И в земной коре (например, в минералах апатитах и фосфоритах), и в клетках растений и животных. Также присутствует он и в организме человека. Причем, количество его относительно велико - от 600 до 900 г, что составляет примерно 1% от общей массы тела. Поэтому его относят к группе макроэлементов. Но встречается он обычно не в чистом виде, а в форме разнообразных соединений: ортофосфорной кислоты , пирофосфорной кислоты и их солей .
Функции
Фосфор имеет для человека очень важное значение , поскольку выполняет несколько очень важных функций и влияет на многие физиологические процессы:
Суточная потребность
Обычно суточная потребность взрослого человека в данном минеральном веществе колеблется в пределах от 800 до 1600 мг. У детей же она увеличивается с возрастом от 300 мг у грудного ребенка до 1800 мг - для подростка. Но при повышенной физической нагрузке, беременности и лактации она несколько возрастает.
Но самое главное правило состоит в том , чтобы соблюдалась пропорция между поступлением в организм кальция и фосфора - 1: 1,2-1,8, т.е. фосфора надо потреблять примерно в полтора раза больше.
Дефицит
Если же эта потребность не удовлетворяется, то может возникнуть дефицит этого макроэлемента. Бывает это довольно редко, а причиной может быть как недостаточное поступление его с пищей, так и повышенное выделение с мочой при некоторых заболеваниях (гипертиреоз, рак крови), отравлениях солями тяжелых металлов или нарушении его обмена.
До определенного предела недостаток фосфора компенсируется за счет его поступления в кровь из костей. Но через некоторое время это приводит к остеопорозу, т.е. разрежению костной ткани, в результате чего она становится менее прочной; и к нарушению кальциевого обмена. Проявляться это состояние может как общими симптомами (слабость, раздражительность, ухудшение памяти, потеря аппетита), так и более специфическими признаками (боли в костях и суставах, болезни зубов и костей).
Избыток
Избыточное количество фосфора в организме при одновременном увеличении содержания кальция практически безвредно. А вот одностороннее увеличение его концентрации в теле приводит к вымыванию кальция из костей и, соответственно, к заболеваниям костей и зубов. Также при этом нарушается работа сердечно-сосудистой и нервной систем организма, могут образоваться камни в почках.
Источники
Главный источник фосфора для человека - продукты питания животного (рыба, мясо, яйца, молочные продукты) и растительного происхождения (зерновые, орехи и др.). Но наиболее легко он усваивается из молочных продуктов и, несколько хуже, из мяса и морепродуктов. А вот из растительных источников получить этот элемент сложнее. Для этого, например, рекомендуется крупы и бобовые перед приготовлением пищи замачивать на некоторое время. Также лучшему его усвоению способствуют витамины , и .
| Категории | Количество Фосфора, мг | Продукты |
|---|---|---|
| очень высокое содержание | более 300 мг | Говяжья печень, камбала, сиг, икра, шпроты в масле, сушеные подберезовики, сыры, сухое молоко, фасоль, соя, рожь, пшеница, ячмень, овсяная и перловая крупы, рис, какао-порошок, фисташки, миндаль, арахис, грецкий орех, семечки подсолнуха и тыквенные, сухие дрожжи |
| высокое содержание | 200 - 299 мг | Говядина, баранина, курятина, большинство рыб (тунец, палтус, лосось, треска, речной окунь, скумбрия, сардина, осетр, ставрида, мойва, минтай, корюшка) и консервы из них, крабы, кальмары и креветки, творог, гречневая крупа, пшено, горох, ржаной хлеб, шоколад |
| умеренное содержание | 100 - 199 мг | Свинина, телятина, карась, налим, вареная колбаса, куриное яйцо, грибы, кукурузная крупа, хлеб из муки 2-го сорта, изюм |
| низкое содержание | 50 - 99 мг | Молоко, сметана, кефир, манная крупа, макароны, хлеб из муки высшего и 1-го сорта, картофель, морковь, брюссельская и цветная капуста, чернослив, финики |
| очень низкое содержание | менее 50 мг | Сливочное масло, белокочанная капуста, свекла, огурцы, помидоры, зеленый лук, яблоки, груши, слива, абрикосы, арбуз, вишня, виноград, клубника, смородина |
Минеральные вещества (в питании) - это обязательные составные части пищи, необходимые для жизнедеятельности человека и животных. Полное исключение минеральных веществ из корма в эксперименте приводит к гибели животных, а частичное ограничение вызывает ряд серьезных нарушений и расстройств.
