La nature du phosphore dans les sols …

La nature du phosphore dans les sols ...

La nature du phosphore dans les sols

Par Lowell Busman, John Lamb, Gyles Randall, George Rehm, et Michael Schmitt

droits d’auteur © 2002 Regents de l’Université du Minnesota. Tous les droits sont réservés.
Commenté Juillet 2009

Sur cette page

Phosphore (P) est un élément essentiel classé comme un macronutriment en raison des quantités relativement importantes de P requis par les plantes. Le phosphore est un des généralement ajoutés aux sols dans les engrais les trois éléments nutritifs. L’un des principaux rôles de P dans les organismes vivants est dans le transfert d’énergie. des composés organiques qui contiennent P sont utilisés pour transférer l’énergie d’une réaction pour conduire une autre réaction dans les cellules. la disponibilité de P adéquate pour les plantes stimule la croissance des plantes précoces et accélère la maturité. Bien que P est essentielle pour la croissance des plantes, la mauvaise gestion du sol P peut constituer une menace pour la qualité de l’eau. La concentration de P est généralement suffisamment faible dans l’eau douce de sorte que la croissance des algues est limitée. Lorsque les lacs et les rivières sont polluées par P, la croissance excessive des algues entraîne souvent. Des niveaux élevés d’algues réduisent la clarté de l’eau et peut conduire à une diminution de l’oxygène disponible dissous que les algues se désintègre, les conditions qui peuvent être très préjudiciables au jeu des populations de poissons.

Le cycle de phosphore

Le cycle de P est similaire à plusieurs autres cycles de nutriments minéraux en ce que P existe dans les sols et les minéraux, les organismes vivants, et de l’eau. Bien que P est largement répandu dans la nature, P ne se trouve pas par lui-même sous forme élémentaire. Elemental P est extrêmement réactif et se combine avec l’oxygène quand il est exposé à l’air. Dans les systèmes naturels comme le sol et l’eau, P existera sous forme de phosphate, une forme chimique dans laquelle chaque atome de P est entouré par 4 l’oxygène (O) atomes. orthophosphate. le phosphate simple, a la formule chimique PO4 -3. Dans l’eau, orthophosphate existe surtout comme H2PO4 dans des conditions acides ou HPO4 2- dans des conditions alcalines.

Figure 1. Le cycle de phosphore.

Le phosphate est absorbé par les plantes des sols, utilisés par les animaux qui consomment des plantes, et est retourné aux sols que les résidus organiques décomposition dans les sols (Figure 1). Une grande partie du phosphate utilisée par les organismes vivants est incorporé dans des composés organiques. Quand les matières végétales sont retournées au sol, ce phosphate organique va lentement être libéré sous forme de phosphate inorganique ou être incorporés dans des matières organiques plus stables et de devenir une partie de la matière organique du sol. La libération de phosphate inorganique à partir des phosphates organiques est appelé minéralisation et est causée par des micro-organismes décomposant les composés organiques. L’activité des micro-organismes est fortement influencée par la température du sol et de l’humidité du sol. Le processus est plus rapide lorsque les sols sont chauds et humides, mais bien drainé. Phosphate peut potentiellement être perdue par l’érosion du sol et, dans une moindre mesure à l’eau courante au-dessus ou à travers le sol.

De nombreux composés de phosphate ne sont pas très solubles dans l’eau; Par conséquent, la majeure partie du phosphate dans les systèmes naturels existent sous forme solide. Cependant, l’eau du sol et de l’eau de surface (rivières et lacs) contiennent généralement des concentrations relativement faibles dissous (ou soluble) du phosphore. Selon les types de minéraux dans la région, les plans d’eau contiennent habituellement environ 10 ppb ou plus de P dissous en orthophosphate. Les masses d’eau peuvent également contenir P organique et phosphate attaché à de petites particules de sédiments. Le phosphore total dans l’eau est tout le phosphore en solution quelle que soit sa forme et est souvent la forme rapportée dans les études sur la qualité de l’eau. algales disponible ou phosphore biodisponibles est P qui est estimée à la disposition des organismes tels que les algues qui sont présents dans un lac ou une rivière. Ceci est habituellement estimée par un test chimique qui est conçu pour mesurer le phosphore dissous et les particules P qui sont facilement disponibles. Ceci est une mesure de la P qui est une préoccupation immédiate à la qualité de l’eau.

