2. Fosfor w glebie Dawkę nawozu fosforowego ustala się

2. Fosfor w glebie Dawkę nawozu fosforowego ustala się

2. Fosfor w glebie
Dawkę nawozu fosforowego ustala się najczęściej metodą bilansową uwzględniając
pobranie skadnika pokarmowego z plonem oraz zasobn ość gleby. Wykonanie testu
chemicznego zawartości fosforu przyswajalnego jest zatem punktem wyjścia do opracowania
zaleceń nawoŜenia tym skadnikiem. Jednak poza znajomo ścią zawartości skadnika w glebie
niezbędna jest znajomość procesów jakim fosfor podlega w środowisku glebowym (ryc. 2.1.).
RESZTKI ROŚLINNE
PLANT RESIDUES
MIKROORGANIZMY
MICROORGANISMS
FOSFOR
MINERALNY
MINERAL P
HYDROLIZA - HYDROLYSIS
FOSFOR
ORGANICZNY
ORGANIC P
ODCHODY ZWIERZĘCE
ANIMAL EXCRETA
NAWOZY MINERALNE
FERTILIZERS
NAWOZY
ORGANICZNE
FOSFOR W MINERAACH
PARENT ROCK
Ryc.2.1. Obieg fosforu w glebie uprawnej (źródo: Andersen 1980, modyfikacja)
2.1. Źróda fosforu
W porównaniu z azotem i potasem, zasoby fosforu w glebach, w tym polskich są
niewielkie. Ogólna zawartość tego skadnika w warstwie ornej ksztatuje si ę od 0,01 do 0,2 %
P2O5. Związki fosforu zawarte w glebie wykazują duŜą róŜnorodność zarówno pod względem
form chemicznych, jak i siy zwi ązania z fazą sta ą gleby. W glebach uprawnych wyróŜnia się
następujące formy fosforu:
1. mineralne i organiczne w roztworze glebowym;
2. trudnorozpuszczalne.
a. związane z glinem i Ŝelazem (gleby kwaśne),
b. związane z wapniem (gleby zasadowe);
3. sabo zwi ązane z fazą sta ą gleby;
4. silnie zaadsorbowane i/lub okludowane na hydroksytlenkach glinu i Ŝelaza;
5. związane przez mineray ilaste i zwi ązki próchniczne;
6. nierozpuszczalne związki organiczne:
a. biomasa glebowa,
b. nierozo Ŝone resztki roślinne i zwierzęce,
c. próchnica glebowa.
Fosfor jest wnoszony do gleby z nawozami mineralnymi i organicznymi, a takŜe z
resztkami roślinnymi pozostaymi na polu po zbiorze uprawianej r ośliny (ryc. 2.1., tab. 2.1. i
2.2.).
Tabela 2.1. Resztki poŜniwne jako źródo fosforu dla ro śliny następczej
Roślina
ZboŜa jare
ZboŜa ozime
Okopowe
Koniczyna w drugim roku uŜytkowania
Mieszanka motylkowo-trawiasta
kg P2O5 / ha
7
8
7
30
15
źródo: dane wg ró Ŝnych autorów
Straty fosforu z gleby są niewielkie, gdyŜ pierwiastek ten nie tworzy związków
lotnych, a mobilność fosforanów w profilu glebowym jest mniejsza niŜ innych
makroskadników. Zmniejszenie zawarto ści fosforu mineralnego w glebie następuje gównie
w procesie pobierania przez rośliny i w określonych warunkach takŜe na drodze spywu
powierzchniowego.