Минеральные вещества содержатся в протоплазме клеток и межклеточной жидкости, создавая необходимое осмотическое давление (см.) и необходимую концентрацию водородных ионов; являются составной частью сложных органических соединений, жизненно важных для организма (например, железо входит в состав гемоглобина, йод обнаруживается в секрете , - в секрете поджелудочной и половых желез). Минеральные вещества играют важную роль в обмене веществ (см. Минеральный обмен). Они участвуют в синтезе пищеварительных и обеспечивают нормальное течение процессов . Минеральные вещества участвуют в пластических процессах, особенно в построении вещества костей , где и являются основными структурными компонентами. В формировании вещества зубов важную роль играет , который придает им особую прочность. Исключительно важна роль минеральных веществ в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме. Преобладание в питании кислотных или щелочных минеральных веществ может оказывать влияние на сдвиги кислотно-щелочного равновесия. Источниками кислотных минеральных веществ являются , содержащие в значительном количестве , фосфор, . Такими продуктами являются мясо, яйца, крупа. Источниками щелочных минеральных веществ являются молоко, овощи, фрукты, богатые кальцием, магнием, натрием, калием. В зависимости от количеств, в которых минеральные вещества содержатся в организме, их делят на макроэлементы и микроэлементы. Макроэлементами являются кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, железо и др. К микроэлементам, содержащимся в тканях в количестве менее 0,01%, относятся медь, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор и др.
Потребность организма в минеральных веществах удовлетворяется пищей и частично водой.
Кальций составляет минеральную основу костной ткани и зубов. Содержание кальция в костях достигает 99% общего его количества в организме. Усвоение кальция зависит от содержания в пище других солей, особенно и магния, а также витаминов группы D. В питании наиболее благоприятное соотношение кальция к фосфору 1: 1,5-2 и кальция к магнию 1: 0,75. Потребление с пищей большого количества жира снижает усвоение кальция. Инозитфосфорная кислота, содержащаяся в значительном количестве в хлебе и крупах, и , содержащаяся в щавеле и шпинате, образуют с кальцием нерастворимые соединения, в связи с чем кальций этих продуктов не усваивается. Хорошим источником легкоусвояемого кальция является молоко, содержащее 120 мг кальция на 100 г продукта (120 мг%), и молочные продукты: творог - 140 мг%, сыр - 700-1000 мг%. 3 стакана молока или 100 г сыра удовлетворяют суточную потребность взрослого человека в кальции. Неплохим источником кальция являются овощи и картофель. В частности, капуста содержит 48 мг% кальция, картофель - 10 мг% кальция. Суточная потребность в кальции 800-1000 мг. Повышенная потребность в кальции (до 1,5-2 г в сутки) существует у детей и подростков, беременных и кормящих женщин.
Минеральные вещества в продуктах питания - ряд химических элементов, попадающих в организм вместе с пищей в виде минеральных солей. Минеральные вещества являются обязательной частью пищевого рациона, относятся к числу основных пищевых веществ и обладают биологической активностью. Ряд минеральных веществ (железо, медь, кобальт, никель, марганец) играет важную роль в кроветворении, в процессах тканевого дыхания и внутриклеточного обмена. Изучены пластические свойства минеральных веществ и их участие в формировании и регенерации тканей организма, особенно костей скелета, где фосфор и кальций являются основными структурными компонентами. Одной из важнейших функций минеральных веществ является поддержание кислотно-щелочного равновесия (см.).
Удовлетворение потребности организма в минеральных веществах осуществляется в основном из потребляемых пищевых продуктов (таблица).
Калий (см.) способен повышать выведение из организма жидкости и солей натрия. Источниками калия являются злаковые, овощи, картофель, фрукты, мясные и рыбные изделия. Особенно много калия в сушеных фруктах (абрикосы, изюм, чернослив и др.). Суточная потребность организма в калии 2-3 г.
Кальций (см.) является постоянной составной частью крови, клеточных и тканевых соков костей. Кальций содержится в значительных количествах во многих пищевых продуктах, однако он трудно усваивается. Усвояемость кальция зависит от соотношения его с сопутствующими компонентами пищи - магнием, фосфором и др. Благоприятными для усвоения кальция являются соотношения: с фосфором 1: 1,5 и с магнием 1: 0,75. Оптимальные во всех отношениях условия для полного усвоения кальция имеются в молоке и молочных продуктах. Кальций злаковых продуктов усваивается плохо в связи с наличием в них инозитфосфорной кислоты, образующей с кальцием неусвояемые соединения. Регулирующую роль в усвоении кальция играет витамин D (см.). Суточная потребность организма в кальции 800- 1000 мг.
