Растения не могут обойтись без фосфора. Но часто существует «предел изъятия» того, сколько фосфора они могут получить из почвы. Это потому, что фосфор в почве часто находится в формах, которые растения не могут усвоить. Это влияет на то, насколько здоровыми и продуктивными могут быть растения.
Одним из факторов, влияющих на доступность фосфора, является уровень pH почвы.
Если почвы слишком кислые, фосфор вступает в реакцию с железом и алюминием. Это делает его недоступным для растений. Но если почвы слишком щелочные, фосфор вступает в реакцию с кальцием и тоже становится недоступным.
«Фосфор наиболее доступен для растений, когда почва находится в зоне кислотности «Златовласка», - говорит Эндрю Маргенот. Маргенот - научный сотрудник Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.
Есть способы сделать больше фосфора доступным для растений. Например, добавление извести (гидроксида кальция) снижает кислотность почвы. Это может разблокировать ранее недоступный фосфор. Это обычная практика. «Известкование - незаменимый помощник в сельском хозяйстве», - говорит Марженот.
Однако известкование может повлиять на другие способы, посредством которых фосфор может стать доступным для растений. Также известно, что ферменты, называемые фосфатазами, влияют на количество доступного растениям фосфора. В исследовании Маржено рассматривалась история известкования и управления почвой, чтобы выяснить, повлияло ли это на активность почвенных ферментов.
Маргенот и его коллеги провели эксперименты в западной Кении, регионе с кислыми выветрившимися почвами.
Исследователи добавляли различное количество извести на многолетние экспериментальные участки. На этих участках с 2003 г. проводились специальные обработки удобрениями: один набор участков не удобрялся. Другой получил коровий навоз. На третьем наборе участков были добавлены минеральные азот и фосфор.
Через двадцать семь дней после известкования исследователи измерили активность фосфатазы. Они также измерили, сколько фосфора доступно растениям.
Они не обнаружили четких взаимосвязей между уровнями кислотности почвы, измененными известкованием, и активностью фосфатазы.
Это было неожиданно. «Мы знаем, что фосфатазы чувствительны к уровню кислотности почвы», - говорит Марженот. «Наши результаты показывают, что когда дело доходит до этих ферментов, это сложнее, чем просто кислотность почвы».
И что еще более удивительно, изменения активности фосфатазы после известкования зависели от истории почвы. Это предполагает, что источники этих ферментов (микробы, корни растений) могли реагировать на различные истории оплодотворения, изменяя количество или тип секретируемых фосфатаз.
Кроме того, во всех случаях увеличение доступности фосфора было относительно небольшим. «В протестированных почвах одной только извести было недостаточно, чтобы иметь значение для сельскохозяйственных культур и, следовательно, для фермеров», - говорит Марженот. «Известь необходимо сочетать с добавлением фосфора, чтобы удовлетворить потребности сельскохозяйственных культур на этих почвах».
Margenot сейчас работает над расширением этого исследования. Вместе с коллегами из Международного центра тропического сельского хозяйства (CIAT) и Немецкого общества международного сотрудничества (GIZ) он будет изучать фермы западной Кении. Цель состоит в том, чтобы увидеть, будет ли использование извести в дозах, реалистичных для производителей, вредным для здоровья почвы на этих выветренных почвах.