدود 0/2 و 0/4 در صد متغیر است و در برخی از گیاهان مرتعی،مقدار ان به 0/7 درصد در ماده خشک گیاهی می رسد.

فقر فسفر یکی از عوامل اصلی گرسنگی در کشورهای آسیایی در حال توسعه می باشد که نیاز به مصرف کود فسفر بسیار قابل توجه است.

از نظر تولید کود شیمیایی کود فسفره یکی از مهمترین صنایع کودی است.

شکل و تاثیر فسفر

شکل فسفر قابل جذب توسط گیاه H2PO4  و HPO4 می باشد که جذب فرم اول توسط گیاه 10 برابر فرم دوم می باشد.

تاثیر فسفر در گیاه شامل موادری چون مقاومت گیاه،زودرس کردن محصولات،محصول بهتر با کیفیت برتر،افزایش مقاومت محصولات در یخ زدگی،بالا بردن مدت انبارداری محصول،محصول بهتر با کیفیت برتر،باعث رشد جوانه های جانبی دردرختان میوه شده و در کل عرض شاخ و برگ درختان را توسعه میدهد و عملکرد را بالا می برد.

همچنین زیادی مصرف کردن فسفر هم باعث بروز مسایلی چون تشدید کمبود عناصر کم مصرف می گردد و جذب و انتقال مواد غذایی را توسط گیاه با مشکل مواجه می سازد

فسر خاک به دو گروه فسفر معدنی و آلی طبقه بندی میشود.بخش اصلی فسفر موجود خاک به شکل معدنی است.فسفر معدنی به طور دقیق به بخش های آپاتیت و کلر آپاتیت و هیدروکسیل آپاتیت و کربنات آپاتیت و اکسی-آپاتیت فسفات های آهن و المینیوم و نیز همراه رس های سیلیکاتی تقسیم می گردد.فسفر آلی معمولا به شکل فسفولیپیدها.اسید نوکلییک و اینوزیتول وجود دارد.

فسفات جذب شده عمدتا به صورت اشکال ناپایدار است اما گاهی به صورت پایدار نیز دیده میشود به علت وجود رقابت بین یون های فسفات ،بی کربنات و هیدروکسیل،جذب دوباره فسفات دفع شده از سطح رس ها به حداقل می رسد.

افزایش PH محلول ،سبب افزایش غلظت یونهای بی کربنات گشته در نتیجه حلالیت یونهای کلسیم کاهش پیدا می کند بدین ترتیب مقدار کمتری از فسفات بصورت فسفات های کلسیمی رسوب می نماید و در  خاک های اسیدی،کربنات به عنوان بافر،حلالیت آلومینیوم و آهن را متوقف نموده و بنا براین غلظت فسفر در محلول راافزایش می دهد.

علائم کمبود های عوامل مختلف

کمبود فسفر در گیاه ذرت

کمبود ازت در گیاه ذرت

 فسفر آلی خاک

فسفر آلی که به طور اختصاصی در خاک شناسایی شده است به سه شکل اصلی فسفولپیدها، نوکلئیک اسیدها و فسفاتهای اینو زیتول یافت می شود.

فسفولیپیدها:  شاهد وجود فسفولیپید در خاک دو نوع است. یک شاهد کولین است که فراورده آبکافت فسفولیپیدی به نام لسیتین است ، و سالها پیش از عصاره های خاک جدا شده است. دومین شاهد بر مبنای یافتن فسفر آلی در عصاره های الکل و اتر است. حل پذیری در الکل و اتر از خواص مشخص فسفولیپید هاست. باید تاکید کرد که بالاترین رقم گزارش شده برای فسفولیپیدها فقط 34 میلی گرم بر لیتر فسفر به شکل این ترکیب است. چنین به نظر می رسد که این ترکیبات بخش بزرگی از کل فسفر آلی خاک را تشکیل نمی دهند.

نوکلئیک اسید: حضور نوکلئیک اسید در خاک از شواهد غیر مستقیم استنتاج شده است. نخستین شاهد آن یافتن اجزای تشکیل دهنده مولکول نوکلئیک اسید در عصاره آبکافت شده خاک است شاهد دوم حساسیت نوکلئیک اسید و سلیر فسفات های آلی به فسفریل زدایی است. سومین نوع شاهد حل پذیری متفاوت نوکلئیک اسید و سایر تریبات آلی فسفر است.

در مطالعاتی که طی سالها انجام شده است ترکیبات بسیاری از قبیل فسفریک اسید ، قند پنتوز، سیتوزین، آدنین، گوانین، اوراسیل، هیپوگزانتین و گزانتین که بیشتر آنها فراورده های آبکافتی نوکلئیک اسید هستند از عصاره آبکافت شده خاک بدست می آیند.

فسفاتهای اینوزیتول: چند نوع فسفات اینوزیتول در خاک شناسای شده است.اینوزیتول یک الکل شش کربنی حلقوی اشباع شده است که روی هر اتم کربن آن یک گروه الکلی است. حضور این ترکیبات در خاکها شاید قوی تر از حضور نوکئیک اسید ها و فسفولیپیدها است.

