Минеральное питание растений, удобрения в сельскохозяйственном производстве – Круговорот фосфора

Круговорот фосфора

Резервуаром фосфора, в отличие от азота, служит не атмосфера, а горные породы и другие отложения, образовавшиеся в прошлые геологи­ческие эпохи. Минеральный фосфор входит в состав многих горных пород. Он попадает в гидросферу в ходе их гипергенеза, отлагается в виде осадков на мелководьях, частично осаждается в глубоководных илах.

У животных фосфор в виде органических соединений (с белками, в частности) входит в состав костей и других тканей. Он также играет роль в энергетических процессах запасания энергии клеток в виде аденозинтрифосфорной и аденозиндифосфорной кислот. В результате разложения мертвых организмов и минерализации орга­нических соединений фосфор в виде фосфатов (солей ортофосфорной кислоты) вновь используется растениями и тем самым снова вовлекается в круговорот.

Выведение фосфора из круговорота происходит вследствие его накопле­ния в донных осадках. Круговорот фосфора является примером простого осадочного цикла с недостаточной «забуференностью» и нарушенными меха­низмами саморегуляции вследствие антропогенного воздействия на окружаю­щую среду. Существует мнение, что механизмы возвращения фосфора в круговорот недостаточны и не возмещают потерь, связанных с техногенезом.

Деятельность человека по лову рыбы и птиц ведет к нарушению ба­ланса фосфора. По данным Дж. Хатчинсона, на сушу в результате рыбо­ловства возвращается всего около 60 000 т элементарного фосфора. Добы­вается на удобрения ежегодно 1 – 2 млн т фосфорсодержащих пород, причем большая часть из этого количества смывается водой и выводится из кругооборота. В настоящее время вызывает озабоченность увеличение концентра­ции фосфатов в водных экосистемах, что приводит к их интенсивному зарастанию, деградации экосистем и в конечном итоге к их гибели.

Фосфор широко используется в агротехнике в виде фосфорных (ми­неральных) удобрений с целью повышения плодородия почвы и урожай­ности сельскохозяйственных культур. Таким образом, минеральный фос­фор попадает в водные и наземные экосистемы – вследствие выноса растворенных фосфатов с сельскохозяйственными сточными водами и стока с полей, где применялись фосфорные удобрения, а также сброса город­ских и промышленных сточных вод.

По данным Дж. Хатчинсона, время оборота фосфора в воде малых озер (площадью 0,3 – 0,4 км² и глубиной 6 – 7 м) составляет 5,4 – 7,6 суток, а больших (площадью 2 км², глубиной около 4 м) – 17 суток. Вре­мя оборота в донных осадках намного больше и составляет соответствен­но примерно 40 и 176 суток. Разница в величине показателя, по-видимо­му, объясняется тем, что в малых озерах отношение поверхности донных осадков к объему воды больше. Таким образом, в больших, но не глубоко­водных водоемах фосфор депонируется, что сильно усложняет борьбу с их зарастанием.