Оксиды железа помогают преобразовать фосфор в более доступную для растений форму

Исследователи Северо-Западного университета (США) опубликовали в журнале Environmental Science & Technology новое исследование, опровергающее традиционное представление об оксидах железа как о простых блокаторах фосфора в почве. Вместо этого они определили данные соединения как высокоэффективные катализаторы, которые преобразуют органический фосфор в форму, пригодную для использования растениями. Данное открытие может существенно повлиять на аграрный сектор и технологии внесения удобрений.

Ранее считалось, что только ферменты микроорганизмов и растений способны преобразовывать органический фосфор в неорганическую форму, необходимую для питания растений. Однако новое исследование опирается на более раннюю работу ученых Северо-Западного университета, показавшую, что природные оксиды железа в почве и осадочных породах также могут осуществлять это преобразование.

Исследование подчеркивает эффективность оксидов железа в качестве катализаторов, демонстрируя их способность преобразовывать органический фосфор со скоростью, сравнимой с работой природных ферментов. Это открытие может способствовать более эффективному управлению фосфорным циклом в почве, повышая эффективность удобрений и способствуя устойчивому развитию сельского хозяйства.

Фосфор — ключевой элемент жизни, он составляет основу ДНК и играет важную роль в передаче клеточной энергии. Большая часть фосфора в почве является органической, полученной в результате распада растений, микробов и животных. Неорганический фосфор, хотя и является второстепенным компонентом в почвах, жизненно важен для роста растений и является основной формой, используемой в сельскохозяйственных удобрениях.

Людмила Аристильда, ведущий исследователь и доцент кафедры экологической инженерии в Северо-Западном университете, подчеркнула важность понимания динамики движения фосфора в окружающей среде для поддержания глобальной продовольственной безопасности. В рамках исследования ученые провели детальные эксперименты с различными оксидами железа — гетитом, гематитом и ферригидритом — и их взаимодействием с рибонуклеотидами, составляющими РНК и ДНК, чтобы лучше понять катализирующие процессы.

Данная работа углубляет понимание химии почв и открывает путь к разработке синтетических катализаторов, которые могли бы перерабатывать фосфор, тем самым поддерживая его доступность по мере истощения природных запасов. Поскольку месторождения фосфатных руд сосредоточены всего в нескольких регионах мира, подобные инновации крайне важны для долгосрочной устойчивости сельскохозяйственного производства.