Tabela 2.2. Przychód fosforu mineralnego w warstwie ornej
Źródo przychodu
Obornik ( dawka 30 t/ha, co cztery lata)
Nawozy mineralne
Rozkad substancji organicznej
Z opadów atmosferycznych i wód gruntowych
ącznie
źródo: Czuba 2001
kg P2O5/ha
11,5
18
7
4,5
41
Nawozy naturalne (obornik i gnojowica) są atwo dost ępnym źródem fosforu dla
roślin, gdyŜ okoo 70% caego fosforu zawartego w tych nawozach występuje w związkach
mineralnych, gównie fosforanach wapnia. Uwalnianie fosforu z resztek roślinnych zaleŜy od
gatunku i wieku fizjologicznego roślin. W badaniach ze znakowanym fosforem wykazano, Ŝe
rośliny lepiej wykorzystują fosfor z resztek korzeniowych niŜ z części nadziemnych.
DuŜe ilości fosforu akumuluje biomasa glebowa. W glebach uprawnych 2-5% fosforu
organicznego przypada na mikroorganizmy. Na uŜytkach zielonych wartość ta moŜe
zwiększyć się do 20%. Przeciętna zawartość fosforu w biomasie bakterii glebowych waha się
w granicach 1,5-2,5%. W grzybach koncentracja tego skadnika jest dwukrotnie wi ększa i
wynosi 4,8%. Zatem w warstwie ornej kilkadziesiąt kilogramów fosforu związane jest w
biomasie glebowej. W komórkach mikroorganizmów fosfor występuje w atwo dost ępnych
po ączeniach mineralnych (okoo 80%), a formy organiczn e wykazują duŜą podatność na
mineralizację. Populacja mikroorganizmów glebowych jest jednak względnie staa, co
oznacza, Ŝe uwalnianie netto fosforu z biomasy mikroorganizmów jest niewielkie. KaŜdy
czynnik przyczyniający się do zwiększenia aktywności mikrobiologicznej gleby, prowadzi do
większego wiązania fosforu.
2.2. Fosfor organiczny gleby
Ilościowe relacje między formami organicznymi i mineralnymi mogą wahać się w
bardzo szerokich granicach, lecz w większości gleb uprawnych fosfor organiczny stanowi 2550% ogólnej zawartości skadnika. W śród zidentyfikowanych dotychczas form fosforu
organicznego przewaŜają związki inozytolu (10-50% fosforu organicznego), fosfolipidy (15%) i kwasu nukleinowe (do 2,5%).
2.3. Przemiany fosforu organicznego
Dostępność fosforu organicznego dla roślin zaleŜy od tempa mineralizacji, a nie od
ogólnej zawartości związków organicznych. Mineralizacja fosforu w glebie dokonuje się na
drodze mikrobiologicznej i
biochemicznej.
Typowa mineralizacja mikrobiologiczna
opisywana jest jako proces uwalniania azotu i siarki, a takŜe pewnych ilości fosforu z
glebowej materii organicznej na drodze utleniania związków węgla przez mikroorganizmy.
Po wprowadzeniu do gleby świeŜej materii organicznej (soma, resztki ro ślinne, nawozy
zielone) fosforany mogą być uwalniane do roztworu glebowego (mineralizacja) lub wiązane
przez mikroorganizmy (immobilizacja). Dominacja jednego z tych procesów określana jest
przez zawartość węgla (C) i fosforu (P) w materiale organicznym. JeŜeli stosunek C : P jest
szerszy niŜ 300:1 przewaŜa immobilizacja, natomiast uruchamianie fosforu organicznego
następuje gdy C : P jest węŜszy niŜ 200:1. Z danych literaturowych wynika, Ŝe krytyczna
zawartość fosforu w resztkach roślinnych, poniŜej której nie zachodzi mineralizacja netto
wynosi 0,2-0,3% P w s.m. W odróŜnieniu od azotu, uwalnianie fosforu z glebowej materii
organicznej moŜe odbywać się takŜe na drodze mineralizacji biochemicznej, która jest
katalizowana przez enzymy (fosfohydrolazy) wydzielane przez korzenie roślin i
mikroorganizmy
glebowe.
