Fosfor – dlaczego jest tak istotny w żywieniu roślin? Jak zwiększyć jego dostępność za pomocą biotechnologii?

Jest makroelementem wchodzącym w skład DNA i RNA, bierze udział w przemianach energetycznych rośliny oraz wielu innych procesach metabolicznych. Jego niedobory objawiają się na roślinach fioletowymi plamami i realnie przyczyniają się do strat w plonowaniu przynosząc obniżkę dochodów w gospodarstwie. W jakich formach występuje w glebie i co sprawia, że fosfor jest tak trudno przyswajalny? Dlaczego mówi się, że nawozów fosforowych może niedługo zabraknąć? Odpowiedzi na te oraz wiele innych pytań znajdziecie w poniższym tekście.

pH gleby ma ogromne znaczenie
Fosfor jest najbardziej nieruchomym pierwiastkiem w glebie i występuje w niej w trzech postaciach: jako fosfor aktywny, wymienny (zwany także ruchomym) i zapasowy. Omówmy je po kolei, by przyjrzeć się przemianom tego makroskładnika w glebie.

Forma zapasowa występuje tylko i wyłącznie w postaci różnego rodzaju minerałów, np. wapniowo-fluorowych (apatytów), glinowych (waryscytów), żelazowych (strengitów) czy wapniowych, czyli tzw. fosforytów. Związki te występują w Polskich glebach powszechnie i stanowią one o pierwotnej zasobności gleby w ten pierwiastek, jednak fosfor w nich zawarty nie jest dostępny dla korzeni roślin – by tak się stało, skały macierzyste i minerały muszą ulec zwietrzeniu, czyli rozpadowi na mniejsze kawałki, a następnie zostać poddane pewnym naturalnym procesom chemicznym i fizycznym zachodzącym w glebie.

Ruchome zasoby fosforu w glebach to nic innego jak związki tego pierwiastka zawarte w materii organicznej w postaci kwasów nukleinowych lub znajdujące się w minerałach ilastych.

Przejdźmy jednak do fosforu aktywnego w glebie i związków, które pobierane są bezpośrednio przez włośniki korzeni roślin uprawnych, czyli jonu fosforowego jednowartościowego (H₂PO₄^–) i jonu fosforowego dwuwartościowego (HPO₄ ^2-).

Jon H₂PO₄^– jest najczęściej pobieraną formą fosforu w ryzosferze korzeni roślin w środowisku kwaśnym i lekko kwaśnym. Na jego dostępność duży wpływ ma także stopień uwilgotnienia gleby i temperatura powietrza– im wyższe obydwa parametry, tym większa przyswajalność jonu fosforowego jednowartościowego. Natomiast jon fosforowy dwuwartościowy (HPO₄ ^2-) jest dostępny w odczynie zasadowym i lekko kwaśnym, jednak w warunkach środowiskowych Polski rośliny pobierają go o wiele rzadziej.

Wykres 1. Wpływ odczynu gleby na wiązanie fosforu (źródło: Instytut Fosforowo Potasowy, Kanada-USA)

Według literatury należy przyjąć, że optimum przyswajalności fosforu przez rośliny przypada przy odczynie gleby mieszczącym się w przedziale od 5,6 do 7,2. Zbyt wysokie pH gleby powoduje tworzenie się fosforanu wapnia lub magnezu, natomiast zbyt kwaśny odczyn powoduje wiązanie tego pierwiastka w fosforanie glinu, żelaza i manganu, co z kolei powoduje jego trwałe unieruchomienie w glebie (uwstecznianie fosforanów), czyli mówiąc wprost – przynosi straty w nawożeniu mineralnym.

Wiedząc, iż związki fosforu dostępne dla roślin pobierane są przez włośniki w odległości max. 2 mm od korzeni oraz znając dane Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa z ostatnich lat mówiące, że 60% gleb w Polsce użytkowanych rolniczo cechuje średnia do bardzo niskiej zawartości fosforu przyswajanego – śmiało można stwierdzić, że fosfor i jego niska zasobność są czynnikami limitującymi plonowanie roślin uprawnych.

Czy grozi nam brak nawozów fosforowych?
W 1840 roku Justus von Liebig – tak, ten sam od prawa ,,beczki Liebiga” – stwierdził, że roślina do prawidłowego wzrostu i rozwoju potrzebuje nie tylko związków zawartych w oborniku czy gnojówce, lecz także związków fosforu. Wówczas jedynymi dostępnymi nawozami zawierającymi fosfor były mączka kostna i guano, jednak problem polegał na tym, iż fosfor w nich zawarty nie był bezpośrednio dostępny dla roślin. By uzyskać rozpuszczalne w wodzie fosforany Liebig działał na nie kwasem siarkowym. Wkrótce, bo już w 1842 roku uzyskano pierwszy sztuczny nawóz fosforowy – superfosfat, który został wyprodukowany przez Johna Benneta Lewesa.

Obecnie do produkcji nawozów fosforowych nie wykorzystuje się już mączki kostnej, ale skały osadowe zwane fosforytami i apatytami. Zawierają one od 12 do 40% P₄O₁₀ , które w procesie produkcji traktowane są mocnym kwasem, zwykle siarkowym, w celu uzyskania rozpuszczalnych w wodzie fosforanów.