در مطالعاتی که در آیووا انجام شد چهل و نه خاک از لحاظ هگزا فسفات اینوزیتول تجزیه شد. حضور این ماده مسئول به طور متوسط 17 درصد کل فسفر آلی خاک بود و گستره ای بین 3 تا 52 درصد داشت درصد فسفر در خاکهای زیر پوشش جنگلی (متوسط24%) بیشتر از خاکهای تحت پوشش مرتع (14%) بود. در هر دو نوع خاک با افزایش pH  خاک کاهش یافت.

فسفر معدنی خاک

گیاهان فسفر را عمدتا به صورت یونهای ارتوفسفات H₂PO4^- و HPO₄^2-جذب می کنند. غلظت این یونها در محلول خاک در هر زمان ناچیز است و به طور کلی بیشتر از چند میلی گرم بر لیتر نیست و اغلب کمتر از 0.1 میلی گرم بر لیتر است. چون مقدار مصرف فسفر گیاهان بین 4 تا  22.5 کیلوگرم در هکتار است. فسفر موجود در محلول خاک باید مداوم تجدید شود ، در غیر این صورت گیاه برای تکمیل رشد خود فسفر کافی در اختیار نخواهد داشت. نگهداری این غلظت کم برای رشد گیاهان اهمیت فوق العاده ای دارد.

غلظت یونهای گوناگون فسفات در محلول ها رابطه بسیار نزدیکی با pH محیط دارد. محیط های اسیدی برای یونهای H₂PO4^- و محیط های دارای pH بالاتر از 7، برای یونهایHPO₄^2- مناسب اند. بنا به یک قانون تجربی کلی حداکثر قابل استفاده بودن فسفر برای اکثر گیاهان کشاورزی وقتی است که pH  خاک در گستره 5.5 تا 7 باشد.

فسفر معدنی در خاکها به شکل های مختلف وجود دارد . بعضی از این ترکیبات که قابلیت جذب آنها برای گیاهان کشاورزی ارزیابی شده است در جدول 2 زیر نشان داده شده است.

 جدول 2 برخی از ترکیبات قابل جذب گیاهان زراعی

عوامل موثر در نگهداری فسفر در خاک

به دلیل اهمیت نگهداری و تثبیت فسفر در تغییر کارایی فسفر کود مصرف شده، این عوامل و حد تاثیر آنها بر تثبیت به اختصار بررسی می شود.

1. نوع رس : فسفر در رسهای 1:1 به میزان بیشتری نگهداری می شود تا در رسهای 2:1 خاکهایی که رس کائولینیتی زیاد دارند، مانند خاکهایی که در نواحی گرم و پر باران دیده می شوند ، در مقایسه با خاکهای دارای رس 2:1 مقدار بیشتری از فسفر افزوده شده به خاک را تثبیت یا نگهداری می کنند . حضور اکسید های آبدار آهن و آلومینیم  نیز در نگهداری فسفر افزوده شده شرکت دارد. این ترکیبات در خاکهای دارای مقادیر زیادی رس 1:1 یافت می شوند. خاکهای دارای مقادیر زیادی رس ، نسبت به خاکهای مقادیر کوچک رس ، فسفر بیشتری تثبیت می کنند. به عبارت دیگر، هرچه سطح بیشتری از یک نوع رس معین در معرض تماس با فسفر باشد تثبیت بیشتری انجام می شود.

2. زمان واکنش: هر چه زمان تماس خاک با فسفر افزوده شده بیشتر باشد مقدار تثبیت نیز بیشتر است . این موضوع در نتیجه تغییرات بعدی فراورده های تثبیت ، مانند آبزدایی و تغییر شکل بلور است. یک نتیجه عملی مهم، زمان پس از کاربرد است که در طول آن گیاه بیشترین توانایی را برای بهره وری از  فسفر کود افزوده شده دارد.

3. واکنش خاک: pH  خاک یکی از عواملی است که بر بهره وری فسفر اثر می گذارد. و کشاورز قادر است به آسانی ان را تغییر دهد.در بیشتر خاکها قابلیت جذب فسفر در گستره pH  بین 5/5 تا 7 حداکثر است که با کاهش pH  به کمتر از 5/5 یا افزایش آن به بیش از 7 کاهش می یابد. در pH های پایین نگهداری فسفر عمدتا از واکنش آهن آلومینیم و اکسید های آبدار آنها ناشی می شود. با افزایش pH فعالیت این واکنش دهنده ها کاهش می یابد تا ، در گستره ذکر شده در بالا ، فعالیت فسفر به حداکثر برسد. در pH بالاتر از 7 یونهای کلسیم و منیزیم و همچنین حضور کربناتهای این فلزات در خاک سبب رسوب فسفر افزوده شده می شود و قابلیت جذب به آن دوباره کاهش می یابد.

