Ортофосфорная кислота, будучи трехосновной, может отдис-социировать три аниона: Н2РО4, НРО^“ иРО^_. По расчетам Б. П. Никольского (табл. 59), в условиях слабокислой реакции среды, в которых чаще всего возделывают растения, наиболее распространенным и доступным является первый, в меньшей степени второй из перечисленных ионов, третий же практически не участвует в питании большинства растений. Однако следует отметить, что существуют растения, способные усваивать фосфор из трехзамещенных фосфатов: люпин и гречиха, в меньшей мере горчица, горох, донник, эспарцет и конопля.
| 59. Соотношение недиссоциированных молекул Н3Р04 и ее анионов при различныхзначениях pH среды, % | ||||
|---|---|---|---|---|
| Кислота, анион | pH | |||
| 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Н3Р04 | 0,10 | 0,01 | — | — |
| н2ро; | 97,99 | 83,68 | 33,90 | 4,88 |
| НР04~ | 1,91 | 16,32 | 66,10 | 95,12 |
| рог | - | - | - | 0,01 |
Все встречающиеся в почве соли ортофосфорной кислоты и
одновалентных катионов (NH4,Na+,K+) и однозамещенные соли двухвалентных катионов [Са(Н2Р04)2 и Mg(H2P04)2] растворимы в воде и легко усваиваются растениями. Двузамещенные соли двухвалентных катионов (СаНР04 и MgHP04) нерастворимы в воде, но растворимы в слабых кислотах, в том числе в кислых корневых выделениях растений и в органических кислотах, образующихся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому такие соли являются хорошим источником Р205 для растений.
Трехзамещенные фосфаты двухвалентных катионов [типа Са3(Р04)2] нерастворимы в воде, поэтому большинство растений в заметных количествах их не усваивают. При этом свежеосажден-ные трехзамещенные фосфаты кальция (образуются из одно- и двухзамещенных фосфатов кальция в процессе их химического поглощения почвой) в аморфном состоянии несколько лучше усваиваются растениями. Но по мере их старения они переходят в кристаллические формы и усвояемость их растениями резко снижается.
Особенно плохо усваивается растениями фосфор средних и основных солей трехвалентных катионов ортофосфорной кислоты [А1Р04, А1(0Н)3Р04, FeP04, Fe2(0H)3P04 и др.]. А они составляют значительную часть минеральных фосфатов кислых почв.
Хорошим источником Р205 для растений являются анионы ортофосфорной кислоты, обменно-поглощенные (адсорбированные) почвенными коллоидами. Эти анионы могут быть вытеснены анионами минеральных и органических кислот и использоваться растениями. В почве в системе твердая фаза —раствор нет недостатка в анионах — агентах десорбции (вытеснения) поглощенных фосфатов. В процессе дыхания растения выделяют через корни
С02, при растворении которого в воде образуется угольная кислота. Ее анионы и вытесняют адсорбированный фосфор в раствор. Кроме того, десорбция обменно-поглощенных анионов фосфорной кислоты осуществляется и при участии других органических и минеральных кислот, всегда присутствующих в почве: лимонной, яблочной, щавелевой и др.
Экспериментально установлено, что по своей доступности растениям обменно-поглощенные анионы фосфорной кислоты приближаются к водорастворимым фосфатам. Однако содержание последних в почве очень мало и адсорбированные фосфаты имеют довольно значительный удельный вес в общем балансе усвояемых растениями почвенных фосфатов.
Установлено, что некоторые растения способны усваивать фосфат-ион органических соединений (фитин, глицерофосфаты и др.). Корни этих растений выделяют фермент фосфатазу, который и отщепляет анион фосфорной кислоты от органических соединений, а затем растения поглощают этот анион. Заметной фосфатаз-ной активностью обладают корни гороха, кукурузы, бобов и др. В условиях фосфатного голода растений их фосфатазная активность возрастает.
Однако говорить об усвоении растениями фосфорсодержащих органических соединений без их предварительного расщепления под влиянием фосфата пока нет оснований ввиду отсутствия соответствующих строго обоснованных экспериментальных данных.
В процессе филогенеза растения приспособились к питанию из очень разбавленных растворов. В исследованиях М. К. Домонто-вича все испытуемые растения (кукуруза, овес, пшеница, горох, горчица и гречиха) могли питаться фосфором из растворов, концентрация которых составила от 0,01 до 0,03 мг Р205 на 1 л. Конечно, удовлетворить потребность в фосфоре растения могут только при наличии достаточно большого объема подобного раствора и при условии постоянного возобновления в нем хотя бы такой предельно низкой концентрации Р205.