Sự xuất hiện, tồn tại và chuyển hóa của photpho trong tự nhiên diễn ra theo 4 quá trình sau [24]:
a. Khống hóa
Đó là q trình chuyển hóa photpho dạng hữu cơ thành photpho dạng vơ cơ. Nguồn photpho hữu cơ chính trong đất đƣợc tạo bởi tồn dƣ thực vật, phế thải động vật và thân xác vi sinh vật. Cây trồng bình thƣờng chứa khoảng 0,05 – 0,5% P2O5 dƣới dạng phytin, photpholipit và axit nucleic.
Phytin là muối Ca, Mg của axit inositol hexaphotpholipit, chứa 26% P2O5 tồn tại chủ yếu dƣới dạng lexitin – hợp chất của glyxerol, axit béo, photphat, cholin và xephalin.
Phytin dễ bị phân hủy bởi enzim phytaza và lecithinaza của vi sinh vật hoặc chất tiết rễ cây, tạo thành orthophotphat là nguồn photpho hữu hiệu đối với cây trồng. Axit nucleic đƣợc tạo thành từ nhân pyrin hoặc pyrimidin đƣờng pantoza và photphat, bị phân hủy bởi men nucleaza tạo thành orthophotphat
c. Cố định sinh học (immobilization)
Cố định sinh học là q trình tái sử dụng photpho vơ cơ nhờ vi sinh vật và qua đó chuyển đổi photpho dạng vô cơ thành photpho dạng hữu cơ trong protoplasm của vi sinh vật. Photpho là ngun tố khơng thể thiếu trong q trình tổng hợp tế bào của vi sinh vật.
Nấm A.niger cần 0,2 – 0,4% photpho cho việc oxi hóa 100% glucoza. Xạ
khuẩn cần tỷ lệ tƣơng ứng là 0,27 – 0,63%,… Nếu sử dụng xenluloza làm nguồn năng lƣợng thì tỷ lệ này là 0,35 – 0,45% cho 100% xenluloza. Trung bình nếu vi sinh vật sử dụng 100 g cacbon thì cần phải cung cấp thêm 0,3 g photpho tƣơng đƣơng với tỷ lệ 0,3%. Cây trồng chứa khoảng 40 – 45% cacbon, để quá trình phân hủy xảy ra tốt thì tỷ lệ C/P > 200/1, tốt nhất là khoảng 300/1 [24].
d. Cố định hóa học (Fixation)
Cố định hóa học là q trình chuyển đổi photpho dạng tan sang dạng khó tan dƣới tác dụng của các phản ứng hóa học giữa ion PO43− và cation kim loại.
Trong đất chua, PO43− kết hợp với ion Fe3+, Al3+, tạo thành orthophotphat, tác dụng với hidroxit Fe, Mn, Al hoặc tác dụng đất sét tạo thành cao lanh.
Trong đất kiềm, PO43− tác dụng với Ca2+ tạo thành muối canxi, trong một số trƣờng hợp tạo thành hydroxy apatit.
Q trình cố định phụ thuộc vào tính chất đất và điều kiện canh tác. Theo các số liệu nghiên cứu, khoảng 2/3 lƣợng lân đƣợc bón bị đất giữ lại dƣới dạng hấp phụ hoặc cố định, trong đó hấp phụ thơng qua trao đổi ion sẽ trở thành dạng tan, cịn cố định thì khơng thể chuyển đổi thơng qua ion trao đổi.
Vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật chuyển hóa lân là các vi sinh vật có khả năng chuyển hóa hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cho cây trồng sử dụng. Các vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan đƣợc biết đến nay là các loài: Pseudomonas, Micrococus, Bacillus, Flavobacterrium, Penicillium, Scleclotium, Aspergillus. Các vi sinh vật này không chỉ phân giải photphat canxi mà
cả photphat nhôm, sắt, mangan và các dạng khác kể cả quặng. Vi sinh vật khơng chỉ chuyển hóa phosphat vơ cơ, mà cịn có khả năng khống hóa các hợp chất lân hữu cơ tạo ra sản phẩm mà cây trồng có thể hấp thu đƣợc.
1.2. THU HỒI ĐỒNG THỜI AMONI VÀ PHOTPHAT BẰNG PHƢƠNG