Фосфат та Фосфіт

Навчальні матеріали ТОВ ГК «Ярило" 2021

Відомо, що різні види фосфорних добрив не однаково ефективні у за позакореневого підживлення сільськогосподарських культур. Це передусім пов'язано із низькою розчинністю сполук фосфору та, як стверджують деякі автори, великим розміром молекул солей фосфорної кислоти, що ускладнює їх транспорт через клітинні мембрани. Зокрема, добрива на основі фосфітів (РО3) більш розчинні у воді, краще проникають та легко переміщуються в рослині порівняно з фосфатами (РО4). При їх внесені на листкову поверхню фосфор у фосфітній формі за добу засвоюється в межах 65-75 %, тоді як з фосфату на протязі 5 діб засвоюється близько 20 %. Фосфіт поглинається тим же транспортерами що і фосфат та сприймається рослинами як фосфат, так собі «обманює» рослину. Однак, потрапляючи в клітини рослин, фосфіт не може засвоюватися органічними сполуками і метаболізувати як фосфат.    

Фосфіт – солі фосфористої (фосфітної) кислоти Н3РО3. Ступінь окиснення фосфору в з'єднаннях +3 (на відміну від ортофосфорної кислоти Н3РО4 у якій фосфор знаходиться в ступені окислення +5). Коли ортофосфорну (H3PO4) і фосфітну кислоти (H3PO3) нейтралізують основою, такою як, скажімо, гідроксид калію (KOH), утворюється сіль фосфорної кислоти яка є фосфатом:

Для зручності всі форми солі зазвичай називають фосфатом калію. Фосфорними добривами є монокалійфосфат (МКР) і дикалійфосфат. Коли фосфітну кислоту нейтралізують основою, утворюється сіль фосфіту:

Фосфіт калію що утворюється в результаті такої реакції і є тим самим продуктом, що використовується у якості біостимулятора. З точки зору хімії, фосфат і фосфіт іони структурно схожі між собою, проте різняться за механізмом дії та впливом на рослини. Фосфат має на одну молекулу кисню більше і це суттєву змінює його реакційну здатність (рис. 1).

Під час ферментативних біохімічних реакцій всередині листка рецептори розпізнають 3 з 4-х атомів кисню, а 4-й атом приймає участь у ферментативних реакціях. Фосфіт не може приймати участь в цих біохімічних реакції, так як не має 4-го атому кисню. Тому елементом живлення виступають іони РО4, а фосфіти справляють переважно фунгіцидну дію. Поглинутий рослиною фосфіт не здатен швидко виправити дефіцит фосфору.

Важливо відзначити те, що фосфіт дуже повільно окислюєтьсядо фосфату. У листку це перетворення відбувається без участі мікроорганізмів, тоді як у ґрунті процес біологічного окислення фосфіту відбувається за їхньої участі та триває 3-4 місяці. Потрапивши в рослину, лише незначна частина фосфіту здатна окислюватися до фосфату. Потенційно фосфіт калію може розглядатися як фосфорне добриво із повільним вивільненням. Метаболізм фосфіту у фосфат відбувається неферментативним шляхом та, за різними даними, може тривати від кількох місяців до року.

Існує кілька механізмів, за допомогою яких фосфіт пригнічує розвиток патогенів. Перший обумовлений підвищенням вмісту неорганічного пірофосфату, який інгібує ключові реакції фосфорилювання у грибах, що призводить до порушення метаболізму та гальмування їх росту. Другий – підвищення у клітинах рослин рівня фітоалексинів, хітинази і кількості ферментів антиоксидантного захисту (пероксидази та поліфенолоксидази). Застосування фосфіту пригнічує розвиток деяких хвороб викликаних бактеріями та грибами роду Peronospora, Plasmopara, Phytophthora (Phytophthora citricola та Phytophthora cinnamomi) та Pythium з класу Ооміцети та бактеріями. Крім того, повідомляється про ефективність дії фосфіту проти парші (Venturia inaequalis) та бактеріального опіку яблуні (Erwinia amylovora). В багатьох розвинутих країнах препарати на основі фосфіту зареєстровані як пестициди, а не як добрива.     

Крім, фунгіцидної дії, застосування фосфітів підвищує інтенсивність цвітіння, розмір плодів, вміст поживних речовин, цукрів і концентрацію антоціанів. Фосфіти стимулюють розвиток кореневої системи, особливо кореневих волосків, які активно поглинають водний розчин поживних речовин. Відмічено позитивний вплив фосфітів на накопичення вуглеводів у коренях деяких культур, стимуляцію ексудації органічних кислот, які активують діяльність ґрунтової мікрофлори, розчинення та засвоєння важкодоступних форм поживних елементів з ґрунту.

Високі концентрації фосфітів можуть надавати на рослини токсичний ефект, що  пов’язано з тим, що не усі рослини здатні метаболізувати фосфіт. Щоб уникнути токсичності, норми внесення фосфітів повинні бути значно знижені. Повноцінне окислення фосфіту відбувається лише у трансгенних рослин. Встановлено, що висока концентрація фосфіту проявляє гербіцидну дію на окремі види дводольних бур’янів. Фосфіт проявляє дію схожу на дію післясходового чи досходового гербіциду.

Застосування фосфатів в надлишкових кількостях призводить до пригнічення росту або цілковитої загибелі рослин. Це підтверджено чисельними дослідженнями, які вказують на фітотоксичність фосфітів (рис. 2). Крім того, позакореневе застосування навіть незначної концентрації фосфіту може призводити до пригнічення росту і розвитку кореневої системи. 

Для визначення впливу фосфітів на рослини, німецькими ученими були проведені спеціальні дослідження на рослинах кукурудзи. Вони відмічали високу ефективність добрив на основі фосфатів порівняно із фосфітами. Найкращі за розвитком рослин зафіксовані на фоні кореневого живлення розчином фосфату калію (рис. 3.)

За позакореневого застосування різних форм фосфорних добрив розвиток рослин теж різнився. На фоні відсутності ґрунтового живлення, за позакореневого живлення фосфатами ріст рослин відбувався інтенсивніше порівняно із застосуванням фосфору у фосфітній формі.

Отже, підсумовуючи вищезгадану інформації, можна розглядати фосфіт як біостимулятор з фунгіцидними властивостями, але не як добриво для с.-г. культур. Період, за який відбувається окислення фосфіту до фосфату досить тривалий, що не завжди підходить для швидкого корегування дефіциту фосфору в рослинах. Крім того внесення підвищеної концентрації фосфіту може викликати пригнічення у розвитку рослин. Це важливо враховувати при його застосуванні на різних генотипах рослин, етапах їхнього розвитку рослин та умов навколишнього середовища. Основні переваги та роль фосфату та фосфіту викладені у табл. 1.

Русін О.О., к.с.-г.н. агроном-консультант Групи компаній «Ярило»