Nároky plodín na fosfor
Pôdne zdroje fosforu
Obsah fosforu v pôde je nízky a pohybuje sa od 0,02 do 0,2 %, pričom na anorganické zlúčeniny pripadá iba okolo 2 % a na organické 98 % z celkového fosforu. Pre rastliny sú prístupné anorganické formy fosforu reprezentované monohydrogén- a dihydrogén fosforečnanom vápenatým eventuálne horečnatým (CaHPO4 a Ca(H2PO4)2), ktoré sú prítomne v pôdnom roztoku a prijateľne pre rastliny. Prijem jednotlivých iónov kyseliny trihydrogénfosforečnej je závislý od pôdnej reakcie , ktorá podmieňuje stupeň disociácie kyseliny. V kyslej oblasti prevláda tvorba H2PO4- a naproti tomu v slabo zásaditých podmienkach dominuje HPO42- . V našich pôdach je dominancia vodíkových iónov H+ > OH-, preto prevláda prijem iónov H2PO4- , čo vyjadruje nasledovná reakcia:
HPO42- + H+ → H2PO4-
I napriek uvedenému v rozsahu pH od kyslej do slabo zásaditej sú v pôdnom roztoku prítomne dve formy iónov t.j. HPO42- a HPO4- , ktoré sú aj prijímané koreňmi rastlín.
Nízka mobilita P a tým i jeho nedostatočná prístupnosť pre rastliny je spôsobená nie iba nízkou koncentráciou fosforu v pôde ale najmä vysokou reaktivitou aniónov kyseliny trihydrogénfosforečnej. Chemickou sorpciou vznikajú nerozpustné a pre rastliny neprístupné terciárne soli fosforečnanov.
Tab. 1: Kritéria obsahu prístupného fosforu v pôde podľa Mehlicha III. (podľa Vaněka a kol.2007)
Vzhľadom na nízky obsah fosforu v semene rastliny počnúc od prvých rastových fáz svoje požiadavky zabezpečujú z pôdnych zásob. Rastliny citlivo reagujú na koncentráciu fosforu predovšetkým v počiatočnej fáze rastu. V priaznivých podmienkach výživy rastliny sú schopné za krátky čas naplniť potreby fosforu, s ktorými dokážu efektívne „hospodáriť“ do konca vegetácie. Je to dane vysokou úrovňou reutilizačnej (obnovy) premeny fosforylovanych metabolitov podmienených aktivitou katalytického systému „fosforylacie ↔ defosforylacie“. Ku koncu vegetácie vo fáze formovania reprodukčných organov anorganicky fosfor a organické deriváty sú z vegetačnej hmoty translokované do klasu, kde sú dominantne utilizovaný vo forme fytinu. Tým, že fytin vykazuje vlastnosti chelátov, preto viaže katióny (Ca, Mg, K, Na a ďalších katiónov) vo forme organominerálnych komplexov, čo spôsobuje zníženie iónovej sily, pH, osmotických procesov. Uvedené zmeny vplývajú regulačne na retardáciu transportných, ale i biosyntetických procesov. Z uvedeného je evidentne, že fytin zvyšuje účinnosť hormónu kys. abscizovej (ABA) na procesy ukončenia dozrievania a prechodu zrna do fázy dormancie. Dynamika akumulácie fosforu v nadzemnej biomase počas vegetácie na rozdiel od dusíka a draslíka sa vyznačuje veľmi pozvoľným nárastom s nedostatočne výrazným maximom.
Požiadavky jednotlivých plodín na fosfor sa výrazne líšia. Export fosforu prevažnej väčšiny plodín v závislosti od produkčnej výkonnosti sa pohybuje od 20 - 40 kg.ha-1. Schopnosť rastlín účinne prijímať fosfor závisí od objemu koreňového systému. Podľa schopnosti rastlín prijímať fosfor z menej rozpustných foriem platí nasledovné poradie: jačmeň < pšenica < ovos < raž, kukurica < zemiaky, cukrová repa, ďatelina, horčica < lucerna, hrach, bôb, pohánka < ovocné stromy a kry. Najväčšie nároky na fosfor vykazujú obilniny, okopaniny, olejniny, strukoviny a niektoré druhy zeleniny.
Toxicita pestovaných plodín spôsobená vysokou koncentráciou fosforu na úrovni 2-3 % je mimoriadne zriedkavá. Vysoký obsah fosforu v pôde spôsobuje deficit najmä katiónov: Ca, Mg, B, Fe, Cu a Zn. Akropetálny transport fosforu v relácii s dusíkom značne obmedzený, preto foliárnou aplikáciou (hnojenie na list) nie je možné účinne eliminovať deficit fosforu v koreňoch.