Le mot phosphore ou P se réfère à l’élément et est également utilisé comme un terme général quand une forme chimique particulière de P ne soit pas désigné. Par exemple, la teneur totale en P d’un matériau de sol ou de la plante est généralement exprimée en pour cent P. Cependant, les analyses d’engrais sont généralement déclarés comme pour cent P2O5. La forme de phosphate (P2O5) est une substance chimique produite lors de l’analyse des engrais, mais n’existe pas ni dans les engrais ou les sols.

Formes de phosphore dans les sols

Dans les sols P peut exister sous de nombreuses formes différentes. En pratique, cependant, P dans les sols peut être considéré d’exister dans 3 "piscines":

le P pool de solution est très faible et contiendra habituellement seulement une fraction d’une livre de P par acre. La solution P sera généralement sous la forme d’orthophosphate, mais de petites quantités de P organique peut exister aussi bien. Les plantes ne prendra P sous la forme orthophosphate. La piscine solution de PS est importante car elle est la piscine à partir de laquelle les plantes absorbent P et est la seule piscine qui a toute la mobilité mesurable. La plupart du P repris par une culture au cours d’une saison de croissance auront probablement déplacé seulement un pouce ou moins à travers le sol vers les racines. Une culture en croissance serait rapidement épuiser le P dans la piscine soluble P si la piscine n’a pas été continuellement réapprovisionné.

le piscine active P P est dans la phase solide, qui est relativement facilement libéré dans la solution du sol, les particules de sol d’eau environnantes. Que les plantes absorbent le phosphate, la concentration en phosphate dans la solution est réduite et une partie du phosphate à partir du pool P actif est libéré. Parce que le P pool de solution est très petite, la piscine active P est la principale source de phosphore disponible pour les cultures. La capacité de la piscine active P pour reconstituer le P pool de solution du sol dans un terrain est ce qui rend un sol fertile par rapport au phosphate. Un acre de terre peut contenir plusieurs livres à quelques centaines de livres de P dans la piscine active P. La piscine active P contiendra phosphate inorganique qui est attaché (ou adsorbé ) Pour les petites particules dans le sol, le phosphate qui réagissaient avec des éléments tels que le calcium ou l’aluminium pour former des solides peu solubles, et P organique qui est facilement minéralisée. les ions phosphate sont maintenus adsorbées sur des sites actifs sur les surfaces des particules du sol. La quantité de phosphate absorbé par le sol augmente à mesure que la quantité de phosphate dans la solution augmente et vice versa (Figure 2 ). Les particules de sol peuvent agir soit comme une source ou un puits de phosphate à l’eau environnante en fonction des conditions. des particules ayant un faible niveau de adsorbé P qui sont érodés dans un corps d’eau avec des niveaux relativement élevés de phosphate dissous peuvent adsorber phosphate de l’eau, et vice versa sol.

Figure 2. Relation entre P absorbée par le sol et P en solution.

le piscine fixe P de phosphate contiendra des composés de phosphate inorganiques qui sont des composés très solubles et organiques qui sont résistantes à la minéralisation par micro-organismes dans le sol. Phosphate dans cette piscine peut rester dans le sol pendant des années sans être mis à la disposition des plantes et peut avoir très peu d’impact sur la fertilité d’un sol. Les composés de phosphate inorganique dans cette enveloppe fixe P sont plus cristallins dans leur structure et moins solubles que les composés considérés comme étant actifs dans la piscine P. Certains conversion lente entre la piscine P fixe et la piscine active P ne se produit dans les sols.

Le destin de phosphore ajouté aux sols

Le phosphate dans les engrais et le fumier est d’abord assez soluble et disponible. La plupart des engrais phosphatés ont été fabriqués par traitement de phosphate naturel (le phosphate minéral porteur qui est extrait) avec un acide pour le rendre plus soluble. Le fumier contient le phosphate soluble, de phosphate organique et des composés de phosphate inorganiques qui sont très disponibles. Lorsque l’engrais du phosphate ou du fumier vient en contact avec le sol, les différentes réactions commencent à se produire qui rendent le phosphate moins soluble et moins disponibles. Les taux et les produits de ces réactions dépendent des conditions du sol que le pH, la teneur en humidité, la température et les minéraux déjà présents dans le sol.

