Il fosforo è un elemento chimico che si trova sulla Terra in numerose forme composte, come lo phosphate fosfato (PO43-), situato nell’acqua, nel suolo e nei sedimenti. Le quantità di fosforo nel suolo sono generalmente piccole e questo spesso limita la crescita delle piante. Questo è il motivo per cui le persone spesso applicano fertilizzanti fosfatici sui terreni agricoli. Gli animali assorbono i fosfati mangiando piante o animali che mangiano piante.
Il ruolo del fosforo negli animali e nelle piante
Il fosforo è un nutriente essenziale per animali e piante., Svolge un ruolo critico nello sviluppo cellulare ed è un componente chiave delle molecole che immagazzinano energia, come l’ATP (adenosina trifosfato), il DNA e i lipidi (grassi e oli). Il fosforo insufficiente nel terreno può causare una diminuzione della resa delle colture.
Il ciclo del fosforo
Il fosforo si muove in un ciclo attraverso rocce, acqua, suolo e sedimenti e organismi.
Ecco i passaggi chiave del ciclo del fosforo
- Nel tempo, la pioggia e gli agenti atmosferici causano il rilascio di ioni fosfato e altri minerali. Questo fosfato inorganico viene quindi distribuito in terreni e acqua.,
- Le piante assorbono il fosfato inorganico dal terreno. Le piante possono quindi essere consumate dagli animali. Una volta nella pianta o nell’animale, il fosfato viene incorporato in molecole organiche come il DNA. Quando la pianta o l’animale muore, decade e il fosfato organico viene restituito al terreno.
- All’interno del suolo, forme organiche di fosfato possono essere rese disponibili alle piante da batteri che scompongono la materia organica in forme inorganiche di fosforo. Questo processo è noto come mineralizzazione.
- Il fosforo nel suolo può finire nei corsi d’acqua e infine negli oceani., Una volta lì, può essere incorporato nei sedimenti nel tempo.
La maggior parte del fosforo non è disponibile per le piante
Poiché la maggior parte del nostro fosforo è rinchiuso in sedimenti e rocce, non è disponibile per le piante da usare. Anche molto fosforo nei terreni non è disponibile per le piante.
La disponibilità di fosforo nel suolo per le piante dipende da diversi percorsi reversibili:
- Batteri: i batteri convertono il fosfato disponibile per le piante in forme organiche che non sono quindi disponibili per le piante., Sebbene altri batteri rendano disponibile il fosfato mediante mineralizzazione, il contributo di questo è piccolo.
- Adsorbimento: il fosforo inorganico (e disponibile) può essere chimicamente legato (adsorbito) alle particelle del suolo, rendendolo non disponibile alle piante. Il desorbimento è il rilascio di fosforo adsorbito dal suo stato legato nella soluzione del suolo.
- pH: I composti inorganici del fosforo devono essere solubili per essere assorbiti dalle piante. Questo dipende dall’acidità (pH) del terreno., Se i terreni sono inferiori a pH 4 o superiori a pH 8, il fosforo inizia a legarsi con altri composti, rendendolo meno disponibile per le piante.
Molte colture vegetali hanno bisogno di più fosforo di quello disciolto nel terreno per crescere in modo ottimale. Inoltre, le colture vengono solitamente raccolte e rimosse, senza lasciare vegetazione in decomposizione per sostituire il fosforo. Pertanto, gli agricoltori ricostituiscono il “pool” di fosforo aggiungendo fertilizzanti o effluenti per sostituire il fosforo assorbito dalle piante.,
I fertilizzanti fosfatici reintegrano il fosforo del suolo
Molti agricoltori reintegrano il fosforo attraverso l’uso di fertilizzanti fosfatici. Il fosforo è ottenuto estraendo depositi di fosfato di roccia. L’acido solforico prodotto localmente viene utilizzato per convertire il fosfato di roccia insolubile in una forma più solubile e utilizzabile – un prodotto fertilizzante chiamato superfosfato.
In Nuova Zelanda, il perfosfato è fatto facendo uso della roccia importata pricipalmente dal Marocco.
Prima della fertilizzazione si deve regolare il pH del terreno per un assorbimento efficiente del fosfato da parte delle piante., Ad esempio, l’aggiunta di calce riduce l’acidità del suolo, che fornisce un ambiente in cui il fosfato diventa più disponibile per le piante.
Inquinamento delle acque da concimi
Quando i campi sono sovrafertilizzati (mediante concimi commerciali o letame), il fosfato non utilizzato dalle piante può essere perso dal suolo attraverso la lisciviazione e il deflusso delle acque. Questo fosfato finisce in corsi d’acqua, laghi ed estuari. L’eccesso di fosfato provoca una crescita eccessiva delle piante nei corsi d’acqua, nei laghi e negli estuari che portano all’eutrofizzazione.,
In agricoltura si stanno adottando misure per ridurre le perdite di fosfato al fine di massimizzare l’efficienza delle applicazioni di fertilizzanti ed effluenti.
Natura della scienza
Gli scienziati fanno osservazioni e sviluppano le loro spiegazioni usando inferenza, immaginazione e creatività. Spesso usano modelli per aiutare altri scienziati a capire le loro teorie. Il diagramma del ciclo del fosforo è un esempio di un modello esplicativo. I diagrammi dimostrano la creatività richiesta dagli scienziati per utilizzare le loro osservazioni per sviluppare modelli e comunicare le loro spiegazioni agli altri.,
