نقش فسفر در گیاه و 4 روش بهینه سازی مصرف فسفر

فسفر یکی از عناصر ضروری در تغذیه گیاهان است که نقش کلیدی در انتقال انرژی، فتوسنتز، تقسیم سلولی و توسعه ریشه ایفا می‌کند. این عنصر در محلول خاک عمدتا به شکل اسید فسفریک چند پروتونه(H₃PO₄) وجود دارد. هر کدام از این پروتون ­ها ثابت تجزیه خاصی دارند. بنابراین pH خاک نقش مهمی در تامین فسفر دارد. غلظت واقعی فسفر محلول در بیشتر خاک­ ها نسبتاً کم است. این امر به چند عامل ربط داده می­ شود. در pH خنثی، فسفر با آلومینیوم و آهن به صورت کمپلکس ­های نامحلول در می ­آید، در صورتی که در خاک­ های قلیایی کمپلکس­ های کلسیم و منیزم، فسفر را رسوب خواهند داد. از آنجایی که فسفات ­های نامحلول بسیار آهسته به داخل محلول خاک آزاد می ­شوند، کمبود فسفر همیشه در خاک­ های بسیار آهکی مشاهده می­ شود و دسترسی گیاه به فسفر به شدت محدود است.

فرم ^–H₂PO₄  (ارتو فسفات) در pH کمتر از 6/8 در دسترس است و به راحتی توسط ریشه ­های گیاه جذب می ­شود.

در pH (6/8 تا 7/2 )فرم غالب ^–HPO₄² است که جذب آن به راحتی امکان پذیر نیست.

در خاک­ های قلیایی (pH بزرگتر از 7/2) فرم غالب ^–PO₄³ سه ظرفیتی است که برای جذب توسط گیاه قابل دسترس نیست.

در این شرایط، مدیریت مناسب مصرف فسفر و انتخاب روش مؤثر برای کاربرد آن، می‌تواند باعث افزایش کارایی مصرف فسفر و بهبود عملکرد محصولات شود.

نقش فسفر در گیاه

فسفر داخل گیاه عمدتا به صورت استر­های فسفات نظیر قند­های فسفری یافت می ­شود و نقش مهمی را در فتوسنتز و متابولیسم واسطه ای بازی می کند. نوکلئوتیدهای تشکیل دهنده DNA و RNA و فسفولیپیدهای موجود در غشاها از دیگر استرهای مهم فسفات اند.

بارزترین علامت کمبود فسفر، سبز رنگ شدن شدید برگ هاست. در کمبود شدید فسفر، برگ ها ممکن است بد شکل شده و نقاط نکروزه نشان دهند. در برخی موارد، آنتوسیانین تجمع می یابد این پدیده موجب می شود برگ به رنگ سبز تیره تا ارغوانی درآید. همانند نیتروژن، فسفر نیز به آسانی ممنتقل شده و در گیاه مجدداً توزیع می شود. این امر موجب پیری و برگ های مسن تر می شود. ساقه ها در کمبود فسفر کوتاه و باریک شده و عملکرد بذر و میوه ها به طور محسوسی کاهش می یابد.

دلایل کاهش کارایی فسفر در خاک‌های آهکی

فسفر در خاک‌های آهکی به دلایل مختلفی از دسترس گیاه خارج می‌شود.

1. تثبیت سریع در خاک به صورت ترکیبات نامحلول کلسیم-فسفات.
2. افزایش pH خاک که حلالیت فسفر را کاهش می‌دهد.
3. بافت سنگین خاک و محدودیت پویایی فسفر که باعث حرکت آهسته آن در خاک می‌شود.
4. رشد محدود ریشه در مراحل اولیه رشد گیاه که باعث تماس کمتر با منابع فسفر می‌گردد.

روش‌های مختلف کاربرد کود فسفره

پخش سطحی

در این روش، کود پیش از کاشت روی خاک پخش و سپس زیر خاک می‌رود. اگرچه ساده و رایج است، اما در خاک‌های آهکی با pH بالا باعث تثبیت سریع فسفر و کاهش شدید کارایی آن می‌شود. کارایی بازیابی فسفر در این روش کمتر از ۵٪ گزارش شده است.