Symptómy deficitu P sú analogické ako v prípade nedostatku dusíka, t.j. spomalenie rastu, znížené odnožovanie, redukcia tvorby kvietkov a syntézy bielkovín i tukov. Naproti tomu je zvýšená tvorba antokyanov, čo sa prejavuje charakteristickým červeno fialovým sfarbením stebiel a listov. Nedostatok fosforu v rastlinách veľmi vplýva na zníženie predovšetkým syntézy fosfolipidov. V počiatočných rastových fázach(odnožovanie) obsah P v listoch pšenice je okolo 0,6-1,0 %,vo fáze steblovania 0,4-0,5 % avšak vo fáze mliečnej zrelosti poklesne na 0,1 %. Priemerná koncentrácia fosforu vo vegetačnej hmote pri optimalizovanej fosforečnej výžive je v rozsahu 0,2-0,8 % P. Optimálna koncentrácia P v nadzemnej biomase je v rozsahu 0,1-0,5 %, v zrne 0,4-0,5 %, a v steble 0,1-0,2 % v prepočte na sušinu. Najvyšší obsah P je v generatívnych organoch, v semenách sa nachádza 70-80 % celkového množstva prijatého a akumulovaného fosforu, kde je dominantne zastúpený fytínom. Deficit fosforu sa prejavuje pri jeho obsahu v nadzemnej biomase menej ako 0,1 % v prepočte na sušinu.
Z poznatkov dlhodobých pokusov na Rothamstedskej stanici v Anglicku vyplýva, že pre ozimnú pšenicu a jarný jačmeň kritické hodnoty obsahu prístupného fosforu v pôde sú okolo 10 mg.kg-1. Ide o minimálne možný obsah prístupného P v pôde. Preto pestovateľ musí urobiť všetko preto, aby zásoby prístupného fosforu boli nad > 10 mg.kg-1. Naproti tomu minimálna koncentrácia anorganického fosforu v nadzemnej vegetačnej hmote ozimnej pšenice pre zabezpečenie metabolických a rastových procesov a tvorbu úrody je okolo 6 mmol.
Fosfor na rozdiel od dusíka sa vyznačuje viacerými osobitosťami, ktoré je potrebne zohľadňovať v praktickej výžive rastlín. Predovšetkým fosfor vykazuje veľmi nízku rýchlosť difúzie v pôde. Koreňový systém je schopný ďaleko viacej fosforu „odčerpať“ z priestorov pôdy, ktorá obaľuje korene ako sa tento priestor môže obnoviť. Vychádza sa z predstavy, že priestor pôdy vzdialený na 1-2 mm od koreňa je úplné ochudobnený o fosfor. Kontaktný prijem P sa môže uskutočňovať iba pri jeho minimálnej vzdialenosti od koreňov < 1 mm, pritom pre príjem dusičnanov je to 10 mm. Vzhľadom na nedostatočnú mobilitu fosforu o jeho prijme rozhoduje predovšetkým prerastanie koreňov do priestorov lokalizácie fosforu. V tomto smere sa pozoruje pozitívny efekt vplyvu deficitu fosforu na zväčšenie koreňovej hmoty. Vo výžive fosforom, nezávislé od aplikovaných dávok hnojiva sa spravidla vždy prejavuje jeho deficit. Nízka koncentrácia P v pôde, obmedzená rýchlosť difúzia v pôde, ale i nedostatočný objem koreňového systému minimalizuje kontaktný prijem P na < 1 %. Jav chemickej sorpcie fosforu je príčinou jeho nízkej využiteľnosť z pôdy a hnojiva, ktorá je na úrovní iba 15-20 %. V prvom roku po aplikácii hnojiva predstavuje iba okolo 10-15 % (v suchých ročníkoch) alebo vo vlhších podmienkach 15-20 % a v závlahových podmienkach môže dosahovať okolo 20-30 %. Efektívnosť aplikovaného P-hnojíva na pozemkoch s malou zásobou fosforu klesá, preto sa odporúča aplikovať vyššie dávky hnojiva. Koncentrácia fosforu v pôdnom roztoku je radové iba 0,001-1,0 mmol, a v bunkách koreňového systému je 5-20 mmol, čo rozhoduje o dominancii aktívneho príjmu fosforu, ktorý sa uskutočňuje proti koncentračnému gradienu. Pasívny prijem P koreňmi je minimalizovaný. Za prirodzených podmienok pestovania plodín nie je reálna nadmerná akumulácia fosforu na úrovni fyziologickej toxicity (2,0-2,8 %).
