Fosfor sikli (phosphorus cycle) – bu fosforning litosfera, gidrosfera va biosfera orqali harakatini ifodalovchi biogeokimyoviy sikl (biogeochemical cycle) hisoblanadi. Ko‘plab boshqa biogeokimyoviy sikllardan farqli ravishda, atmosfera fosforning aylanishida muhim rol o‘ynamaydi, chunki fosfor va fosforga asoslangan moddalar gaz holatiga osonlik bilan o‘tmaydi. Fosforning asosiy gazsimon shakli bo‘lgan fosfin (phosphine) faqat juda cheklangan va maxsus sharoitlarda hosil bo‘ladi. Shu sababli fosfor sikli, asosan, tabiiy muhitda eng ko‘p uchraydigan fosfor shakli – ortofosfat (PO₄³⁻) ning quruqlik va suv ekotizimlari orqali harakatini o‘rganish orqali tadqiq qilinadi.

Fosfor aylanishi

Tirik organizmlar uchun fosfor zarur, chunki u DNK, RNK, ATF (ATP) va boshqa muhim birikmalarning ajralmas tarkibiy qismi hisoblanadi. Fosfor, shuningdek, hujayra membranalari tarkibidagi fosfolipidlar tarkibiga kiradi. O‘simliklar fosforni fosfat shaklida o‘zlashtiradi va uni turli organik birikmalar tarkibiga kiritadi. Hayvonlarda esa noorganik fosfor apatit (Ca₅(PO₄)₃(OH,F)) shaklida suyaklar, tishlar (xususan, tish emali) va boshqa tuzilmalar tarkibida muhim tarkibiy qism bo‘ladi.

Quruqlikda fosfor asta-sekin minglab yillar davomida o‘simliklar uchun kamroq mavjud bo‘lib boradi, chunki u yuzaki oqim (runoff) orqali sekin-asta yuvilib ketadi. Tuproqda fosforning past konsentratsiyasi o‘simliklar o‘sishini ham, tuproq mikroorganizmlarining ko‘payishini ham sekinlashtiradi. Tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, tuproqdagi mikroorganizmlar biogeokimyoviy siklda fosforning ham “ombori” (sink), ham “manbai” (source) sifatida ish ko‘radi. Fosforning qisqa muddatli aylanishi kimyoviy, biologik yoki mikrobiologik o‘zgarishlar hisobiga sodir bo‘ladi. Biroq uzoq muddatli global siklda asosiy ko‘chishlar geologik vaqt masshtabida sodir bo‘ladigan tektonik harakatlar va apatit kabi fosfatlarga boy jinslarning nurashi (weathering) bilan boshqariladi.

Bundan tashqari, fosfor ko‘pincha suv ekotizimlarida cheklovchi ozuqa modda (limiting nutrient) bo‘ladi. Fosfor suv ekotizimlariga kirganda, u evtrofikatsiya (eutrophication) deb ataladigan ortiqcha o‘sish jarayonini keltirib chiqarishi mumkin; bu jarayon ham chuchuk, ham sho‘r (dengiz) suv havzalarida yuz berishi mumkin.

Inson faoliyati global fosfor siklini sezilarli darajada o‘zgartirgan. Asosan bu fosfor minerallarini konlardan qazib olish va ularni o‘g‘itlar hamda sanoat mahsulotlariga aylantirish orqali sodir bo‘lgan. Ba’zi fosfor miqdori qazib olish va sanoat jarayonlari natijasida oqava (effluent) sifatida ham yo‘qotiladi.

Muhitdagi fosfor

Ekologik funksiyasi

Fosfor o‘simliklar va hayvonlar uchun zarur ozuqa modda hisoblanadi. U ko‘plab suv organizmlari uchun ham cheklovchi ozuqa (limiting nutrient) hisoblanadi. Fosfor biosferada juda keng tarqalgan hayot uchun zarur molekulalarning (masalan, nukleotidlar, fosfolipidlar va boshqalar) tarkibiga kiradi.