Магний (см.) обладает антиспастическим и сосудорасширяющим действием, а также способен стимулировать перистальтику кишечника и повышать выделение желчи. Имеются данные о снижении уровня холестерина в крови при магниевой диете. Основными источниками магния в питании человека являются злаки (рожь, пшеница) и бобовые (горох, фасоль). Суточная потребность организма в магнии 500-600 мг.
Фосфор (см.) участвует во всех видах обмена веществ. Многие его соединения с белком, жирными кислотами и др. образуют комплексные соединения высокой биологической активности - казеин, лецитин и др. Усвоение фосфора зависит от его соотношения в первую очередь с кальцием. Основными источниками фосфора являются молочные продукты (особенно сыр), яйца, икра, печень, мясо, рыба и др. Суточная потребность в фосфоре 1600 мг.
Железо (см.) является истинным кроветворным элементом. Высоким содержанием железа отличаются печень, фасоль, горох, овсяная крупа. Суточная потребность организма в железе 15 мг.
Высокое содержание и преобладание в пищевых продуктах кальция, магния, натрия или калия определяет их щелочную ориентацию, и такие продукты могут рассматриваться как источники щелочных элементов (растительные продукты - бобовые, овощи, фрукты, ягоды, а из животных продуктов - молоко и молочные продукты). Кислые минеральные вещества поступают в организм с пищевыми продуктами, содержащими серу, фосфор и хлор (мясные и рыбные продукты, яйца, хлеб, крупа).
Особую группу минеральных веществ составляют микроэлементы (см.), которые содержатся в продуктах питания в небольших количествах (единицах или долях мг %). Микроэлементы по своим биологическим свойствам являются истинными биоэлементами. См. также Минеральный обмен.
Таблица. Содержание важнейших минеральных веществ в некоторых продуктах питания (в мг %, брутто)
| Наименование продукта | K | Ca | Mg | P | Fe |
| Хлеб ржаной | 249,0 | 29,0 | 73,0 | 200,0 | 2,0 |
| Хлеб пшеничный и батоны из муки II сорта | 138,0 | 28,0 | 47,0 | 164,0 | 2,0 |
| Крупа гречневая | - | 55,0 | 113,0 | 291,0 | 1,8 |
| Крупа овсяная | 350,0 | 74,0 | 133,0 | 322,0 | 4,2 |
| Крупа манная | 166,0 | 41,0 | 68,0 | 101,0 | 1,6 |
| Крупа пшенная | 286,0 | 30,0 | 87,0 | 186,0 | 0,7 |
| Рис | 63,0 | 29,0 | 37,0 | 102,0 | 1,3 |
| Макаронные изделия | 138,0 | 34,0 | 33,0 | 97,0 | 1,5 |
| Капуста белокочанная | 148,0 | 38,0 | 12,0 | 25,0 | 0,9 |
| Картофель | 426,0 | 8,0 | 17,0 | 38,0 | 0,9 |
| Лук репчатый | 153,0 | 32,0 | 12,0 | 49,0 | 0,7 |
| Морковь | 129,0 | 34,0 | 17,0 | 31,0 | 0,6 |
| Огурцы | 141,0 | 22,0 | 13,0 | 26,0 | 0,9 |
| Редис | 180,0 | 28,0 | 9,0 | 20,0 | 0,7 |
| Свекла | 155,0 | 22,0 | 22,0 | 34,0 | 1,1 |
| Томаты (помидоры) | 150,0 | 10,0 | 9,0 | 22,0 | 1,2 |
| Апельсины | 148,0 | 25,0 | 10,0 | 17,0 | 0,3 |
| Виноград | 225,0 | 15,0 | 6,0 | 20,0 | 0,5 |
| Смородина черная | 365,0 | 35,0 | 17,0 | 42,0 | 0,9 |
| Яблоки | 86,0 | 16,0 | 9,0 | 11,0 | 2,2 |
| Молоко | 127,0 | 120,0 | 14,0 | 95,0 | 0,1 |
| Творог (нежирный) | - | 164,0 | - | 151,0 | - |
| Сыр (голландский) | - | 699,0 | - | 390,0 | - |
| Баранина I категории (охлажденная) | 214,0 | 7,0 | 15,0 | 136,0 | 1,9 |
| Говядина I категории (охлажденная) | 241,0 | 8,0 | 16,0 | 153,0 | 2,1 |
| Свинина мясная (охлажденная) | 240,0 | 8,0 | 16,0 | 153,0 | 2,1 |
| Печень говяжья | 307,0 | 5,0 | 17,0 | 316,0 | 8,4 |
| Колбасы (любительская, отдельная) | 213,0 | 7,0 | 15,0 | 137,0 | 1,9 |
| Яйца куриные | 116,0 | 43,0 | 10,0 | 184,0 | 2,1 |
| Камбала дальневосточная | 151,0 | 49,0 | 14,0 | 154,0 | 0,2 |
| Окунь морской (потрошеный, без головы) | 245,0 | 38,0 | 18,0 | 162,0 | 0,5 |
| Треска | 281,0 | 44,0 | 19,0 | 173,0 | 0,5 |
| Сельдь атлантическая | 209,0 | 84,0 | 28,0 | 127,0 | 2,2 |
| Горох | 906,0 | 63,0 | 107,0 | 369,0 | 4,7 |
| Фасоль | 1061,0 | 157,0 | 167,0 | 504,0 | 6,7 |
Фосфор относится к числу важнейших в биологическом отношении элементов. Он входит в состав большого числа разнообразных органических соединений, участвующих в построении живых структур организма и осуществлении важнейших процессов обмена веществ.
