P Phosphorus

[email protected] 1 Phosphorus Importance of Phosphorus 1.  Constituent of many protein, co­enzyme, nucleic acids and metabolic substances. 2.  Important in enz...

0 Downloads 16 Views
[email protected] 1

Phosphorus Importance of Phosphorus 1.  Constituent of many protein, co­enzyme, nucleic acids and metabolic substances. 2.  Important in enzyme transfer. 3.  Increases N­fixing nodule. 4.  Stimulates seed formation. 5.  Blooming and fruit setting. 6.  Enhance development of plant. Forms of Soil Phosphorus

Phosphorus present in the soil in the form of :­ 1.  Organic form. 2.  Adsorb by clay surface. ­ 3.  As clay­ Ca­H2PO4  Bridge.

4.  Fixation by Fe, Al, Mn etc. 5.  Precipitate compounds of Fe, Al or Ca. 6.  Russel­ Soil P divided into 3 forms­ I.  Soil Solution phosphorus. II. Inorganic soil phosphorus.  III. Organic Soil phosphorus. ­  I. Soil Solution Phosphorus: Phosphorus is absorbed by plants largely as orthophosphate (H2PO4 2­ and HPO4 ) ions which are present in soil solution. The amount of each form present depend on soil  H solution P . ­  2­ ­  At pH 7.2, there are approximately equal amounts of H2PO4 and HPO4 . Below this pH, H2PO4  is  2­  the major form in soil solution where as HPO4 is the predominant form above pH 7.2. Plant uptake  2­  ­ of HPO4 is much slower than H2PO4 . Some low molecular weight soluble organic phosphorus exist 

in soil solution and may be absorbed but generally they are of minor importance. The average 'P' concentration in soil solution is about 0.05 ppm and varies widely among soils. The 

[email protected] 2

solution pH required by most plants varies from 0.003 to 0.3 ppm and depends on the crop species  and level of production. As root absorb phosphorus from soil solution, diffusion and mass flow transport additional 'P' to the  root surface. Mass flow in low P soils will provide only a small portion of the requirement. II. Inorganic soil Phosphorus •  Primary mineral from crop. •  Secondary mineral from primary or others. Numerous inorganic compounds of phosphorus with Ca, Fe, Al, Mn, Mg, K etc. Most of them are not  soluble and some soluble forms like ferrous. Calcium (Ca) containing compounds are most important than others. The other original sources of 'P'  is apatite { 3Ca3(PO4)2. Ca (Ca, F, OH)2 } Inorganic Ca compound of 'P' often found in soils. listed in order of increasing solubility. Compounds


Flour apatite

3Ca3(PO4)2. CaF2

Carbonate apatite Hydroxy apatite

3Ca3(PO4)2. CaCO3 3Ca3(PO4)2. Ca(OH)2

Oxy apatite

3Ca3(PO4)2. CaO

Tri Calcium phosphate  Octa calcium phosphate 

Ca3(PO4)2 Ca8H2(PO4)6. 5H2O

Di Calcium phosphate  Mono calcium phosphate 

CaHPO4. 2H2O Ca(H2PO4)2

Fe, Al containing compounds in soil:

3. Barindite → (Fe, Al) PO4.2H2O

[email protected] 3

4. Duprenite → Fe2(OH)2PO4 5. Woavellite → Al6(Fe2OH)6.9H2O III. Organic Soil Phosphorus Organic phosphorus represents about 50% of the total P in soils and typically varies between 15 and  80 % in most soils. The approximate proportion of those compounds in total organic 'P' is as follows­ i. Insolitor P →10­50 %.              ii. Phospholipids →1­5 %.                  iii. Nucleic acid → 0.2­2.5 %.

Like OM, soil organic phosphorus is decrease with depth. The mineralization of organic  P depends  on soil temperature, moisture, methods of cultivation nature or organic residues.

P-Fixation Available  →  Unavailable / less available. A)  Precipitation by Fe, Al, Mn ions­

B) Reaction with hydrous oxide­

C) Fixation by silicate clays­

[email protected] 4

D) Anion exchange­ + ­  + ­ [>AlOH2 ]OH + H2PO4  → [>AlOH2 ]H2PO4 + OH

E) In alkaline or calcareous soils­ Ca(H2PO4)2 + CaCO3 + H2O → Ca3(PO4)2 + CO2 + 2H2O 2+  Clay­  Ca → H

­ 2PO4  bridge

Factors affecting P fixation in soils 1. P­status in the soils: less P→ less fixation, More P→ more fixation. e.g. Red soil P fixation high. 2. Time of reaction: Initial fixation product→ Strengite/ Variscite.

                                     are amorphorus So,  slightly  available  to  plants  with  the  time  150­200  days  they  become  crystalline  and  hence  unavailability. Root can not take up crystalline form.

3. Temperature: If temperature increases, P also increases. 4. Moisture: In dry soil P­ fixation more/ high and In wet soil P­ fixation less. 5. Soil Reaction/ pH: In 6 and 7.5 pH, P­fixation less. < 6, P fixation less. 6 < , P fixation high. Most suitable ranges of pH for P availability is 6.0­7.5 or 6.5­7.5 (around neutral). 

[email protected] 5

•  pH less than 6 → Fe, Al, Mn and their oxides and hydroxides fixation at lower pH. •  If pH 7.5­8.5 → Then Ca, Mg and their carbonates.  •  pH 3­4 → In this condition will be highest condition. •  pH 2.5­3.5 → Maximum precipitation by ferric P.  •  pH 3.5­4 → Maximum precipitation by Aluminium P. 6. Types of minerals: 1:1 type fixation more and 2:1 type fixation less. 7. Particle size: Fine texture → more fixation, Clay surface are more and active ions are more. 8. Exchangeable cations: Generally exchangeable cations increases P­ fixation. ­ 2­ ­ 2­ 9. Effect of soils: Cl , CO3 , HCO3 , SO4  etc P fixation increase when these are large amount. The 

pH 6­7 increasing adsorption by KCl, K2SO4 decreases adsorption. 10. Organic matter: If organic matter increase, P fixation decrease. Organic matter plays an vital  role in P­fixation in 3 ways­ i.  Decomposition of Organic matter → CO2 CO2 + H2O → H2CO3 H2CO3 + P­ minerals → Soluble P. (Insoluble)

e.g. H2CO3 + Ca3(PO4)2 → CaHPO4 + ­­­­­­­­­ ii.  Decomposition of Organic matter → {Humic acid, Falvic acid}Humus. a)  Plant assimilate phospho­humic complex very easily­ Humus + P → Phospho­humic complex.

[email protected] 6

b)  Anion replacement by humate ion­

c)  Forming a protective coating around sesquic oxide particles­ •  Prevention of fixation of P by sesquic oxide. iii.   Organic Anions: Like acetate, citrate, lactate, oxalate, malate etc are formed by OM  decomposition. a)  Anions react with Fe and Al forms stable complex so, P fixation is reduced.

b)  Anions react with Fe and Al contain is fixed P and replace P as available form.



[email protected] 7

Phosphorus Cycle in soil

Soil Science