Fosfor oz miqdorda atmosfera tarkibiga ham kirishi mumkin, masalan, fosfor saqlovchi chang zarralari yomg‘ir suvida yoki dengiz shovqinidan hosil bo‘lgan tomchilarda erishi natijasida. Biroq umuman olganda, fosfor asosan quruqlikda, tog‘ jinslari va tuproq minerallari tarkibida qoladi.

Quruqlikda fosfor aylanishi

O‘g‘itlar, oqava suvlar va yuvilma (detergentlar) tarkibida uchraydigan fosfatlar ko‘llar va irmoqlarda ifloslanish keltirib chiqarishi mumkin. Chuchuk va qirg‘oqbo‘yi dengiz suvlari fosfatlar bilan ortiqcha boyib ketsa, bu katta miqyosli suvo‘t (alga) gullashiga olib keladi. Chuchuk suv havzalarida bu gullashlarning o‘lishi va parchalanişi evtrofikatsiya jarayonini tezlashtiradi. Bunga misol sifatida Kanada Experimental Lakes Area hududini keltirish mumkin.

Chuchuk suv havzalarida suv o‘tlarining gullashi odatda ortiqcha fosfor tufayli yuzaga keladi, sho‘r suv (dengiz) havzalarida esa bunday gullash ko‘pincha ortiqcha azot kirib kelishi natijasida sodir bo‘ladi. Shunga qaramay, evrotrofikatsiya ham chuchuk, ham sho‘r suv tizimlarida fosfor miqdorining keskin oshib ketishi natijasida ham yuz berishi mumkin.

Suvdagi fosfor aylanishi

Fosfor tabiatda eng ko‘p ortofosfat ioni (orthophosphate, PO₄³⁻) shaklida uchraydi. Quruqlikda fosforning asosiy qismi tog‘ jinslari va minerallar tarkibida bo‘ladi. Fosforga boy konlar odatda okean tubi cho‘kindilari yoki guano (qush axlati) kelib chiqishiga ega bo‘ladi; vaqt o‘tishi bilan geologik jarayonlar bu cho‘kindilarni yana quruqlikka ko‘tarib chiqadi. Jins va minerallarning nurashi (weathering) fosforni eruvchan shaklda ajratib chiqaradi, bu esa o‘simliklar tomonidan o‘zlashtiriladi va organik birikmalarga aylanadi. O‘simliklar keyinchalik o‘txo‘r hayvonlar tomonidan iste’mol qilinadi va fosfor ularning to‘qimalariga kiradi yoki najas orqali chiqariladi.

O‘simlik yoki hayvon o‘lgandan so‘ng, ularning parchalanişi natijasida fosfor yana tuproqqa qaytadi va uning katta qismi yana erimaydigan birikmalarga aylanadi. Fosforning kichik bir qismi esa yuzaki oqim (runoff) bilan yana okeanlarga qaytadi. Umuman olganda, minglab yillar davomida tuproqlar fosforga nisbatan kam ta’minlangan bo‘lib boradi va bu ekotizimning orqaga ketishi (ecosystem retrogression)ga olib kelishi mumkin.

Suv tizimlaridagi asosiy “omborlar”

Chuchuk suv ekotizimlarida fosforning to‘rtta asosiy “havzasi” (pool) mavjud:

1. Eruvchi noorganik fosfor (DIP – dissolved inorganic phosphorus)
2. Eruvchi organik fosfor (DOP – dissolved organic phosphorus)
3. Zarrachali noorganik fosfor (PIP – particulate inorganic phosphorus)
4. Zarrachali organik fosfor (POP – particulate organic phosphorus)

Eruvchi modda 0,45 mkm (μm) filtrdan o‘tib ketadigan faza sifatida ta’riflanadi. DIP asosan ortofosfat (PO₄³⁻) va polifosfatlardan iborat bo‘ladi, DOP esa DNK va fosfoproteinlar kabi organik fosforli birikmalarni o‘z ichiga oladi.