Największe złoża fosforytów na świecie znajdują się w Ukrainie, Rosji, USA, Tunezji, Maroko i Mauretanii – szacuje się, że aż 90% światowego wydobycia fosforytów przeznaczonych jest do produkcji nawozów mineralnych. Problem polega jednak na tym, że jak każdy surowiec kopalny, fosforyty i apatyty także się kończą. Szacuje się, że obecne złoża pokryją zapotrzebowanie w rolnictwie na ok. 50-70 lat. By wyobrazić sobie, jak ogromne jest zużycie fosforytów dla celów rolniczych wystarczy prosta kalkulacja – by plantacja pszenicy ozimej wydała 10t ziarna jakości chlebowej wraz z ekwiwalentem słomy musi pobrać co najmniej 100 kg P₂O₅ z ha, rzepak natomiast – nawet 115 kg P₂O₅ z ha do wyprodukowania 5t nasion. W samej Unii Europejskiej uprawianych jest ok. 170 mln ha, co po przemnożeniu daje ogromne liczby – i to tylko w skali jednego sezonu wegetacyjnego. By pokryć tak olbrzymie zapotrzebowanie roślin uprawnych w fosfor konieczne są niekonwencjonalne rozwiązania.

FosfoPower to większa dostępność fosforu w glebie oraz efektywność nawożenia fosforowego
FosfoPower to produkt wprowadzony do oferty Bio-Lider w 2022 roku. Jak sama nazwa wskazuje, jego zadaniem jest zwiększenie dostępności fosforu przyswajalnego przez rośliny w glebie. FosfoPower zawiera wyselekcjonowane szczepy bakterii z rodzaju Bacillus i Pseudomonas należące do grupy bakterii PSB (Phosphate Solubilizing Bacteria), które przekształcają uwstecznione formy fosforu do form jonów fosforanowych wykorzystywanych przez rośliny. Bakterie PSB są w stanie uwolnić nawet do 40-45 kg P₂O₅/ha, co przykładowo odpowiada 100 kg Superfosfatu potrójnego. Powyższe porównanie oczywiście jest zasadne pod warunkiem założenia pełnej przyswajalności nawozu fosforowego. W rzeczywistości wiemy jednak, że z puli zastosowanych fosforowych nawozów mineralnych w pierwszym roku przyswajalne dla roślin jest jedynie 20-25% składnika pokarmowego, a w ciągu 3 lat ta wartość dochodzi do ok. 60%.

Co to oznacza? 40% poniesionej inwestycji na nawóz ulega stracie, a w obecnej sytuacji jest to nieakceptowalne.

FosfoPower, tak jak w przypadku AzotoPower, możemy zastosować zarówno wczesną jesienią, jak i wiosną, co oznacza, że zbliżający się początek wiosennej wegetacji to idealna okazja do zastosowania biopreparatu na swoich polach.

Skuteczność FosfoPower została potwierdzona przez niezależne doświadczenia wykonane przez IUNG w Puławach. Działanie bakterii PSB sprawdzano w uprawie kukurydzy (tab. 1 i 2).

Tabela 1. Wpływ FosfoPower na przyrost suchej masy kukurydzy, przy zachowaniu 100% dawki nawozu fosforowego

Tabela 2. Wpływ FosfoPower na przyrost suchej masy kukurydzy. Brak nawożenia fosforowego.

Preparat zaaplikowano w formie oprysku przed siewem kukurydzy. Jak wyraźnie wskazują wyniki wykazano wyraźny przyrost suchej masy roślin względem próby kontrolnej zarówno w kombinacji, gdzie zastosowano pełną dawkę nawożenia fosforowego, jak i w kombinacji bez nawożenia fosforem.

Innym przykładem skuteczności FosfoPowera jest doświadczenie ścisłe z ZDOO Radostowo prowadzone w układzie losowanych bloków, w 3 powtórzeniach. Oprysk preparatem wykonano pogłównie, w początkowym okresie wzrostu rzepaku.

Z początkiem stycznia przeprowadzono ocenę pokroju roślin oraz pobrano próby glebowe do badania zawartości fosforu przyswajalnego w glebie. Zaobserwowano, że rośliny po aplikacji FosfoPower wykazywały się zwyżką długości i masy systemu korzeniowego odpowiednio o 10 i 11% względem kontroli. Skuteczność produktu potwierdziły również wcześniej wspomniane, próby glebowe (Tabela 1).

Tabela 3. Przyswajalne formy składników mineralnych w mg/100 g gleby. ZDOO Radostowo, 10.01.2023.

Poletka, na których zastosowano FosfoPower wykazały się zwyżką zawartości P₂O₅ o 2,3 mg/100 g gleby, co w przeliczeniu daje 86,25 kg/ha P₂O₅ (38 kg P/ha) względem kontroli!

Powyższe wyniki to znakomity przykład tego, do czego aktualnie zdolna jest współczesna biotechnologia. FosfoPower to nie tylko mikrobiologiczne wsparcie w odpowiedzi na aktualną sytuację na rynku nawozów fosforowych, ale także potencjalny „plan B” na wypadek braku surowca do produkcji nawozów fosforowych w przyszłości.  FosfoPower oraz AzotoPower to duet, który jest w stanie realnie przełożyć się na Państwa plony, które lepiej odżywione z pewnością odwdzięczą się wyższym, lepszym jakościowo plonem.