Syntezę
tych
enzymów
kontroluje
zawartość
fosforu
przyswajalnego w glebie. W glebach ubogich w fosfor mineralny produkcja fosfohydrololaz
jest większa, co oznacza, Ŝe szybkość uwalniania fosforanów ze związków organicznych na
drodze biochemicznej jest określana przez końcowy produkt kilku reakcji chemicznych. W
ostatnim etapie mineralizacji fosforu uczestniczą enzymy z grupy fosfataz, których dziaanie
polega na odczepianiu grup fosforanowych od reszt organicznych w procesie hydrolizy
(rycina 2.2.). Fosfatazy są wydzielane przez korzenie roślin, mikroorganizmy (Aspergillus,
Penicillum, Rhizopus, Bacillus i Pseudomonas) oraz grzyby mikorytyczne. Aktywność
fosfatazy jest największa latem, wyraźnie zmniejsza się w glebach cięŜkich oraz zaleŜy od
skadu chemicznego organicznych zwi ązków fosforu w glebie.
O
O
=
=
R–O–P–O- +
fosfataza
enzym
OH – P – O -
Rycina 2.2. Schemat reakcji hydrolizy organicznego fosforu
–
–
_
O-
H2O
O-
+
ROH
Jeśli w krótkim okresie po mineralizacji jony fosforanowe nie zostaną pobrane przez rośliny,
ulegają sorpcji przez fazę sta ą gleby, tworząc trudnorozpuszczalne po ączenia z kationami
obecnymi w roztworze glebowym lub remobilizacji przez mikroorganizmy glebowe.
Zjawisko to wynika z faktu, Ŝe w glebie dochodzi do konkurencji między bakteriami a
roślinami o aniony fosforanowe, co jest zrozumiae gdy Ŝ zawartość fosforu w tkankach
roślinnych waha się w granicach 0,05-1 % P w s.m., natomiast w biomasie mikroorganizmów
wynosi średnio 2%. Mineralizacja netto ksztatuje si ę na poziomie kilku kg P/ha/rok.
2.4. Formy fosforu mineralnego
W glebach uprawnych naszej strefy klimatycznej najwięcej fosforu wiąŜą Ŝelazo (PFe) i glin (P-Al). Zawartość anionów fosforanowych w roztworze gleb kwaśnych pozostaje w
równowadze ze strengitem [Fe(OH)2H2PO4], a lekko kwaśnych z waryscytem [Al(OH)2PO4].
W warunkach odczynu obojętnego i alkalicznego dostępność fosforu dla kontrolują fosforany
wapnia [Ca8H2(PO4)6*5H2O, Ca10(PO4)4(OH)2]. W glebach badanych przez Potarzyckiego
(2000) suma frakcji P-Al i P-Fe stanowia ącznie okoo 80% fosforu mineralnego a udzia
fosforu wodno-rozpuszczalnego (P-H2O) wynosi tylko 1% (tab. 2.3.).
Tabela 2.3. Udzia frakcji fosforu w fosforze ogóln ym, %
Frakcje fosforu
Rodzaj nawozu
Organiczne (gnojowica)
NawoŜenie mineralne (NPK)
Średnia
P- H2O
P-Al
P-Fe
P-Ca
P org.
1,26
1,57
1,38
14,0
19,8
16,0
26,0
26,9
26,0
10,5
8,6
9,6
48,4
43,1
47,0
źródo: Potarzycki 2000
ZróŜnicowane nawoŜenie organiczne i mineralne prowadzi do ilościowych i jakościowych
zmian udziau poszczególnych zwi ązków fosforu w glebie, przy czym za stabilniejsze, a więc
niezaleŜne od czynnika nawozowego, uwaŜa się formy P związane z wapniem.
W glebach o pH poniŜej 7, fosfor pochodzący z nawozów w pierwszym roku wzbogaca
frakcje związane z Ŝelazem i glinem, a dopiero w kolejnych latach moŜe przechodzić w
po ączenia z wapniem.