Zarrachali modda – bu 0,45 mkm filtrda ushlanib qoladigan, ya’ni filtrdan o‘tmaydigan faza. POP tarkibiga tirik va o‘lik organizmlar kiradi, PIP esa asosan gidroksiapatit (hydroxyapatite, Ca₅(PO₄)₃OH) va shunga o‘xshash minerallardan tashkil topgan bo‘ladi.

Noorganik fosfor odatda oson eruvchan ortofosfat shaklida bo‘ladi. Zarrachali organik fosfor tirik va o‘lik protoplazma tarkibida suspenziya holida bo‘lib, erimaydigan shaklda uchraydi. Eruvchi organik fosfor esa zarrachali organik fosfordan ajralib chiqish (eksreksiya) va parchalaniş (dekompozitsiya) jarayonlari natijasida hosil bo‘ladi va eruvchan holda bo‘ladi.

Biologik funksiyasi

Fosfatlarning asosiy biologik ahamiyati shundaki, ular nukleotidlar tarkibiga kiradi; nukleotidlar hujayralarda energiya saqlovchi molekulalar (masalan, ATF – ATP) bo‘lib xizmat qiladi yoki o‘zaro ulanib, nuklein kislotalar – DNK va RNKni hosil qiladi. Bizning DNK’imizdagi ikki zanjirli spiral (double helix) tuzilmasi aynan fosfat efir ko‘priklari hisobiga barqaror turadi.

Fosfor nafaqat biomolekulalar tarkibida, balki sutemizuvchilarning suyaklari va tish emali tarkibida ham muhim rol o‘ynaydi; bu tuzilmalar o‘z mustahkamligini kalsiy fosfat (calcium phosphate)ning gidroksiapatit shakliga bog‘liq holda oladi. Fosfor, shuningdek, hasharotlarning tashqi skeleti (ekzoskelet) va barcha biologik membranalar tarkibidagi fosfolipidlarda uchraydi.

Fosfor, shuningdek, inson organizmida kislota-ishqor muvozanatini (acid–base homeostasis) saqlashda bufer tizimi sifatida ham ishtirok etadi.

Fosfor aylanishi

Fosfatlar o‘simliklar va hayvonlar orqali juda tez aylanadi, biroq ularni tuproq yoki okean orqali ko‘chiruvchi jarayonlar juda sekin kechadi. Shu sababli, fosfor sikli umumiy hisobda eng sekin biogeokimyoviy sikllardan biri hisoblanadi.

Global fosfor sikli to‘rtta asosiy jarayonni o‘z ichiga oladi:

(1) Tektonik ko‘tarilish (tectonic uplift) va apatite kabi fosfor saqlovchi jinslarning yuzaga chiqishi hamda nurash orqali ochilishi;
(2) Fosfor saqlovchi jinslarning fizik eroziyasi, kimyoviy va biologik nurashi, natijada erigan va zarrachali fosfor tuproqlarga, ko‘llarga va daryolarga tushadi;
(3) Fosforning daryolar va yer osti suv oqimlari orqali ko‘llar va nihoyat okeanga olib ketilishi;
(4) Zarrachali fosforning (masalan, organik modda va oksid/karbonat minerallarga bog‘langan fosfor) cho‘kindi sifatida cho‘kishi va oxir-oqibat dengiz cho‘kindilarida ko‘milishi (bu jarayon ko‘llar va daryolarda ham sodir bo‘lishi mumkin).

Quruqlik tizimlarida biologik jihatdan oson o‘zlashtiriladigan fosfor (bioavailable P yoki reaktiv P) asosan fosfor saqlovchi jinslarning nurashi orqali hosil bo‘ladi. Yer po‘stida fosforga eng boy mineral – bu apatit, u tuproq mikroblari va zamburug‘lari ishlab chiqaradigan organik kislotalar va boshqa kimyoviy nurash jarayonlari orqali eriydi. Hosil bo‘lgan erigan fosfor o‘simliklar va boshqa quruqlik organizmlari tomonidan tez o‘zlashtiriladi va ularning parchalanişi ortidan yana tuproqqa qaytadi.