Существенная роль в процессах жизнедеятельности принадлежит неорганическому фосфату - остатку фосфорной кислоты - и его солям. Неорганический фосфат вместе с кальцием входит в состав основного минерального компонента костной ткани - оксиапатита. Подобную функцию выполняют и фосфолипиды, которые являются строительным материалом оболочек клеток.
Входя в состав нуклеотидов и нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), фосфат принимает участие в процессах кодирования, хранения и использования генетической информации, синтеза нуклеиновых кислот, белков, роста и деления клеток.
Не менее велика роль органических соединений фосфора в энергетическом обеспечении процессов жизнедеятельности. Так, в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата в организме накапливается и используется энергия.
Значение фосфора в энергетическом обмене обусловлено не только центральной ролью АТФ, но и тем обстоятельством, что все превращения глюкозы в организме происходят с его участием.
С участием остатка фосфорной кислоты витамины начинают функционировать.
Особо следует указать на роль циклической аденозин-монофосфорной кислоты (ЦАМФ) - центрального звена системы гормональной регуляции, вещества, передающего на клетки регуляторные воздействия целого ряда гормонов.
Многосторонние функции фосфорных соединений предопределяют их важную роль для таких ведущих физиологических процессов, как проведение нервного импульса и мышечное сокращение. Фосфорные соединения участвуют в образовании миелина, формирующего изолирующую оболочку нервных волокон.
Неорганический фосфат играет также существенную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Необходимым условием всасывания фосфора из органических соединений является их расщепление кишечной щелочной фосфатазой - ферментом, вырабатывающимся в кишечнике.
Отсутствие в кишечнике человека фитазы (фермента, перерабатывающего фитин) делает невозможным всасывание фосфора фитиновой (инозитфосфорной) кислоты, в виде которой находится значительная часть фосфора растительных продуктов. Обработка фитина дрожжами, содержащими фитазу, например в процессе выпечки хлеба, способствует усвоению фосфора.
Эффективность всасывания фосфора зависит от соотношения кальция и фосфора. Оптимальным для всасывания обеих элементов является соотношение 1:1.
Поддержание содержания фосфора в организме и регуляция его обмена осуществляется при участии витамина Dи гормона околощитовидных желез.
Сколько фосфора нам необходимо?
Точная потребность человека в фосфоре не установлена. Действующая в настоящее время в России норма для взрослых составляет 1200- 1600 мг.
Большинство продуктов питания богато фосфором, и обычный рацион легко обеспечивает поступление до 1500 мг фосфора в день. В связи с этим недостаточность фосфора, обусловленная его нехваткой в пище, практически не встречается. Более серьезной проблемой является предупреждение излишнего поступления фосфора в организм. В связи с этим приобретает важное значение обеспечение оптимального соотношения кальция и фосфора в рационе человека. В реальных условиях достижение этой цели затруднительно, так как в соотношении, близком к оптимальному, кальций и фосфор находятся только в молоке и молочных продуктах, а также в некоторых овощах, ягодах и фруктах. Во всех остальных продуктах это соотношение сильно сдвинуто в сторону избытка фосфора. Так, в хлебе и в картофеле содержание фосфора превышает уровень кальция в 5 раз, а в рыбе и мясе - в 10 и даже в 20(!) раз.