W doświadczeniach z superfosfatem stwierdzono, Ŝe fosfor nawozowy najpierw przeksztaca
się w związki z glinem, a następnie ulega transformacji w formy związane z Ŝelazem. Jednak
lepsza rozpuszczalność fosforanów glinu (P-Al), zwiększa prawdopodobieństwo pobrania ich
przez roślinę. Jak wynika z ryciny 2.3. w glebach o odczynie kwaśnym i lekko kwaśnym
rośliny najlepiej wykorzystują fosfor z frakcji P- Al i P-H2O.
3
0, 6 0 0
0,0
05
,7 1 8
0,000
0
0 ,204
0,771
0,21
11
1
0,7 4
0,2
Rycina 2.3. Wspóczynniki ścieŜki między zawartością fosforu przyswajalnego oznaczonego
metodą Egnera-Riehma (P-ER) a frakcjami fosforu mineralnego (Źródo:
Potarzycki 2000)
2.5. Przemiany fosforu mineralnego
Zawartość fosforu rozpuszczalnego w glebie kontrolowana jest przez rośliny
(pobieranie), o których zaopatrzeniu w ten pierwiastek decydują dwie grupy procesów, a
mianowicie rozpuszczanie/strącanie oraz adsorpcja/desorpcja.
Rozpuszczanie i strącanie
W chemii znane jest zjawisko rozpuszczania i wytrącania się związków mineralnych.
Gdy roztwór zostanie przesycony w stosunku do określonego związku następuje jego
strącenie (precypitacja). W sytuacji odwrotnej następuje rozpuszczenie (dysocjacja) z
odpowiednim wzrostem stęŜenia H2PO4- w roztworze glebowym. Rozpuszczalność
związków fosforowych zaleŜy w znacznej mierze od odczynu gleby i stęŜenia innych jonów
występujących w stanie równowagi, a zaleŜność tą przedstawiają izotermy rozpuszczalności.
Spośród wszystkich makroskadników pokarmowych, fosfor jest najbardziej podatny na
uwstecznianie, stąd teŜ
wykorzystanie tego pierwiastka przez rośliny z nawozów jest
najmniejsze. Uwstecznianie fosforu w glebie polega na wytrącaniu fosforanów w postaci
trudnorozpuszczalnych soli kwasu ortofosforowego, co sprawia, Ŝe fosfor nie moŜe być
pobierany przez rośliny. W glebach kwaśnych powstają ortofosforany glinu i Ŝelaza:
Al+3 + H2PO4- + 2H2O Al(OH)2H2PO4 + 2H+
W glebach zasadowych równowaga przesunięta zostaje w kierunku tworzenia związków
fosforu z wapniem:
Ca(H2PO4)2 + CaCO3 2CaHPO4 + H2O + CO2
3HPO4-2 + 5CaCO3 + 2H2O Ca5(PO4)3OH + 5HCO3Sorpcja
Adsorpcja definiowana jest jako wiązanie fosforanów pochodzących z roztworu
glebowego na powierzchni fazy staej gleby. Proces odwrotny, polegający na uwalniania
fosforanów do roztworu glebowego nazywamy desorpcją.
Sporną kwestią pozostaje rozróŜnienie procesów sorpcji i precypitacji. Adsorpcję
moŜna rozpatrywać jako proces prowadzący do netto akumulacji skadników w fazie staej
gleby, natomiast precypitację odnieść moŜna do tworzenia tzw. „nowej fazy staej” gleby.
Wynikiem obu procesów jest ubytek skadnika z rozt woru glebowego. W glebach o niskim
poziomie zawartości fosforu dominują procesy adsorpcji, a dopiero gdy stęŜenie skadnika w
roztworze jest bardzo wysokie, przewaŜa precypitacja.