Tuproq minerallari tomonidan fosforning ushlanib qolishi (masalan, kislotali tuproqlarda temir va alyuminiy gidroksidlariga adsorbsiya, neytral va ishqoriy tuproqlarda esa kalsitga cho‘kma sifatida bog‘lanish) mineral tuproqlarda fosforning mavjudligini nazorat qiluvchi eng muhim jarayonlardan biri hisoblanadi. Bu jarayonlar tuproq eritmasida erigan fosfor miqdorining juda past bo‘lishiga olib keladi, va o‘simliklar hamda mikroorganizmlar bunday sharoitda fosforni o‘zlashtirish uchun turli fiziologik strategiyalar ishlab chiqqan.

Tuproqdagi fosfor odatda daryolar va ko‘llarga olib ketiladi, u yerda u ko‘l cho‘kindilarida ko‘milishi yoki yana daryolar orqali okeanga yetib borishi mumkin. Atmosferadan fosfor tushishi (masalan, chang orqali) ham okeanlar uchun muhim fosfor manbai hisoblanadi.

Okean sirtidagi suv qatlamlarida erigan noorganik fosfor, asosan ortofosfat (PO₄³⁻) shaklida bo‘ladi; u fitoplankton tomonidan o‘zlashtiriladi va organik fosfor birikmalariga aylantiriladi. Fitoplankton hujayralari parchalanganda, hujayra tarkibidagi erigan noorganik va organik fosfor atrof-muhitga chiqib ketadi. Organik fosfor birikmalarining ba’zi turlari bakteriyalar va fitoplankton sintez qiladigan fermentlar yordamida gidroliz qilinadi va keyinchalik yana o‘zlashtiriladi.

Fosforning juda katta qismi suv ustuni ichida remineralizatsiya qilinadi; faqat taxminan 1% fosforgina zarrachalar bilan chuqur dengizga tushib, cho‘kindilarda ko‘milish orqali okean zaxirasidan chiqarib yuboriladi. Turli diagenetik jarayonlar cho‘kindi g‘ovak suvlarida (pore water) fosfor konsentratsiyasini oshiradi va bu yana pastki suv qatlamlariga bentik qaytish oqimi (benthic return flux) sifatida fosforni qaytaradi. Bu jarayonlarga quyidagilar kiradi:

(1) Cho‘kindilarda organik moddalarni mikrobial nafas olish (respiratsiya);
(2) Temir va marganes (oxyhydr)oksidlarining mikrobial qaytarilishi va erishi, natijada ularga bog‘langan fosforning ajralishi; bu jarayon fosfor siklini temir sikli bilan bog‘laydi;
(3) Vodorod sulfidi (H₂S) tomonidan temir (oxyhydr)oksidlarining abiotik qaytarilishi, natijada temirga bog‘langan fosforning ozod bo‘lishi.

Bundan tashqari:

(4) Kalsiy karbonatga (CaCO₃) bog‘langan fosfatlar;
(5) Temir oksidiga bog‘langan fosforning vivianitga aylanishi – dengiz cho‘kindilarida fosforning ko‘milishi jarayonida muhim rol o‘ynaydi.

Bu jarayonlarning aksariyati ko‘llar va daryolardagi fosfor sikliga ham o‘xshashdir.

Tabiatda ustun noorganik fosfor shakli ortofosfat (PO₄³⁻) bo‘lsa-da (fosforning oksidlanish darajasi +5), ayrim mikroorganizmlar fosforni fosfonat (phosphonate) va fosfit (phosphite) shaklida (+3 oksidlanish darajasi) ham o‘zlashtira oladi; buning uchun ular bu shakllarni ortofosfatga oksidlaydi. Yaqinda o‘tkazilgan tadqiqotlar suv havzalarida qisqa muddatda hosil bo‘luvchi qaytarilgan fosfor shakllari fosfor siklida “etishmayotgan bo‘g‘in” bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatdi.