В связи с этим в рационе современного человека, особенно при преобладании мясных продуктов и хлеба, соотношение кальция и фосфора может сильно отличаться от оптимального в сторону избыточного потребления фосфора. Это неблагоприятное соотношение еще более сдвигается в сторону избытка фосфора в связи с широким использованием фосфатосодержащих пищевых добавок, в частности полифосфатов, добавляемых в колбасные изделия в качестве влагоудерживающего средства.
О неблагоприятных последствиях избыточного потребления фосфора для человека свидетельствует целый ряд наблюдений, в частности сведения о более низкой плотности костей у лиц, употребляющих богатую фосфатами мясную пищу, по сравнению с вегетарианцами, соотношение кальция и фосфора в рационе которых близко к оптимальному. Таким образом, избыточное потребление фосфора приводит к остеопорозу - разрежению костной ткани.
Опыты, проведенные на лабораторных крысах, доказали, что при дефиците витамина D даже умеренный избыток фосфора в рационе усиливает такие проявления недостаточности этого витамина, как задержка роста, повышенное отложение солей кальция в тканях и органах, в том числе в плаценте во время беременности, что может привести к ухудшению кровоснабжения плода.
Поскольку снижение фосфора в рационе путем подбора натуральных продуктов практически недостижимо, будущим мамам рекомендуется употреблять специализированные диетические продукты с низким содержанием фосфора и высоким содержанием кальция на основе молока и молочных продуктов, изделий из муки и круп, а также соответствующих белковых продуктов.
Лесостепные почвы
характеризуются содержанием в гумусовом веществе в количестве 1,78-2,46 %.Мощные черноземы
содержат в гумусовом веществе 0,81-1,25 %.Обыкновенные черноземы
содержат в гумусовом веществе 0,90-1,27 %.Выщелоченных черноземы
содержат в гумусовом веществе 1,10-1,43 %.Темно-каштановые почвы содержат
в гумусовом веществе 0,97-1,30 %.Роль в растении
Биохимические функции
Окисленные соединения фосфора необходимы всем живым организмам. Ни одна живая клетка не сможет существовать без них.
В растениях фосфор содержится в органических и минеральных соединениях. При этом, содержание минеральных соединений составляет от 5 до 15 %, органических - 85-95 %. Минеральные соединения представлены калиевыми, кальциевыми, аммонийными и магниевыми солями ортофосфорной кислоты. Минеральный фосфор растений - запасное вещество, резерв для синтеза фосфорсодержащих органических соединений. Он увеличивает буферность клеточного сока, поддерживает тургор клетки и другие не менее важные процессы.
Органические соединения - нуклеиновые кислоты, аденозинфосфаты, сахарофосфаты, нуклеопротеиды и фосфатопротеиды, фосфатиды, фитин.
На первом месте по важности для жизнедеятельности растений стоят нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) и аденозинфосфаты (АТФ и АДФ). Данные соединения участвуют во многих процессах жизнедеятельности растительного организма: синтезе белков, энергетическом обмене, передаче наследственных свойств.
Нуклеиновые кислоты
Аденозинфосфаты
Особая роль фосфора в жизни растений заключается в участии в энергетическом обмене растительной клетки. Главная роль в данном процессе принадлежит аденозинфосфатам. В их составе присутствуют остатки фосфорной кислоты, связанные макроэргическими связями. При гидролизе они способны выделять значительное количество энергии.
Они представляют собой своеобразный аккумулятор энергии, поставляя ее по мере необходимости для осуществления всех процессов в клетке.
Различают аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ) и аденозинтрифосфат (АТФ). Последний по запасам энергии значительно превосходит два первых и занимает ведущую роль в энергетическом обмене. Он состоит из аденина (пуринового основания) и сахара (рибозы), а также трех остатков ортофосфорной кислоты. Синтез АТФ осуществляется в растениях в процессе дыхания.
Фосфатиды
Фосфатиды, или фосфолипиды - сложные эфиры глицерина, высокомолекулярных жирных кислот и фосфорной кислоты. Они входят в состав фосфолипидных мембран, регулируют проницаемость клеточных органелл и плазмалеммы для различных веществ.
Цитоплазма всех растительных клеток содержит представителя группы фосфатидов лецитин. Это производное диглицеридфосфорной кислоты, жироподобное вещество, имеющее в составе 1,37 % .
Сахарофосфаты
Сахарофосфаты, или фосфорные эфиры сахаров, присутствуют во всех тканях растений. Известно более десятка соединений данного типа. Они выполняют важную роль в процессах дыхания и фотосинтеза в растениях. Образование сахарофосфатов носит название фосфорилирование. Содержание сахарофосфатов в растении, в зависимости от возраста и условий питания, варьирует от 0,1 до 1,0 % сухой массы.