Rozpuszczalne fosforany, dodane do gleby, przemieszczają się z obszaru o duŜym
stęŜeniu skadnika, do miejsc, w których podlegaj ą sorpcji. Względna ilość skadnika
zaadsorbowanego na powierzchni adsorbenta glebowego jest funkcją powinowactwa jonu
fosforanowego do miejsca sorpcji. W sytuacji, gdy jon fosforanowy zostanie pobrany przez
roślinę lub wymyty, zaadsorbowane uprzednio fosforany,
przemieszczają się do strefy
wyczerpania (desorpcja), aŜ do momentu ustalenia nowego stanu równowagi. Wykazano, Ŝe o
pobraniu fosforu przez rośliny, w większym stopniu decyduje szybkość uwalniania
fosforanów z fazy staej gleby, ni Ŝ inicjalna zawartość skadnika w roztworze glebowym.
Adsorpcja jest gównym procesem kontroluj ącym przemiany fosforu w glebach o
duŜej powierzchni sorpcyjnej, niewielkich zmianach koncentracji tego skadnika oraz przy
niskim poziomie zawartości kationów w roztworze glebowym. Sorpcja wymaga aby struktura
adsorbenta pozostaa niezmieniona w czasie procesu mimo, Ŝe aktywność powierzchni
względem ukadu zmniejsza si ę, podczas gdy w odniesieniu do zjawiska precypitacji
aktywność powierzchni jest staa.
W glebach uprawnych o pH poniŜej 7 dominują zaadsorbowane formy fosforanów, a
miejsc sorpcji dostarczają hydroksytlenki glinu i Ŝelaza, mineray ilaste, organiczne
kompleksy Al i Fe oraz cząsteczki węglanu wapnia. Aniony fosforanowe ulegają w glebie
procesom sorpcji specyficznej i niespecyficznej.
Sorpcja niespecyficzna zachodzi w glebach kwaśnych i polega na wiązaniu
fosforanów przez uprotonowane grupy hydroksylowe (OH) na powierzchni
sorbentów
glebowych (rycina 2.4.).
NIESPECYFICZNA ADSORPCJA FOSFORU
Rycina 2.4. Schemat sorpcji niespecyficznej fosforu w glebie (źródo: Mengel 1985)
Wiązanie to zaleŜy od si elektrostatycznych i jest zwykle sabe. W
rezultacie
adsorpcja niespecyficzna jest niemal cakowicie odw racalna. PoniewaŜ proces ten związany
jest z protonowaniem grup OH, ilość fosforu związanego niespecyficznie wzrasta wraz ze
spadkiem odczynu gleby, gdyŜ generalnie wzrasta dodatni adunek koloidów glebow ych,
gównie zwi ązków Ŝelaza i glinu.
Sorpcję specyficzną fosforu odnosi się najczęściej do wymiany ligandowej między
grupami hydroksylowymi (OH-) a anionami fosforanami. Proces ten przebiega niezaleŜnie od
wartości adunku powierzchniowego mo Ŝe zachodzić w kaŜdym odczynie, lecz wykazuje
spadek ilościowy wraz ze wzrastającym pH gleby. Aniony fosforanowe ulegają sorpcji przez
hydroksytlenki glinu i Ŝelaza, nawet gdy wypadkowy ich adunek jest ujemny. Jon OH- w
hydroksytlenku Ŝelaza (glinu) jest zastępowany anionem fosforanowym H2PO4-. Wymiana ta
jest moŜliwa, gdyŜ powierzchnie jonów hydroksylowych i fosforanowych są prawie takie
same. Zaadsorbowane fosforany zajmują powierzchnie równą okoo 0,26 nm 2, natomiast
powierzchnia aktywnych w procesie adsorpcji fosforu grup OH- , wynosi 0,246 nm2.
Na rycinie 2.5. zamieszczono model specyficznej adsorpcji fosforu. Etap 1 przedstawia
wymianę grupy OH-, na powierzchni hydroksytlenku z anionem H2PO4- z roztworu
glebowego, co prowadzi do powstania tzw. „wiązania pojedynczego”. Kolejny etap procesu
polega na deprotonacji zaadsorbowanego uprzednio fosforanu, która zachodzi nawet w
warunkach niskiego odczynu gleby (etap 2).