Fosfat minerallari

Ekotizimdagi fosfor mavjudligi ko‘p jihatdan uning nurash jarayonida qanchalik tez ajralishi bilan cheklanadi. Apatitning erishi orqali fosforning ajralib chiqishi ekotizimlar mahsuldorligini nazorat qiluvchi muhim omillardan biridir. Fosforning asosiy birlamchi minerali – apatit [Ca₅(PO₄)₃OH] bo‘lib, u karbonatlanish (carbonation) jarayoniga uchraydi.

Ajralib chiqqan fosforning juda oz qismi darhol organizmlar tomonidan o‘zlashtiriladi; fosforning katta qismi boshqa tuproq minerallari bilan reaksiyaga kirishib ketadi. Natijada, ob-havo va tuproq rivojlanishining kech bosqichlarida fosfor asosiy qismi yana tosh shakliga cho‘kib, organizmlar uchun mavjud bo‘lmay qoladi.

Mavjud fosfor tuproqning yuqori qismida biogeokimyoviy sikl doirasida faol aylanadi, chuqur qatlamlarda esa asosan ikkilamchi minerallar bilan geokimyoviy reaksiyalarda ishtirok etadi. O‘simliklar o‘sishi, asosan, organik moddalarning parchalanişi natijasida ajralib chiqadigan fosforni ildizlar orqali tez o‘zlashtirib olish qobiliyatiga bog‘liq. Fosfor miqdori cheklangan sharoitda o‘simlik o‘sishi ham cheklangan bo‘ladi.

Fosfatlar o‘simliklar va hayvonlar orqali tez harakat qilsa-da, ularning tuproq va okean orqali harakatini ta’minlovchi jarayonlar sekin kechadi; shu sababli fosfor sikli eng sekin biogeokimyoviy sikllardan biri hisoblanadi.

Tuproqlarda past molekulali organik kislotalar (low-molecular-weight organic acids) uchraydi. Ular tuproqda turli mikroorganizmlar faoliyati natijasida yoki o‘simlik ildizlaridan ajralib chiqishi (eksudatsiya) natijasida hosil bo‘ladi. Bu organik kislotalarning ayrimlari tuproq eritmasida uchraydigan turli metall ionlari bilan barqaror organo-metal komplekslar hosil qila oladi. Natijada, alyuminiy, temir va kalsiyga bog‘langan erimaydigan fosfor shakllari erkin noorganik fosfor shakliga o‘tishi mumkin.

Mikorizali zamburug‘lar tomonidan oksalat kislotasi (oxalic acid) ishlab chiqarilishi, o‘simliklarni fosfor bilan ta’minlash va uni saqlab turishdagi ularning muhim rolini tushuntirib beradi.

Organik fosforning mikroorganizmlar, o‘simliklar va hayvonlar o‘sishini ta’minlash qobiliyati ularning erkin fosfatga parchalanish tezligiga bog‘liq. Bunday parchalanish uchun fosfatazalar (phosphatases), nukleazalar (nucleases), fitaza (phytase) kabi turli fermentlar ishtirok etadi. Bunga qo‘shimcha ravishda, muhitda abiotik yo‘llar ham mavjud – masalan, gidrolitik va fotolitik reaksiyalar.

Organik fosforning fermentativ gidrolizi biogeokimyoviy fosfor siklining ajralmas qismi bo‘lib, fosforning o‘simliklar va mikroorganizmlar oziqlanishi, shuningdek, tuproqdan suv havzalariga organik fosforning o‘tish jarayonlarida muhim rol o‘ynaydi. Ko‘plab organizmlar o‘z fosfor ehtiyojini, asosan, tuproqdan keladigan fosfor hisobiga qoplaydi.