Фитин
Фитин - это кальциево-магниевая соль инозитфосфорной кислоты, содержит 27,5 % . Он занимает первое место по содержанию в растениях среди других фосфорсодержащих соединений. Фитин присутствует в молодых органах и тканях растений, особенно много его в семенах, где он служит запасным веществом и используется проростками в процессе прорастания.
Основные функции фосфора
Большая часть фосфора присутствует в репродуктивных органах и молодых частях растений. Фосфор отвечает за ускорение формирования корневых систем растений. Основное количество фосфора потребляется в первые фазы развития и роста. Фосфорные соединения обладают способностью легко передвигаться из старых тканей в молодые и использоваться повторно (реутилизироваться).
Просмотры: 856
24.02.2017
Физиологическая роль макроэлемента . Одним из наиболее значимых макроэлементов для растительных организмов является фосфор (Р). Его количество в культурах составляет около 0,2% (в сухой массе). В соединении с кислородом он образует фосфаты и фосфорные кислоты, которые входят в состав каждой живой клетки и имеют ключевое значение для существования и развития не только растений, но и всех других организмов. Фосфор является незаменимой составляющей целого ряда органических (до 90%) и минеральных соединений в растениях. Он присутствует в нуклеиновых кислотах (ДНК и РНК), нуклеотидах (АТФ, НАДФ, НАД) и нуклеопротеидах, а также в витаминах, ферментах, фитине, лецитине, сахарофосфатах и пр.
Фосфор играет решающую роль в процессах биосинтеза, энергетического, белкового, водородного обмена. Без него в растениях невозможна передача наследственных свойств. Этот элемент содержится в оболочке клеток, в клеточной протоплазме, входит в состав хромосом, участвует в образовании клеточных мембран. Минеральные соединения фосфора участвуют в регулировании реакции клеточного сока растений.
Этот макроэлемент повышает сопротивляемость культур к стрессам и неблагоприятным условиям среды. Его можно назвать строительным элементом растений, так как он необходим им для построения скелета и кроны. Фосфор способствует успешному росту и развитию культур, формированию у них мощной корневой системы, повышает их засухо- и холодоустойчивость, стимулирует более раннее и продуктивное плодоношение. Он способен снизить токсичность алюминия, марганца, железа. Обеспечение растений достаточным количеством фосфорного питания приводит к накоплению в плодах большего количества питательных, ароматических и красящих веществ, а также улучшает их лежкость.
Симптомы дефицита фосфора
. Недостаточное обеспечение культур этим макроэлементом вызывает у них торможение или резкую приостановку роста; формирование карликовой корневой системы; изменение окраски листьев из-за частичного распада хлорофилла (постепенное распространение серо-зеленого, иногда пурпурного или красно-фиолетового цвета от края листовой пластины к центру), их деформацию и преждевременное опадание; истончение и покраснение стеблей, задержку цветения, потерю соцветий в фазе бутонов и осыпание недозревших плодов (как правило, у плодовых культур). У зерновых злаков дефицит фосфора приводит к слабому кущению и образованию плодоносных стеблей.
Фосфор влияет на рост и развитие корней, почек, бутонов. Очень существенно недостаток элемента влияет на образование и развитие репродуктивных органов растений. В этом случае происходит также торможение созревания семян, что вызывает снижение урожая и ухудшение его качества. Недостаточное количество фосфора может спровоцировать нарушение белкового обмена, из-за чего ухудшается усвоение азота.
Наиболее требовательны культуры к полноценному фосфорному питанию на начальных фазах своего развития, поскольку их корневая система еще не достаточно развита и плохо поглощает питательные вещества из почвы. Потребность в фосфоре особенно велика в период образования соцветий и плодов, в связи с чем элемент накапливается в этих частях растений, достигая максимальных концентраций в семенах и плодах.
Фосфор относится к макроэлементам первого порядка, и его значение в минеральном питании сельскохозяйственных культур чрезвычайно велико. Практически все процессы роста и развития растений связаны с прямым участием в них этого элемента. Недостаточное фосфорное питание ведет к большим потерям как объемов, так и качества урожая. Четким сигналом, который свидетельствует о недостатке этого элемента в питании, является появление фиолетовой окраски на листьях. Ее интенсивность прямо пропорциональна величине проявления недостатка. В первую очередь, проявление дефицита фосфора замечают на кукурузе, но от него страдают также и другие культуры, в частности озимый рапс и озимые зерновые.