Rycina 2.5. Schemat sorpcji specyficznej fosforu w glebie (źródo: Mengel 1985)
Ostatecznie dochodzi do drugiej wymiany ligandowej, z wydaleniem grupy OH- do roztworu i
utworzeniem wiązania podwójnego (etap 3). Mimo iŜ, proces specyficznego wiązania fosforu
związany jest z uwalnianiem grup hydroksylowych (OH), a więc przyczynia się do wzrostu
odczynu gleby, to intensywność tego procesu jest większa w glebach kwaśnych. Zjawisko to
spowodowane jest większą aktywnością protonów biorących udzia w procesie. Przyjmuje
się, Ŝe wiązania podwójne wykazują większą stabilność, a opisywany szeroko w literaturze
proces „starzenia się” fosforu polega wa śnie na przeksztacaniu si ę wiązań pojedynczych w
podwójne.
2.6. Czynniki ksztatuj ące dostępność fosforu
Wśród czynników decydujących o dostępności fosforanów dla roślin wymienić naleŜy
zarówno wa ściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby, jak i aktywność samej rośliny
(rycina 2.6.). W niniejszym rozdziale omówione zostaną czynniki chemiczne.
ROZTWÓR GLEBOWY
Czynniki nawozowe
- forma chemiczna
- rozpuszczalność w
wodzie
IMMOBILIZACJA
STRĄCANIE
SORPCJA
Czynniki chemiczne
- odczyn
- materia organiczna
- hydroksytlenki Al, Fe
- interakcja z innymi
jonami
MINERALIZACJA
ROZPUSZCZANIE
DESORPCJA
Czynniki fizyczne
- wilgotność
- temperatura
- skad mineralogiczny
- struktura gleby
Czynniki biologiczne
- aktywność rośliny
- mikroorganizmy
- mikoryza
FORMY ZAPASOWE
Rycina 2.6. Czynniki ksztatuj ące dostępność fosforu dla roślin
a. odczyn
Znaczenie odczynu w ksztatowaniu dost ępności fosforu odnieść naleŜy do:
-
zwiększania
aktywności
kationów
2
i
3-wartościowych,
odpowiedzialnych
za
uwstecznianie fosforu
-
kontrolowania procesu adsorpcji fosforanów na drodze powstawania w glebie adunków
dodatnich, zaleŜnych od pH (w warunkach niskiego odczynu zdolność do adsorpcji
Ilość fosforu związanego w glebie
fosforu przez uwodnione tlenki glinu i Ŝelaza jest wyraźnie większa).
bardzo
duŜa
duŜa
fosforany
związane
z Ŝelazem
fosforany
związane
z glinem
średnia
ma
a
3
największa
dostępność
fosforu
4
5
fosforany
związane
z wapniem
6
7
8
9
pH gleby
Rycina 2.7. Wpyw odczynu gleby na wi ązanie fosforu (źródo: Instytut Fosforowo Potasowy,
Kanada-USA)
Względnie duŜe stęŜenie anionów fosforanowych, będące konsekwencją mniejszego wiązania
fosforu spotyka się w glebach o pH wahającym się w przedziale 6-7 (ryc. 2.7.). Stąd teŜ
największe efekty nawoŜenia fosforem moŜna uzyskać stosując nawozy na gleby o
uregulowanym odczynie.
ŚwieŜo wytrącony fosfor nawozowy z czasem ulega krystalizacji przechodząc w pulę
związków nieprzyswajalnych dla roślin (ryc. 2.8.). Zjawisko to określane jest mianem zaniku
przyswajalności fosforu.
W doświadczeniu inkubacyjnym przeprowadzonym przez autora, w krótkim okresie po
zastosowaniu nawozu fosforowego nastąpio zwi ększenie dostępności zarówno fosforu
Względna przyswajalność
nawozowego jak i glebowego (rycina 2.9.).