Cielená výživa plodín prostredníctvom programovanej aplikácie hnojív je účinným nástrojom tvorby úrody a jej kvality. V prípade fosforečnej výživy sa nepozoruje závislosť na tvorbu bielkovín. Naproti tomu draslík (pri optimálnych dávkach N a P) pozitívne vplýva na obsah bielkovín, avšak vysoké dávky draslíka vykazujú negatívny účinok.
Zásady hnojenia fosforom:
Základným princípom hnojenia fosforom je aplikácia hnojiva do zásoby z cieľom vytvárania zásoby celkového a následné i prístupného fosforu.
Z geochemických zdrojov sa postupne do pôdneho roztoku uvoľňuje fosfor, čím sa vytvárajú prístupné zdroje. O rýchlosti mobilizácie fosforu rozhodujú parametre sorpčného komplexu, zrnitostne zloženie pôdy, pH, vlhkosť, obsah dvoj a trojmocných katiónov (Ca, Mg, Fe, Al, Mn a podobne), mikrobiálna aktivita, aplikácia fyziologický kyslých hnojív a cela rada ďalších faktorov. Z ohľadom na vysoký stupeň imobilizácie fosforu v pôde, ktorý sa významné mení v čase a priestore je zložité kvantifikovať obsah prístupných zdrojov fosforu.
Vysoká reaktivita aniónov kys. trihydrogénfosforečnej je príčinou účinnej imobilizácie fosforu prostredníctvom chemickej sorpcie za vzniku vo vode nerozpustných terciárnych fosforečnanov. Vo vode rozpustný kalcium monofosfát alebo difosfát vápnika po 4-8 týždňoch sa premení na terc. nerozpustný fosforečnan vápenatý - Ca3(PO4)2. Jeho rozpustnosť a tým i prijateľnosť porastom je predovšetkým závislá od pH pôdy a mikrobiologickej aktivity. Pre jarne plodiny sa odporúča fosfor aplikovať v jesennom období vo forme fosforečnanu amónneho s obsahom 18 % N a 46 % P.
Hnojenie fosforom patri do kategórie udržiavacieho hnojenia t.j. aplikácia hnojiva do zásoby (dosycovanie) z cieľom vytvárať potenciálne geochemické zdroje fosforu. Dynamika translokácie P, K, Mg v pôde je minimálna, preto straty týchto živín sú obmedzené, vyskytujú sa iba v dôsledku vodnej a veternej erózie (straty iba vo forme pevnej časti pôdy-zeminy). Spravidla fosforečne hnojiva sú zapracovane do pôdy orbou koncom leta alebo v jesennom období. Na pôdach neutrálnych a zásaditých sú vhodne všetky formy superfosfátov. Na kyslých pôdach je vhodnejšia granulovaná forma superfosfátov v porovnaní s práškovou, ďalej je možne na pôde s kyslou pôdnou reakciou aplikovať aj vo vode nerozpustne fosforečne substráty akými sú mleté fosfority (mučky). Dávky fosforu sa stanovujú bilančnou metódou, kde sa zohľadňuje export živín úrodou a obsah prijateľného fosforu v pôde, rozdiely sú doplnené vo forme hnojiva. Pre programovanú úrodu obilnín 5 t/ha pri obsahu prijateľného fosforu podľa Mehlicha III. do 50 P mg/kg prof. Ing. Vaclav Vaněk a kol.(2007) odporúčajú aplikovať 45 P kg/ha, pri obsahu 51-80 mg/kg -30 kg /ha a pri 85 mg/kg -15 kg/ha. Naproti tomu Fecenko a Ložek(2000) pri pestovaní oz. pšenice odporúčajú paušálne aplikovať fosfor v rozsahu 10-30 kg/ha, čo po zohľadnení 20 % využiteľnosti porastom zodpovedá dávke fosforu 50-150 kg P/ha.
Vzhľadom na celosvetový deficit geologických substrátov (najmä apatitov, fosforitov) vhodných na výrobu fosforečných hnojív a tým aj obmedzenie výroby fosforečnych hnojív v celosvetovom meritku. Straty fosforu v porovnaní zo stratami dusíka z pôdneho prostredia sú minimalizované, čo aktualizuje pravidelnú aplikácia P–hnojív z cieľom vytvárania geologických zdrojov fosforu v pôde, čo môžeme pokladať za dobru investíciu do budúcnosti.
