شکل های مختلف فسفر و چرخه آنها در خاک

فسفر 0.2 درصد وزن ماده خشک گیاهان را تشکیل می دهد و در مولکولهایی بافتی نظیر اسید نوکلوئیک ها، فسفولیپیدها و تری نوکلئولیپیدها وجود دارد. فسفر بعد از ازت، دومین ماده مغذی محدود کننده است که کمبود آن می تواند سبب کاهش رشد و بازدهی تولید شود. از سوی دیگر مازاد فسفر در خاک باعث آلودگی آب های زیر زمینی یا سطحی می شود. فسفر در خاک به شکلهای مختلف قرار داشته و دارای چرخه و تغییر شکل به فرمهای مختلف می باشد.

 شکل های مختلف فسفر در خاک

فسفر خاک به دو شکل می باشد: فسفر آلی و فسفر غیرآلی یا معدنی

این دو شکل ، کل فسفر خاک را تشکیل می دهد. اگرچه کل فسفر خاک به طور کلی زیاد است و تراکمی در حدود 60 تا 1270 کیلوگرم  در هکتار می باشد اما 80 درصد آن غیرمتحرک و قابل استفاده برای گیاه نیست.

تقریبا 30 تا 65 درصد کل فسفر خاک در شکل آلی می باشد که برای گیاه قابل استفاده نیست. در حالیکه 35 تا 70 درصد فسفر خاک در شکل معدنی است. اشکال آلی فسفر شامل باقیمانده گیاهان یا حیوانات مرده و میکرارگانیسمهای خاک است. میکروارگانیسمهای خاک نقشی کلیدی در فرآوری و تغییر شکل این شکلها را داشته تا برای گیاه قابل استفاده باشد. 

فسفر غیر آلی را می توان به سه گروه مختلف تقسیم بندی کرد:

- فسفر قابل استفاده برای گیاه (فسفر محلول): این بخش شامل فسفر غیرآلی حل شده در آب یا خاک بوده که به سادگی برای جذب گیاه قابل استفاده می باشد.

- فسفر متصل یا جذب شده (Sorbed phosphorus): این بخش از فسفر شامل فسفر غیرآلی  است که به ذرات رس، اکسیدهای آهن ، آلومینیوم و کلیسم موجود در خاک متصل شده است. فسفر این بخش برای جذب شدن توسط گیاه ، به آرامی  رها می شود. 

- فسفر معدنی: این بخش شامل مواد معدنی فسفاته اولیه و ثانویه است. از جمله فسفر معدنی اولیه می توان به آپاتیت، استرنگیت و واریسیت اشاره کرد. مواد معدنی فسفره شامل فسفات آهن، آلومینیوم و کلسیم می باشد. آزادسازی فسفر این بخش بسیار کند بوده و زمانی رخ می دهد که مواد معدنی در معرض هوازدگی بوده و در آب خاک حل شود.

تصویر1- چرخه فسفر خاک

چرخه فسفر و تغییر شکل آن در خاک

پس از ورود فسفر به خاک که از طریق کودهای شیمیایی (منبع غیرآلی) ، کود ، بیوسولیدها یا بقایای گیاهان یا حیوانات مرده (منابع ارگانیک)  انجام می گیردبین چندین بخش در خاک چرخه آغاز می شود که این چرخه از طریق فرآیندهایی مانند معدنی سازی ، غیرمتحرک سازی، جذب ، رسوب ،واجذب، هوازدگی و حل شدن صورت می گیرد. در زیر توضیحاتی در مورد این فرآیندها آورده شده است:

معدنی شدن و غیرمتحرک سازی

معدنی شدن فرآیندی است که از طریق آن، فسفر آلی موجود در خاک با کمک میکروب های خاک به فسفر معدنی تبدیل می شود.  از طرف دیگر غیرمتحرک شدن معکوس معدنی شدن می باشد. در طول غیرمتحرک شدن ، فرم های فسفر معدنی به فرم های آلی تبدیل می شوند و جذب سلول های زنده میکروب های خاک می شوند. غیرمتحرک شدن به طور معمول زمانی اتفاق می افتد که بقایای محصول گیاهی با خاک مخلوط شود. با تجزیه بقایای محصول ،بیشتر  فسفر آن  توسط فرآیند معدنی شدن قابل استفاده در محلول خاک خواهد بود. از آنجا که فرآیندهای معدنی شدن و غیرمتحرک شدن فرآیندهای بیولوژیکی هستند ، لذا این دو فرآیند تحت تاثیر عواملی مانند  رطوبت خاک ، دما ، pH ،نسبت کربن آلی به فسفر آلی در باقیمانده محصولات زراعی ، جمعیت میکروبی و غیره قرار می گیرند.

جذب و واجذب (رها سازی)

جذب فرایندی است که در آن فسفر موجود در محلول خاک به سطح ذرات خاک متصل می شود. اتصال فسفر بر روی سطوح ذرات رس یا هیدروکسید یا اکسیدهای آهن (Fe) و آلومینیوم (Al) موجود در خاک صورت می گیرد. جذب فرایند سریع است و از نظر ماهیت، برگشت پذیر است ، به این معنی که فسفر جذب شده می تواند از طریق فرآیندی به نام واجذب یا رهاسازی به داخل محلول خاک رها شود تا قابل دسترس برای جذب توسط گیاه قرار می گیرد.

خاکهایی که غلظت بیشتری از اکسیدهای آهن و آلومینیوم دارند نسبت به خاکهایی که اکسیدهای آهن و آلومینیوم کمتری دارند ،توانایی جذب فسفر بیشتری دارند. یکی دیگر از خاصیت های خاک که در جذب فسفر نقش مناسبی دارد، مقدار ذرات رس آن است. خاکهایی که میزان خاک رس بیشتری دارند نسبت به خاکهای درشت بافت شنی یا ماسه ای  از ظرفیت جذب فسفر بیشتری برخوردار هستند.

ادامه دارد

منبع:

https://www.aces.edu/blog/topics/crop-production/understanding-phosphorus-forms-and-their-cycling-in-the-soil/?cn-reloaded=1