Czas
Rycina 2.8. Zanik przyswajalności fosforu w glebie w miarę upywu czasu od zastosowania
nawozu (źródo: Barrow 1980)
25
(A) P nawozowy
(B) P glebowy
(C) RAZEM
ug P/g gleby
20
15
C
10
B
5
A
0
0
50
100
150
Okres inkubacji (dni)
200
250
Rycina 2.9. Dynamika uwalniania fosforu w glebie w okresie 224 dniowej inkubacji (źródo:
Potarzycki 2001)
Po tym okresie odnotowano wielokrotnie du Ŝszą fazę systematycznego zmniejszania się
rozpuszczalności fosforanów w glebie. Oznacza to, iŜ w pierwszych tygodniach po
wprowadzeniu nawozu do gleby moŜna spodziewać się większego stęŜenia fosforanów w
roztworze glebowym. Dla praktyki rolniczej istotne jest określenie optymalnego terminu
zastosowania nawozu fosforowego, tak aby pierwsza faza maksymalnego zapotrzebowania na
ten skadnik (tworzenie systemu korzeniowego) przyp ada na okres zwi ększonej dostępności
fosforu.
b. zawartość materii organicznej i hydroksytlenków
Wpyw materii organicznej na dost ępność fosforu dla roślin sprowadza się do:
-
ksztatowania
st ęŜenia
fosforanów
w
roztworze
glebowym
w
następstwie
mineralizacji organicznych po ączeń fosforu (związki organiczne stają się źródem
fosforu dla roślin);
-
zwiększenia rozpuszczalności fosforu mineralnego;
-
określanie warunków sorpcji fosforu w glebie.
Spośród organicznych związków fosforu najbardziej podatne na mineralizację są fityna,
kwasy nukleinowe oraz fosfolipidy. Proces mineralizacji fosforu przedstawiono wcześniej w
rozdziale 2.2. W tym miejscu przypomnieć naleŜy jedynie o stymulującym dziaaniu
związków organicznych zawartych w glebie na aktywność mikroorganizmów.
Produkty rozkadu materii organicznej oraz kwasy or ganiczne zawarte w nawozach
naturalnych, przyczyniają się do zwiększenia rozpuszczalności, trudnorozpuszczalnych
ortofosforanów wapnia, gdyŜ wiąŜąc kationy Al i Fe, uwalniają jednocześnie fosfor do
roztworu glebowego. Kationy obecne w rizosferze roślin, stanowiące swoisty pomost między
sorbentami a fosforanami, mogą być wiązane w procesie chelatowane przez związki
organiczne wydzielane przez korzenie roślin. Proces ten bezpośrednio prowadzi do
zwiększenia się stęŜenia anionów fosforanowych w roztworze glebowym.
Za gówne sorbenty fosforu, obok materii organiczne j, uwaŜane są hydroksytlenki
glinu i Ŝelaza. Stąd teŜ, obecność tych związków w glebie, istotnie modyfikuje zawartość
fosforanów w roztworze glebowym. Interpretując zdolność gleby do wiązania fosforu
uwzględnić naleŜy stopień krystalizacji tlenków metali. Hydroksytlenki amorficzne mogą
zaadsorbować
10-100 razy więcej anionów fosforanowych niŜ formy krystaliczne.
Aktywność hydroksytlenków metali w procesie wiązania fosforu moŜe być ksztatowana
przez materię organiczną gleby. Tlenki metali bezpośrednio związane z materią organiczną
adsorbują więcej fosforanów niŜ w stanie wolnym, a wzrost ich aktywności tumaczy ć moŜna
opóźnieniem procesu krystalizacji. Wynika z tego, Ŝe materia organiczna gleby ksztatowa ć
moŜe adsorpcję fosforu z jednej strony poprzez bezpośrednie wiązanie fosforanów przez
związki próchniczne, a z drugiej dziaanie próchnicy od nosić moŜna do tworzenia warunków
wiązania fosforu przez inne sorbenty, takie jak hydroksytlenki Fe i Al (ryc. 2.10.).