Симптомы избытка
. В условиях интенсивного поступления фосфора происходит ускоренное развитие растений, что позволяет получить более ранние урожаи с улучшенными качественными показателями. В то же время, переизбыток этого макроэлемента может привести к нарушению обмена веществ: ухудшается усвоение железа, марганца, меди, бора, цинка; усиливается поступление кальция за счет снижения поступления калия; возможно также фторное отравление культур и накопление в них тяжелых металлов. Внешне действие излишнего количества фосфора проявляется в уменьшении размеров растения по причине возникновения азотного голодания (избыток фосфора мешает усвоению азота). Кроме того, можно наблюдать деформацию и изменение окраски нижних листьев, – они вянут (происходит отмирание ткани по краю листовой пластины, появляются некротические пятна), а затем преждевременно опадают. Избыточное поступление фосфора приводит к ускоренному созреванию в ущерб качеству урожая. Также возможно ограничение поступления цинка, вызывающее у плодовых культур заболевание розеточностью (мелколиственностью). Регулировать усвоение фосфорных кислот помогает содержащийся в почве магний.
Содержание в почвах . В зависимости от типа почв, содержание в них фосфора может колебаться от 3,8 т/га (песчаные, дерново-подзолистые) до 22,9 т/га (мощные высокогумусные черноземы). Неодинаково и распределение элемента по горизонту. Наибольшие его количества сосредотачиваются в пахотных слоях, а с удалением от поверхности наблюдается снижение запасов фосфорсодержащих соединений.
Фосфор присутствует в почве в двух видах: в составе органических соединений (глицерофосфат, фитин, нуклеотиды и др.), а также в форме труднорастворимых неорганических соединений (фосфат кальция, железа, алюминия и пр.). Оба вида фосфатов могут взаимопревращаться: органические в минеральные и наоборот. Их соотношение зависит от типа грунтов. Так, содержание органического фосфора в дерново-подзолистых почвах (16 – 48%) ниже, чем минерального, а в торфяно-болотных он преобладает и может достигать 70%.
Несмотря на значительное содержание элемента в грунтах, преимущественное его количество (до 75%) находится в малорастворимых и труднодоступных для культур формах. Степень использования растениями фосфора, находящегося в почвах, составляет лишь 3 – 5%. Доступность элемента во многом зависит от кислотности среды. Так, неорганические фосфорсодержащие соединения, находящиеся в почвах с нейтральным показателем рН, практически не растворяются. А с увеличением кислотности грунта уровень доступности фосфора повышается.
По уровню доступности для растений различают три группы минеральных фосфатов: ортофосфаты почвенного раствора, которые полностью доступны и активно поглощаются культурами в начальных фазах их развития; лабильные фосфаты , представляющие собой осевшие на поверхности почвы или адсорбированные фосфорные соединения, способные переходить в почвенный раствор и составляющие резерв для последующего снабжения растений фосфором; стабильные фосфаты , труднорастворимые, почти недоступные для растений, способные очень медленно переходить в доступные формы в процессе выветривания или других химических и биологических воздействий.
Органические фосфаты включают в себя неспецифические образования (фосфолипиды – менее 1%, нуклеиновые кислоты – до 10%, инозитолфосфаты – от 30 до 60%, небольшие количества сахарофосфатов, глицерофосфатов, фосфопротеинов, нуклеотидных коферментов, а также соединений фосфатов с аминокислотами) и специфические (гумусообразования). В результате множества физико-химических изменений (сорбции, химического гидролиза, хелатообразования, окислительно-восстановительных реакций, ферментативных преобразований) значительная часть органических фосфорсодержащих соединений переходит в потенциально доступные минеральные формы, обладающие высокой подвижностью.
Фосфорные удобрения
. Естественные источники пополнения запасов доступного для растений фосфора в почвах не существуют в природе, а потребность культур в этом элементе высока. Так, за вегетационный период растения выносят из почвы от 20 до 60 кг/га оксида фосфора (Р 2
О 5
). Процесс перехода минеральных и органических соединений фосфора в доступные формы идет довольно медленно, поэтому, чтобы обеспечить полноценное фосфорное питание культурам и получить высокие урожаи, необходимо регулярное пополнение запасов этого элемента в почвах с помощью обогащения их фосфорными удобрениями.
В зависимости от степени растворимости в воде и доступности для культур фосфорсодержащие удобрения делят на три группы: легкодоступные для растений, фосфор в которых находится в водорастворимой форме (суперфосфат простой, суперфосфат двойной); доступные, содержащие фосфор, растворимый в слабых кислотах или в щелочном растворе (термофосфаты, преципитат, обесфторенный фосфат, томасшлак); труднодоступные, растворимые только в сильных кислотах (фосфоритная и костяная мука).