En tant que particule d’engrais est en contact avec le sol, l’humidité du sol va commencer à dissoudre la particule. La dissolution de l’engrais augmente le phosphate soluble dans la solution du sol autour de la particule et permet au phosphate dissous se déplacer à une courte distance de la particule d’engrais. Le mouvement est lent, mais peut être augmentée par la pluie ou l’eau d’irrigation qui coule à travers le sol. Les ions phosphate en solution migrent lentement de la particule d’engrais, la majeure partie du phosphate va réagir avec les minéraux dans le sol. les ions phosphate réagissent généralement par adsorption aux particules du sol ou en les combinant avec les éléments dans le sol tels que le calcium (Ca), magnésium (Mg), l’aluminium (Al) et du fer (Fe), et former des composés qui sont solides. Le phosphate adsorbé et les solides nouvellement formés sont relativement disponibles pour répondre aux besoins des cultures.

Peu à peu, les réactions se produisent dans lequel le adsorbedphosphate et les composés facilement dissous de phosphate forment des composés plus insolubles qui provoquent le phosphate à devenir fixe et indisponible. Au fil du temps cela se traduit par une diminution de l’analyse du sol P. Les mécanismes pour les changements de phosphate sont complexes et impliquent une variété de composés. Dans les sols alcalins (pH du sol supérieur à 7) Ca est le cation dominant (ion positif) qui va réagir avec le phosphate. Une séquence générale de réactions dans les sols alcalins est la formation d’dibasique dihydrate de phosphate de calcium, le phosphate octocalcique, et hydroxyapatite. La formation de chaque produit se traduit par une diminution de la solubilité et de la disponibilité des phosphates. Dans les sols acides (en particulier avec un pH inférieur à 5,5 dans le sol) Al est l’ion dominant qui va réagir avec le phosphate. Dans ces sols, les premiers produits seraient formés Al et de Fe phosphates amorphes, ainsi que des phosphates de calcium. Les phosphates Al et Fe amorphes changent progressivement en composés qui ressemblent à variscite cristallin (un phosphate Al) et strengite (un phosphate Fe). Chacune de ces réactions se traduira par des composés très insolubles de phosphate qui ne sont généralement pas disponibles pour les plantes. Les réactions qui réduisent la disponibilité du P se produisent dans toutes les gammes de pH du sol, mais peuvent être très prononcés dans les sols alcalins (pH gt; 7.3) et dans les sols acides (pH lt; 5.5). Maintenir le pH du sol entre 6 et 7 entraînera généralement l’utilisation la plus efficace de phosphate (Figure 3 ).

La figure 3. La disponibilité du phosphore est affectée par le pH du sol.

Ajout à la piscine active P par fécondation permettra également d’augmenter la quantité de P. fixe Depleting la piscine active par absorption des cultures peut provoquer certains des P fixe pour devenir lentement P. actif La conversion de P disponible à fixe P est en partie la raison pour la faible efficacité des engrais phosphatés. La plupart des engrais P appliquée au sol ne seront pas utilisés par la culture dans la première saison. L’application continue de plus P que les cultures utilisent augmente la fertilité du sol, mais une grande partie du P ajouté devient fixe et indisponible.

La plupart des sols bien à texture moyenne ont de grandes capacités pour maintenir le phosphate par adsorption et la précipitation. Parfois, la question de savoir combien de phosphate d’un sol peut contenir est demandé, en particulier lorsque les taux de chargement élevés de P sont attendus ou ont eu lieu. Les sols diffèrent dans leur capacité phosphate de maintien. sols à texture fine peuvent généralement contenir des centaines de livres de phosphate par acre. tandis que les sols à texture grossière peuvent généralement contenir beaucoup moins de phosphate en raison du caractère plus inerte des particules de sable par rapport aux particules d’argile. En outre, le sous-sol de nombreux sols a souvent une capacité encore plus grande pour contenir le phosphate que ne le sol de surface correspondante. Cependant, un aspect important de la capacité d’un sol à retenir le phosphate est qu’un sol ne peut pas contenir des quantités croissantes de phosphate dans la phase solide, sans en augmentant le phosphate de la solution du sol (Figure 2 ). Des quantités accrues de phosphate en solution seront potentiellement causer plus de phosphate à perdre à l’eau courante sur la surface du sol ou le lessivage à travers le sol. Chargement des sols avec des niveaux très élevés de phosphate ne sera généralement pas mal de cultures, mais peut entraîner une augmentation des mouvements de phosphate à plans d’eau environnants.