4. دما: اگر چه سرعت واکنش های شیمیایی با افزایش دما افزایش می یابد ، حدود تاثیر این عامل بر تثبیت خاکدر شرایط صحرایی به خوبی معلوم نشده است. با این حال خاکهای اقلیم های گرمتر معمولا بیش از خاکهای مناطق معتدل تر فسفر تثبیت می کنند . این اقلیم های گرمتر موجب ایجاد خاکهایی با مقدار بیشتری اکسید های آبدار آهن و آلومینیم می شود.

5. ماده آلی: به طور کلی پذیرفته شده است که زیر خاک کردن کود دامی یا کود سبز باعث بهبود بهروری محصول بعدی از فسفر می شود . تحقیقات نسبتا جدید نشان داده است که مواد آلی قابلیت جذب فسفر خاک و فسفر افزوده شده را افزایش می دهد.

اثر سایر ترکیبات حاصله از تجزیه بقایای آلی بر قابلیت جذب فسفر مورد توجه زیادی قرار گرفته است . پژوهشگران بیشماری گزارش کرده اند که عصاره های هوموسی خاک ها حل پذیری فسفر را افزایش داده اند. این موضوع به صورت های مختلف نتیجه گیری شده:

5. 1. تشکیل کمپلکس های فسفرهومیک که برای گیاه با سهولت بیشتری قابل جذب است.

5. 2. جایگزینی آنیونی فسفات با یون هومات

5. 3. پوشانده شدن ذرات( سس کی اکسید) با هوموس برای تشکیل یک پوشش محافظتی و در نتیجه کاهش ظرفیت تثبیت فسفات خاک.

6. وضعیت فسفر خاک: در تثبیت فسفر کود افزوده شده به خاک درجه اشباع خاک از فسفر یا مقدار فسفری که قبلا به وسیله خاک تثبیت شده است اهمیت زیادی دارد.

در خاکهایی که به مدت چند سال کود فراوان فسفات خورده اند امکان دارد که (1)مقدار فسفری که به عنوان کود داده   می شوند کاهش یابد، (2) استفاده از فسفر خاک بیشتر شود، (3) یا ترکیبی از 1و2 اجرا شود.

7. قرار دادن کود: هر چه بافت خاک ریز تر باشد نگهداری فسفر کود افزوده شده نیز بیشتر خواهد بود .

اگر یک فسفات دانه ریز و حل پذیر کود ، از طریق پخش کردن به خاک داده و بعد دیسک زده شود ، فسفات با سطح بیشتری تماس پیدا می کند و در نتیجه ، در مقایسه با دادن همین مقدار کود به صورت نواری ، تثبیت انجام می شود. قرار دان نواری سطح تماس بین خاک و کود را کم می کند و در نتیجه مقدار تثبیت کاهش می یابد .

 باكتري هاي حل كننده فسفات

 در خاك ميكروارگانيسم هايي وجود دارند كه با توليد متابوليت هاي اوليه و ترشح در خاك قادرند روي كاني هاي معدني و تركيبات آلي فسفاته اثر گذاشته موجب آزادسازي فسفر و حل شدن آن در محلول خاك گردند. همچنين ميكروارگانيسم هاي خاكزي با استفاده از منابع كربنه تركيبات آلي حاوي فسفر، موجب معدني شدن فسفر آلي مي گردند. معمولاًً فرايند معدني شدن به كمك واكنش هاي آنزيمي صورت مي گيرد. معروفترين آنزيم هاي موثر روي اين تركيبات فسفاتازها هستند كه بيشتر به دو صورت فسفاتاز اسيدي و قليايي وجود دارند. فسفري كه از فرآيندهاي فوق آزاد مي گردد به صورت هاي مختلف توسط ميكروارگانيسم هاي ديگر و گياهان مصرف مي گردد.

الف) جنس باسيلوس: باسيلوس با كتري هاي ميله اي شكل، گرم مثبت توليدكننده اسپور، هوازي و هوازي اختياري و غالباًً كاتالاز مثبت هستند. تنها گونه خطرناك براي انسان B.amthracis مولد سياه زخم است و تعدادي نيز روي حشرات ايجاد بيماري مي كنند مثل:

ب) جنس سودوموناس: از گروه باكتري هاي ميله اي شكل گرم منفي، هوازي مطلق، اكثراًً متحرك به وسيله يك يا چند تاژك قطبي و بيشتر آنها انواع كموليتو تروف اختياري است. قطر سلول 1-5/0 ميكرون متر است. معمولاًً در محدوده دماي 43-4 درجه سانتيگراد قادر به رشد است. رشد اپتيمم در دماي 30-25 درجه صورت مي گيرد. اين باكتري ها كاتالاز مثبت و اغلب اكسيداز مثبت هستند. از ميان گونه هاي مختلف سودوموناس P.aeroginosa, P.flurescens, P.Putida نقش بسيار مهمي درجذب عناصرغذايي مثل فسفر و بعضي از كاتيون ها دارند. (4)