Самым распространенным из фосфорных соединений является суперфосфат. Помимо монокальцийфосфата и фосфорной кислоты он содержит также микроэлементы магний и серу. Часть доступного культурам оксида фосфора (Р 2 О 5 ) составляет в суперфосфате 14 – 20%, а общее содержание усваиваемого макроэлемента – от 88 до 98%. Как более концентрированное фосфорное удобрение применяют суперфосфат двойной, доля водорастворимого оксида фосфора в котором значительно выше – от 42 до 49%. Еще одно отличие – отсутствие в двойном суперфосфате гипса. Этот препарат превосходит суперфосфат простой по эффективности благодаря меньшему расходу и более мощному воздействию. Но для культур, положительно реагирующих на гипсовые добавки, предпочтительнее использовать простой суперфосфат. Оба вида удобрений могут применяться для любых культур как самостоятельно, так и в составе питательных смесей, без каких-либо ограничений по типу почв. После внесения в почву они требуют немедленной заделки, так как отличаются высокой скоростью перехода в труднодоступные формы.
Очень популярны у аграриев сложные фосфорсодержащие удобрения – аммофос, диаммофос, азофоска (NPK), нитроаммофоска, нитрофос, карбоаммофос. Аммофос состоит из легкодоступных для культур форм фосфора и азота, не содержит хлора и нитратов. Фосфор, находящийся в нем в виде фосфата аммония, обладает высокой подвижностью в почвах и легко проникает в более глубокие горизонты. Применяют как в качестве основного удобрения, так и для подкормок. Диаммофос – вариант с более высокой концентрацией. Он способен снижать кислотность почвы и повышать ее щелочную реакцию. Как и большинство фосфорных удобрений, диаммофос можно применять в комплексе с органическими компонентами (навоз, птичий помет, перегной и пр.).
В качестве источника фосфора используются также жидкие комплексные удобрения (ЖКУ), представляющие собой суспензии или водные растворы. Они обладают высокой технологической и агроэкономической эффективностью. Благодаря легкости в применении и незначительности влияния погодного фактора, отсутствию токсичных и взрывоопасных качеств, высокой степени доступности для культур, возможности применения как для корневой, так и для листовой подкормки, а также совместимости их с различными микроэлементами, пестицидами, стимуляторами роста, что позволяет одновременно обрабатывать культуры комбинированными смесями, эти удобрения становятся все более востребованы в сельскохозяйственном производстве.
Следствием проявления дефицита фосфора на озимых является медленное образование вторичной корневой системы, что сдерживает растения в росте и не позволяет им реализовать свой генетический потенциал в обеспечении соответствующего уровня урожая. Чаще всего это явление связано с низкими температурами почвы во время весеннего возобновления вегетации. Усвоение фосфора растениями из почвы на ранних этапах роста связано с определенными трудностями, которые обусловлены слабым развитием корневой системы и особенностью поведения этого элемента в почве. Общеизвестно, что усвоение ортофосфатов корневой системой из почвы требует температур на уровне + 14 ° С и выше.
Выходом из этой ситуации считалось внесение фосфора по листу. Но внекорневая подкормка классическими удобрениями с фосфором в виде ортофосфатов часто не приносит ожидаемого эффекта. Это связано с медленным проникновением в растение через листовую поверхность и медленным усвоением этой формы фосфора растением. Согласно научным данным, фосфор в фосфатной форме при внесении через листовую поверхность усваивается только в количестве до 20% от внесенного в течение 5 суток. На сегодня наиболее эффективным решением является использование удобрений, содержащих фосфор в фосфитний форме! Кардинальное отличие этих удобрений по сравнению с теми, которые содержат фосфор в форме фосфатов, заключается в скорости проникновения фосфора в растение и достаточно низкими температурами его усвоения. Это дает возможность применять фосфиты уже при температурах 5 - 7 ° С.
Одно из последних достижений агрохимии – создание органо-минеральных комплексов на основе синтетических органических кислот. Такие микроудобрения называют хелатами. Они отличаются высокой степенью усваиваемости растениями. Предпосевная обработка семян хелатным препаратом, в составе которого находится фосфор, позволяет избежать дефицита этого макроэлемента в первый период жизни растения. Значительное снижение поступления фосфора в растения при низких температурах вызывает его дефицит в культурах. В этом случае эффективным будет использование фосфорсодержащих хелатных удобрений в качестве внекорневой подкормки. Их применение позволит избежать негативных последствий недостатка элемента и сохранить будущий урожай.