Chang bo‘ronlari

Atmosfera orqali fosforning tushishi ekotizimlar faoliyati uchun juda muhim bo‘lib, u sayyora bo‘yicha bir xil taqsimlanmagan. Fosforning katta atmosferaviy komponenti bo‘lmasa-da, chang bo‘ronlari vaqtida fosfor saqlovchi cho‘kindi zarralari uzoq masofalarga ko‘chishi mumkin. Katta chang bo‘ronlari fosfor kam bo‘lgan hududlarga fosfor olib kirib, bu yerda o‘simliklar uchun sharoitni yaxshilashi mumkin. Shunday qilib, ular tabiiy fosfor nomutanosibliklarini qisman kompensatsiya qiladi.

Bu fosfor siklining nisbatan kam o‘rganilgan komponenti bo‘lib, yaqin yillarda uning ahamiyati yanada aniqroq anglana boshladi. Yer fosforining eng katta qismi jinslarda bo‘ladi, chang esa aslida shu jinslarning nuragan zarralaridan iborat. Chang tarkibida, shuningdek, kaliy, kalsiy, magniy kabi boshqa ozuqa elementlari ham bo‘ladi; shu sababli bunday bo‘ronlar umumiy biogeokimyoviy sikllar uchun juda muhimdir.

Yirik chang bo‘ronlarining asosiy manbalari – qurg‘oqchil hududlar, xususan Sahara cho‘lidir. Shimoliy Afrikadan shamol orqali ko‘chib keladigan fosforning Amazonka havzasiga tushishi bu hududdagi yuqori biologik xilma-xillikni qo‘llab-quvvatlashda muhim rol o‘ynagan deb hisoblanadi.

Bunday hodisalar ba’zan “dust-loading” (chang yuklanishi) deb ataladi. Kichikroq masshtabdagi chang yuklanishi AQShning o‘rta g‘arbiy shtatlarida ham kuzatilgan; bu yerda qishloq xo‘jaligi yerlarining eroziyasi chang bo‘ronlari uchun qulay sharoit yaratadi. Chang bo‘ronlari tez-tez sodir bo‘lgani sari, ekinning o‘zida qoladigan fosfor kamayib boradi va natijada fermerlar fosforli o‘g‘itlarni yanada ko‘proq qo‘llashga majbur bo‘ladi. Eroziya kuchaygani sari tuproqda o‘simliklar uchun mavjud fosforni saqlab qolish yanada qiyinlashadi.

Evtrofikatsiya

Evtrofikatsiya – bu suv havzalarining ozuqa moddalari (asosan, azot va fosfor) bilan haddan tashqari boyishi natijasida suv ekotizimlarining tuzilishi o‘zgarishi, ya’ni suvo‘tlarning ommaviy gullashi, suvning kisloroddan mahrum bo‘lishi va baliq turlarining kamayishi bilan kechadigan jarayon. Bu jarayon tabiiy ravishda ham sodir bo‘lishi mumkin: masalan, ko‘llar “qarigani” sari ularda azot va fosfor kabi cheklovchi ozuqa moddalari miqdori ortadi va ular tobora “unumdor” (produktiv) bo‘lib boradi.

Fosfor ko‘llarga kirib, u yerda cho‘kindi va biosfera tarkibida to‘planishi mumkin. U cho‘kindilardan va suv tizimidan qayta aylanishi (recycling) orqali ham uzoq vaqt davomida tizimda qolishi mumkin.

Inson faoliyati ham fosforning suv tizimlariga kirishini kuchaytiradi. Masalan:

• O‘g‘it bilan ishlov berilgan qishloq xo‘jaligi yerlaridan suv yuvib ketgan fosforga boy oqava suvlar;
• Deforestatsiya va urbanizatsiya natijasida kuchaygan eroziya tufayli yuvilib ketayotgan tuproqlardan kelayotgan fosfor va azot;

Bularning barchasi suv tizimiga kirayotgan fosfor miqdorini oshiradi va chuchuk suv tizimlarida oziqa moddalarning ortiqcha kirib kelishi natijasida suvo‘tlarning keskin ko‘payishiga olib keladi.