Prédire la disponibilité du phosphore dans les sols

Les sols peuvent contenir plusieurs centaines à plusieurs milliers de livres de phosphate par acre. Cependant, une grande partie du phosphate dans les sols ne sont pas disponibles pour les plantes en croissance. Phosphate dans le P pool de solution du sol est immédiatement disponible, mais le montant est très faible par rapport à la P totale dans les sols. Le pool actif P est du phosphore qui peut être libéré dans la solution, mais est généralement faible par rapport à la P. fixe

Pour déterminer la nécessité P supplémentaire, les analyses de sol sont souvent utilisés pour estimer la quantité de phosphate sera disponible pour une culture. La façon la plus courante de déterminer la disponibilité du P est de mélanger une petite quantité de sol avec une solution d’extraction qui contient un agent acide et / ou complexant qui va enlever une partie du phosphate à partir des particules de sol. La solution d’extraction et le sol sont séparées par filtration et la quantité de P extraite est déterminé. Dans les sols alcalins, une solution de base peut être utilisé comme agent d’extraction, car une solution acide sera neutralisé par le sol alcalin et être moins efficace dans l’extraction des études P. étalonnage ont été fait pour établir une corrélation entre la réponse des cultures aux ajouts d’engrais dans les sols à différentes analyses de sol niveaux de P. en utilisant les données d’étalonnage, les recommandations peuvent être faites quant aux quantités d’engrais phosphatés qui sera très probablement donner des rendements optimaux.

phosphore du sol et de la qualité de l’eau

Le phosphore est un polluant peu unique en ce qu’il est un élément essentiel, a une faible solubilité, et n’est pas toxique en soi, mais peut avoir des effets néfastes sur la qualité de l’eau à des concentrations très faibles. Il est préoccupant au sujet de P se perd dans les sols et transportés vers les cours d’eau et les lacs environnants. Plusieurs propriétés chimiques du sol P ont des implications importantes pour la perte potentielle de P à la surface de l’eau.

  • Du phosphore dans les sols est presque entièrement associé aux particules du sol. Lorsque les particules de sol sont transportés vers une rivière ou un lac, P sera contenue dans ces sédiments. Lorsque le sédiment atteint une masse d’eau, il peut agir comme un puits ou une source de P en solution. Dans les deux cas, il est une source potentielle de P, qui peut éventuellement être libéré.
  • La plupart des sols ont une grande capacité à retenir P. Même les grandes additions de P sera principalement retenu par les sols condition qu’il y ait un contact adéquat avec le sol.
  • L’augmentation des quantités de phosphate dans les sols entraîne une augmentation des niveaux de phosphate dans les solutions de sol. Cela entraînera généralement petites mais potentiellement importantes augmentations des quantités de phosphate dans l’eau qui passe au-dessus ou à travers les sols.
  • Phosphate dans les sols est plus associée à des particules fines que les particules grossières. Lorsque l’érosion du sol se produit, plus de particules fines sont enlevées que les particules grossières, provoquant des sédiments en laissant un sol par l’érosion d’être enrichi en P.

RELATED POSTS

  • Comprendre les engrais de phosphore …

    Comprendre les engrais de phosphore Par George Rehm, Michael Schmitt, John Lamb, Gyes Randall, et Lowell Busman droits d’auteur 2002 Regents de l’Université du Minnesota. Tous les droits sont…

  • Qu’est-ce que le greffage, ses utilisations dans …

    Qu’est-ce que Intensification? Utilisations dans additionnel Propagation des plantes Dans l’élevage des cultures ou l’agriculture des cultures, greffage est le plus communément appelé une…

  • Les meilleures plantes pour les sols argileux …

    Les meilleures plantes pour les sols argileux: Cultivez en plein soleil et l’ombre partielle Les sols argileux apportent beaucoup de jardiniers dans une sueur froide. Ils ont la réputation…

  • Quelles sont les causes de gonflement dans le face_2

    Les causes de la rétention d’eau Il y a au moins sept causes de la rétention d’eau . La plupart des cas de rétention d’eau sont dues à # 8216; un œdème idiopathique (œdème) # 8217; ce qui…

  • Qu’est-ce qui se passe dans les derniers jours …

    Qu’est-ce qui se passe dans les derniers jours de la vie Le corps commence son processus naturel de ralentir l’ensemble de ses fonctions. Combien de temps cela prend varie de personne à…

  • Les plantes tropicales dans des conteneurs …

    Vous êtes ici: Accueil / Archives pour plantes tropicales dans des conteneurs Airy et plantations de conteneurs vaporeux ne sont pas pour tout le monde. En outre, il y a certains endroits que…

Laisser un commentaire