Rycina 2.10. Schemat reakcji między kompleksem „kwas próchniczny-Al” a anionem
Fosforanowym (Shang i in., 1992)
2. 7. Literatura
1. Anderson G. (1980): Assessing Organic Phosphorus in Soils. In: Khasawneh et al. (eds.) The Role
of Phosphorus in Agriculture. Soil Science Society of America, Medison, Wisconsin USA
2. Barrow N.J. (1980): Evaluation and Utilization of Residual Phosphorus in Soils. In: Khasawneh et
al. (eds.) The Role of Phosphorus in Agriculture. Soil Science Society of America, Medison,
Wisconsin USA
3. Borggaard O.K. (1983): The influence of iron oxides on phosphate adsorption by soil. J.
Soil Sci. 34; 333-341
4. Czuba R. (2001) : Fosfor we wspóczesnych krajow ych systemach nawoŜenia. Prace naukowe
Akademii Ekonomicznej im. Oskara Langego we Wrocaw iu. Chemia z. 888; 144-150
5. Goldberg S., Sposito G. (1985): On the mechanism of specific phosphate adsorption by
hudroxylated mineral surfaces: a reviev. Commun. in Soil Sci. Plant Anal. 16(8); 801-821
6. Hooker M.L., Peterson G.A., Sander D.H., Daigger L.A. (1980): Phosphate fractions in calcareous
soils as altered by time and amounts of added phosphate. Soil Sci. Soc. Am. J. 44; 269-277
7. Holford I.C.R. (1997): Soil phosphorus: its measurement and its uptake by plants. Austr. J. Soil
Res. 35; 227-239
8. Johnston AE, Poulton PR, Syers JK (2002): Phosphorus, Potassium and Sulphur Cycles in
Agricultural Soils. Fertlizers and Fertilization 3(12) 129-173
9. Mengel K. (1985): Dynamics and Availability of Major Nutrients in Soils. Adv. Soil Sci. 2; 65131
10. Nash D.M., Halliwell D.J. (1999): Fertilisers and phosphorus loss from productive granzing
systems. Austr. J. Soil Res. 37; 403-429
11. Paul E.A. , Clark F.E. (1989): Soil Microbiology and Biochemistry. Academic Press, Inc. New
York 1989
12. Potarzycki J. (2000): Forms of phosphorus in long-lasting soils fertilization with mineral and
organic fertilisers. In: International Scientific – Research Seminar „Chemistry for Agriculture”,
Velke Losiny, Czech Republic; 69-76
13. Potarzycki J., W.Grzebisz (2001): Dynamika uwalniania fosforu wodnorozpuszczalnego z gleb
nawoŜonych w przeszo ści gnojowicą i nawozami mineralnymi (eksperyment inkubacyjny). Prace
Naukowe Akademii Ekonomicznej im. Oskara Langego we Wrocawiu. Chemia. Zwi ązki fosforu
w chemii, rolnictwie i medycynie, nr 888; 190-196
14. Sanyal S.K. i De Datta S.K. (1991): Chemistry of Phosphorus Transformations in Soil. Adv. Soil
Sci., 16; 1-120
15. Shang C, Stewart W.B., Huang P.M.(1992): pH effect on kinetics of adsorption of organic and
inorganic phosphates by short-range ordered aluminium and iron procipitates. Geoderma 53, 1-14
16. Sharpley A.N., Halvorson A.D.(1994): The Management of Soil Phosphorus Availability and its
Impact on Surface Water Quality. In: Soil Processes and Water Quality (ed.) Lal R., Stewart B.A.,
Adv. Soil Sci.; 8-90
17. Singh Y., Singh B., Khind C.S. (1992): Nutriend Transformations in Soils Amended with Green
Manures. Adv. Soil Sci. 20; 237-309
18. Smeck N.E. (1985): Phosphorus dynamics in soils and landscapes. Geoderma 36; 185-199
19. Tripathi D., Minhas R.S. (1991): Influence of Fertilizer Phosphorus and Farmyard Manure on
Transformation of Inorganic Phosphate. J. Indian Soc Soil Sci. 39; 472-476