نواری

کود فسفره به صورت نواری و در عمق مشخص (مثلاً ۵ سانتی‌متر کنار و زیر بذر) مصرف می‌شود. این روش به دلیل تماس کمتر فسفر با خاک و نزدیکی به منطقه رشد ریشه، باعث افزایش کارایی جذب می‌گردد و تا ۲۰٪ راندمان را بالا می‌برد.

کودآبیاری (Fertigation)

در این روش، کود فسفری محلول همراه با آبیاری وارد خاک می‌شود. این تکنیک امکان تأمین تدریجی فسفر را همگام با نیاز گیاه فراهم کرده و تثبیت فسفر را به حداقل می‌رساند. مطالعات مختلف نشان داده‌اند که مصرف تقسیط شده فسفر به صورت کودآبیاری در مراحل کلیدی رشد، مانند پنجه‌زنی، ساقه‌دهی و گلدهی، می‌تواند عملکرد محصول و کارایی جذب را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.

محلول‌پاشی برگی

اگرچه جذب فسفر از طریق برگ محدود است، اما در برخی مراحل بحرانی رشد مانند گلدهی، می‌توان از محلول‌پاشی به‌عنوان روشی مکمل در شرایط کمبود فسفر استفاده کرد. بهترین منبع در این روش، منوپتاسیم فسفات (KH₂PO₄) است.

عوامل مؤثر بر تثبیت و جذب فسفر

 pH و کربنات‌های خاک

افزایش pH خاک، به‌ویژه در خاک‌های آهکی، باعث رسوب فسفر به شکل ترکیبات نامحلول می‌شود. بیشترین قابلیت جذب فسفر در pH بین ۶ تا ۷ اتفاق می‌افتد.

بافت خاک و نوع رس

رس‌های ۲:۱ مانند مونتموریلونیت ظرفیت بیشتری برای تثبیت فسفر دارند. در مقابل، خاک‌های سبک‌تر تثبیت کمتری دارند و برای کودآبیاری مناسب‌ترند.

دما

در دمای پایین، رشد ریشه و جذب فسفر کاهش می‌یابد. در شرایط سرد، کودآبیاری و محلول‌پاشی می‌توانند مؤثرتر از کاربرد خاکی عمل کنند.

ماده آلی و اسید هیومیک

مواد آلی و اسید هیومیک می‌توانند با کاتیون‌های تثبیت‌کننده رقابت کرده و فسفر را در فرم قابل جذب نگه دارند. استفاده از هیومات‌ها همراه کود فسفری باعث افزایش تحرک و فراهمی فسفر می‌شود.

مزایای کودآبیاری فسفر در خاک‌های آهکی

1. تقسیط مصرف فسفر در مراحل کلیدی رشد گیاه و جلوگیری از مصرف بیش از حد.
2. افزایش فراهمی فسفر در مجاورت ریشه و کاهش فاصله انتقال در خاک.
3. کاهش واکنش فسفر با کلسیم و تثبیت کمتر آن.
4. امکان کاربرد کودهای اسیدی مانند فسفریک اسید، اوره فسفات، یا MAP (11:52:0) که در خاک‌های آهکی کارایی بیشتری دارند.
5. بهبود عملکرد محصول تا ۳۰–۶۰ درصد در مقایسه با روش‌های مرسوم.

توصیه‌های کاربردی برای اجرای موفق کودآبیاری فسفر

در صورت عدم مصرف پایه فسفر پیش از کاشت، توصیه می‌شود فسفر به صورت تقسیط در سه مرحله رشد گیاه اضافه شود:

آغاز رشد رویشی

اواسط رشد رویشی

پیش از گلدهی

کوددهی باید در میانه زمان آبیاری (در آبیاری قطره‌ای یا جوی و پشته) انجام شود تا یکنواختی پخش کود در منطقه ریشه حفظ شود. برای جلوگیری از رسوب در سیستم آبیاری، از منابع محلول با ماهیت اسیدی استفاده شود.

جمع‌ بندی

استفاده از روش کودآبیاری به عنوان یک راهبرد مدرن در مدیریت تغذیه فسفر، به‌ویژه در خاک‌های آهکی، نقش حیاتی در افزایش کارایی مصرف، کاهش هدر رفت و بهبود عملکرد گیاه دارد. این روش با امکان تقسیط مصرف کود، تنظیم زمان و مکان کاربرد، و به‌کارگیری کودهای محلول و مؤثر، می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش‌های سنتی باشد و به پایداری تولید کشاورزی کمک کند.