Microbiological transformations of phosphorus in soil
No Thumbnail Available
Date
2012
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach
Abstract
Description
Phosphorus is the chemical element that has the symbol P and atomic number 15. Phosphorus exists in several forms (allotropes) that have different properties. The most common allotropes are white and red phosphorus. Other forms are known as scarlet phosphorus, black and violet phosphorus.
Twenty three isotopes of phosphorus are known but only 31P is stable. Phosphorus is not found naturally in nature, but it is widely distributed in many minerals, mainly phosphates.
Phosphorous is found in two different forms in soil: inorganic and organic. The main inorganic forms of phosphorus in soil are H2PO4- and HPO42-. This is the forms in which phsophorus is used by plants. All living plants and animals require phosphorus.
Inorganic phosphorus in the form of the phosphate PO43- is required for all known forms of life, playing a major role in biological molecules such as DNA, RNA and ATP, and also the phospholipids that form all cell membranes. Phosphorus in the form of ions is an essential nutrient for plants and animals.
Between 50 and 80% of phosphorus in soil is organic phosphorus and this comes from the breakdown of dead plants etc., as phosphorus is found in cell membranes and DNA in living organisms.
Soil microorganisms play a key role in soil P dynamics and subsequent availability of phosphate for plants. Microorganisms can affect the P supply to land plants in three different ways: 1) degradation of organic P compounds, with release of available inorganic phosphate; 2) immobilization of available phosphates into cellular material; 3) increase of solubility of fixed or insoluble mineral forms of P.
Principal mechanism in soil for mineral phosphate solubilization is lowering of soil pH by microbiological production of organic acids and mineralization of organic P by acid phosphatases.
Today, the most important commercial use of phosphorus-based chemicals is the production of fertilizers, to replace the phosphorus that plants remove from the soil.
Fosfor jest pierwiastkiem chemicznym, którego symbolem jest P i liczba atomowa 15. Fosfor występuje w kilku odmianach alotropowych, które mają różne właściwości. Najbardziej powszechnymi odmianami alotropowymi są fosfor biały i czerwony. Inne formy są znane jako fosfor różowy, czarny i fioletowy. Znane są dwadzieścia trzy izotopy fosforu, ale tylko jeden 31P jest stabilny. Fosfor nie występuje w stanie wolnym w naturze, ale jest szeroko rozpowszechniony w wielu minerałach, głównie fosforowych. W glebie fosfor występuje w dwóch formach – nieorganicznej i organicznej. Główne nieorganiczne formy fosforu występują w glebie w postaci jonów H2PO4- i HPO42-. Są to formy, w których fosfor jest pobierany przez rośliny. Wszystkie żyjące rośliny i zwierzęta wymagają fosforu. Nieorganiczny fosfor w formie fosforanu PO43- jest wymagany przez wszystkie znane formy życia, odgrywa ważną rolę w cząsteczkach biologicznych, takich jak DNA, RNA i ATP, a także w fosfolipidach, które wchodzą w skład wszystkich błon komórkowych. Fosfor jest makroelementem niezbędnym w formie jonowej dla roślin i zwierząt. Fosfor organiczny występuje w glebie w 50–80% i pochodzi z obumarłych roślin jako fosfor pochodzący z błon komórkowych i DNA w żyjących organizmach. Drobnoustroje glebowe odgrywają ważną rolę w dynamice fosforu w glebie i późniejszej rozpuszczalności fosforanów dla roślin. Mikroorganizmy mogą wpływać na zapas fosforu dla roślin wyższych przez trzy różne sposoby: 1) degradację związków organicznych fosforu z uwolnieniem przyswajalnego fosforu mineralnego; 2) immobilizację rozpuszczalnych fosforanów w materiał komórkowy; 3) wspieranie rozpuszczalności związanych i nierozpuszczalnych form fosforu. Głównym mechanizmem w glebie dla rozpuszczania mineralnego fosforanu jest obniżanie pH gleby przez mikrobiologiczną produkcję organicznych kwasów i mineralizację organicznego fosforu przez kwaśne fosfatazy. Obecnie najważniejsza komercyjnie jest produkcja nawozów, wytwarzanych na bazie fosforanów, mająca na celu zastapienie fosforu, który rośliny czerpią z gleby.
Fosfor jest pierwiastkiem chemicznym, którego symbolem jest P i liczba atomowa 15. Fosfor występuje w kilku odmianach alotropowych, które mają różne właściwości. Najbardziej powszechnymi odmianami alotropowymi są fosfor biały i czerwony. Inne formy są znane jako fosfor różowy, czarny i fioletowy. Znane są dwadzieścia trzy izotopy fosforu, ale tylko jeden 31P jest stabilny. Fosfor nie występuje w stanie wolnym w naturze, ale jest szeroko rozpowszechniony w wielu minerałach, głównie fosforowych. W glebie fosfor występuje w dwóch formach – nieorganicznej i organicznej. Główne nieorganiczne formy fosforu występują w glebie w postaci jonów H2PO4- i HPO42-. Są to formy, w których fosfor jest pobierany przez rośliny. Wszystkie żyjące rośliny i zwierzęta wymagają fosforu. Nieorganiczny fosfor w formie fosforanu PO43- jest wymagany przez wszystkie znane formy życia, odgrywa ważną rolę w cząsteczkach biologicznych, takich jak DNA, RNA i ATP, a także w fosfolipidach, które wchodzą w skład wszystkich błon komórkowych. Fosfor jest makroelementem niezbędnym w formie jonowej dla roślin i zwierząt. Fosfor organiczny występuje w glebie w 50–80% i pochodzi z obumarłych roślin jako fosfor pochodzący z błon komórkowych i DNA w żyjących organizmach. Drobnoustroje glebowe odgrywają ważną rolę w dynamice fosforu w glebie i późniejszej rozpuszczalności fosforanów dla roślin. Mikroorganizmy mogą wpływać na zapas fosforu dla roślin wyższych przez trzy różne sposoby: 1) degradację związków organicznych fosforu z uwolnieniem przyswajalnego fosforu mineralnego; 2) immobilizację rozpuszczalnych fosforanów w materiał komórkowy; 3) wspieranie rozpuszczalności związanych i nierozpuszczalnych form fosforu. Głównym mechanizmem w glebie dla rozpuszczania mineralnego fosforanu jest obniżanie pH gleby przez mikrobiologiczną produkcję organicznych kwasów i mineralizację organicznego fosforu przez kwaśne fosfatazy. Obecnie najważniejsza komercyjnie jest produkcja nawozów, wytwarzanych na bazie fosforanów, mająca na celu zastapienie fosforu, który rośliny czerpią z gleby.
Keywords
phosphorus, microorganisms, decomposition of mineral and organic compound of phosphorus in the soil, phosphorus fertilizer, characteristic of acid phosphatase bacteria genes, fosfor, drobnoustroje, rozkład mineralnych i organicznych związków fosforu w glebie, nawozy fosforowe, charakterystyka genów bakteryjnych kwaśnej fosfatazy
Citation
Monografie i Rozprawy Naukowe, 33, ss. 155