عملکرد محصول کشاورزی تحت‌تاثیر کمبود فسفر
این عنصر نقش اساسی در فتوسنتز، تنفس، ذخیره و انتقال انرژی، تقسیم سلولی، بزرگ‌‌‌شدن سلول و بسیاری دیگر از فرآیندهای موجود در گیاه دارد. برای تکمیل چرخه تولید طبیعی در گیاهان فسفر باید وجود داشته باشد که هم یکی از اجزای کلیدی در ساختار گیاه محسوب می‌شود و هم به‌‌‌عنوان یک کاتالیزور در بسیاری از واکنش‌‌‌های بیوشیمیایی اصلی، نقش دارد. این عنصر به‌‌‌طور اختصاصی در جذب و تبدیل انرژی خورشیدی به ترکیبات قابل استفاده گیاه موثر است.
کمبود این ماده مغذی مهم می‌تواند منجر به کاهش بازده محصول در مزارع، به‌ویژه در کشورهای فقیرتر شود. تشخیص کمبود فسفر در گیاه از کمبود سایر اجزا مانند نیتروژن و پتاسیم دشوارتر است. در مراحل رشد اولیه گیاه، معمولا گیاه علائم خاصی از کمبود فسفر، نسبت به سایر کمبودهای دیگر، نشان نمی‌‌‌دهد. اما وقتی که کمبود فسفر عیان شد، برای اصلاح محصول بسیار دیر شده است. برخی از گیاهان مانند ذرت، زمانی که کمبود فسفر پیش می‌‌‌آید تغییر رنگ غیرعادی از خود نشان می‌دهند.
دنگ جون (کوین) وانگ استادیار شیمی آبزیان در دانشکده شیلات، آبزی‌پروری و علوم آبزیان کالج کشاورزی دانشگاه آبورن در این خصوص اظهار کرد: تحقیقات ما نشان می‌دهد که با وجود کاهش بالقوه خطرات جهانی برای آلودگی فسفری، کاهش عملکرد دانه‌های برنج، بدون استفاده از کود فسفر اضافی برای جبران به‌ویژه در کشورهای کم‌‌‌درآمد تحت سناریوهای دی‌‌‌اکسید کربن آینده، می‌تواند حاد باشد. وانگ یکی از نویسندگان مقاله‌ای است که اخیرا در مجله Nature Geoscience منتشر شده است که فرآیند اندازه‌گیری میزان فسفر در گیاهان را در آزمایش‌های طولانیمدت بررسی می‌کند.
وانگ در ادامه افزود: ما اندازه‌گیری غلظت فسفر را در دو آزمایش طولانیمدت (۱۵ و ۹ ساله) غنی‌سازی با دی اکسید کربن هوای آزاد یا FACE برروی دانه برنج بررسی کردیم. اگرچه هیچ تغییری در سال اولیه آزمایش‌‌‌ها مشاهده نشد، اما در پایان، فسفر قابل دسترس خاک بیش از ۲۰درصد کاهش یافت که این میزان به ترتیب ۹/ ۲۶درصد و ۲۱درصد برای ۱۵ و ۹ سال بود. داده‌‌‌های جمع‌‌‌آوری‌‌‌شده ارزشمند و بسیار قانع‌‌‌کننده بودند، زیرا به ندرت می‌توان داده‌‌‌های میدانی را در چنین آزمایش بزرگ و طولانی‌مدتی مانند FACE با سابقه چند دهه نظارت در این صنعت پیدا کرد.
این در حالی است که میزان کل فسفری که در بالاترین سطح از خاک وجود دارد، کم است و این مقدار به حدود ۶/ ۰درصد می‌‌‌رسد. این در حالی است که مقدار متوسط نیتروژن در این شرایط ۱۴/ ۰درصد و مقدار پتاسیم ۸۳/ ۰درصد است. محتوای فسفر در خاک‌‌‌ها بسیار متنوع است، در دشت‌‌‌های ساحلی اقیانوس اطلس و خلیج‌‌‌های آن که خاک شنی دارند مقدار P۲O۵ به کمتر از ۰۴/ ۰درصد رسیده و حتی در بعضی خاک‌‌‌ها مقدار فسفر به بیش از ۳/ ۰درصد می‌‌‌رسد. از عواملی که میزان فسفر را در خاک تحت‌تاثیر قرار می‌دهند می‌توان به نوع ماده اولیه‌‌‌ای که خاک از آن به وجود آمده است، درجه هوادیدگی و فرسایش خاک، شرایط آب‌‌‌وهوایی، برداشت محصول و حاصلخیزی خاک اشاره کرد.
این تحقیق همچنین نشان می‌دهد که کاهش فسفر را می‌توان با تولید فسفر آلی خاک که به راحتی توسط گیاهان در دسترس نیست و همچنین با افزایش حذف فسفر از طریق برداشت محصول توضیح داد. وانگ گفت: یافته‌‌‌های ما بیشتر نشان می‌دهد که افزایش انتقال فسفر گیاهی از طریق فسفر بیولوژیکی، بیوشیمیایی و شیمیایی تحت تغییرات انسانی برای جبران کاهش فسفر قابل دسترس گیاه در مواجهه طولانیمدت با CO۲ بالا کافی نیست. با توجه به پیش‌بینی گرمایش جهانی با افزایش سطح CO۲ در جو زمین، این اتفاق ممکن است نشانه خوبی برای ما نباشد.
اندازه منابع فسفر جهانی اخیرا موضوع اصلی نگرانی جامعه جهانی بوده است. از بین تمام عناصر موردنیاز سلولهای زنده، مقدار جهانی فسفر کمترین مقدار است. چند سال پیش، پیش‌بینی شده بود که با نرخ فعلی استخراج سنگهای فسفری، ذخیره اقتصادی قابل معامله در ۶۰ تا ۱۰۰ سال آینده تمام خواهد شد. ارزیابی‌های اخیر نشان می‌دهد که بدون تغییر در تقاضا، ذخایر قابل بهره‌برداری ممکن است ۳۰۰ تا۴۰۰ سال به طول انجامد. چنین پیشبینیهایی نیاز به استفاده موثر از فسفر و بازیافت آن را، در چرخه عرضه و تقاضا برجسته می‌کند.
