Биологическое связывание фосфора. Роль микроорганизмов в фосфорном питании растенийФосфор играет в природе немалую роль. Он входит в важные биомолекулы живых организмов, такие как АТФ, РНК и ДНК, фосфрлипиды и фосфопротеиды. Доступность растворенного неорганического фосфата лимитирует первичную биологическую продуктивность в большинстве водных экосистем, как в пресных водоемах, так и в олиготрофных районах океана, где растворенные органические фосфорные соединения могут становиться главными источниками фосфора. Фосфор - главный регулятор всех других биогеохимических циклов, это наиболее слабое звено в жизненной цепи, которая обеспечивает существование человека. Биогеохимический круговорот фосфора полностью незамкнут. Специфика круговорота фосфора связана с тем, что он не образует летучих соединений и плохо растворим в воде. В биосфере осуществляется однонаправленный поток фосфора из горных пород суши в глубины океана, и обменный фонд его в гидросфере очень ограничен. В связи с этим важным является вопрос возвращения фосфора в биогенный круговорот. В этом процессе главная роль принадлежит микроорганизмам, превращающим соединения фосфора. Микроорганизмы способны трансформировать соединения фосфора: минерализовать органические в неорганические фосфаты, переводить нерастворимые формы фосфата в растворимые, которые являются более доступными для потребления организмами, а также иммобилизировать фосфор. Эти превращения осуществляются широким кругом микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы способны к окислению и восстановлению соединений фосфора. Промышленное производство фосфорных удобрений повышает поступление этого элемента за счет стока из сельскохозяйственных угодий в пресные водоемы и является одной из главных причин их бурной эвтрофикации, а также угрожает нарушением природного равновесия в морях. Соединения фосфора также являются главными контаминантами промышленных и городских стоков. Соединениями фосфора, которые представляют особую угрозу окружающей среде являются фосфат.
Большая часть элементов питания растений относится к веществам, атомы которых легко изменяют свою валентность. При этом поступление данных элементов в растения может происходить не из любого, а только из определенного валентного состояния. Попадая в растения, питательные вещества подвергаются превращению и в ряде случаев в растительных остатках их элементы могут находиться в недоступных для растений валентных состояниях. Одним из основных процессов восстановления последнего является бактериальное превращение элементов в почве. При участии фосфора осуществляется углеводный обмен в растениях. Фосфорная кислота принимает активное участие в биосинтезе сахарозы, ферментативных превращениях форм углеводов, в их передвижении, оттоке в клубни картофеля, корнеплоды сахарной свеклы и т.д. В связи с этим фосфорные удобрения положительно влияют на накопление в растениях крахмала, сахаров, других углеводов, улучшают качество льна и конопли. Фосфор также благоприятствует накоплению в плодах красящих и ароматических веществ. Оптимальное фосфорное питание в начальный период роста и развития растений способствует развитию корневой системы — она глубже проникает в почву и лучше ветвится, что улучшает снабжение растений влагой и питательными элементами. Фосфор способствует более экономному расходованию влаги. Это имеет особенно большое значение в засушливые периоды.
|