Bu suvo‘tlar o‘lgandan so‘ng ularning chirishi suvdagi kislorodni keskin kamaytiradi va suvni toksik holatga keltirishi mumkin. Natijada, o‘simlik va hayvonlarning o‘lim darajasi oshadi – o‘simliklar toksik suvni o‘zlashtiradi, hayvonlar esa o‘sha suvni ichadi.

Sho‘r suvda (okeanda) fosfor evrotrofikatsiyasi

Okean ekotizimlari fosforni ko‘plab manbalardan oladi, biroq asosiy manba – fosfor saqlovchi jinslarning nurashi va ularning daryolar orqali erigan shaklda okeanga olib kelinishidir.

So‘nggi yillarda fosfor qazib olish keskin oshgani tufayli, insoniyat tuproq va okean tizimlarida fosforning sof zaxirasini taxminan 75% ga oshirgan deb hisoblanadi. Bu ortiqcha fosfor okeanlarda evrotrofikatsiya jarayonini kuchaytirib, fitoplankton gullashlarini keltirib chiqargan. Natijada Meksika qo‘ltig‘i (Gulf of Mexico) va Boltiq dengizi (Baltic Sea) kabi hududlarda keng ko‘lamli anoksik zonalar paydo bo‘lgan.

Ba’zi tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, evrotrofikatsiya natijasida hosil bo‘lgan anoksik sharoitlar okean cho‘kindilaridan fosforning yana ko‘proq ajralib chiqishini qo‘zg‘atadi. Bu esa o‘z navbatida ijobiy teskari aloqa (positive feedback) hosil qilib, evrotrofikatsiya jarayonini yanada kuchaytiradi. Shunday qilib, fosforning doimiy ravishda tiklanishi (recovery) natijasida okean anoksiyasi o‘zini-o‘zi qo‘llab-quvvatlovchi siklga aylanishi mumkin.

Bu muammoni yumshatish uchun biologik yondashuvlar o‘rganilmoqda. Ulardan biri – fosforni to‘plovchi organizmlar (phosphorus accumulating organisms), masalan, Candidatus Accumulibacter phosphatis kabi organizmlarni qo‘llashdir. Bu organizmlar fosforni fosfat shaklida samarali saqlashi mumkin.

Bunday yondashuv amalda dengiz ekotizimlarida fosfor siklining ishlashini o‘zgartirishi mumkin. Hozirga qadar fosforning katta qismi qishloq xo‘jaligi va sanoat faoliyatidan keladigan qo‘shimcha yuk hisobiga okeanlarga tushib kelmoqda. Fosforni to‘plovchi organizmlar esa bu ortiqcha fosforni vaqtincha o‘zida saqlab turib, keyinchalik u quruqlik ekotizimlariga qaytishi uchun sharoit yaratishi mumkin.

Botqoqliklar

Botqoqliklar ko‘pincha evrotrofikatsiya muammosini yumshatish uchun tabiy filtr tizimi sifatida qo‘llanadi. Bu yerda:

• Nitratlar denitrifikatsiya jarayoni orqali **erkin azot (N₂)**ga aylanib, atmosferaga chiqib ketadi.
• Fosfor esa botqoqlik tuproqlari tomonidan adsorbsiyalanadi va o‘simliklar tomonidan o‘zlashtiriladi.

Shu tarzda botqoqliklar azot va fosforning suv tizimidagi konsentratsiyasini kamaytirib, evrotrofikatsiya bosimini kamaytirishi mumkin.

Biroq botqoqlik tuproqlari fosforni cheksiz miqdorda saqlab turolmaydi. Fosforni uzluksiz olib tashlash uchun botqoqlikka yangi organik material (o‘simlik poyalari, barglar, ildiz qoldiqlari, parchalanuvchi qiyin bo‘lgan suvo‘tlar, bakteriyalar, zamburug‘lar va umurtqasiz hayvonlar qoldiqlari) qo‘shilib borishi zarur.

Azot bilan o‘zaro ta’sir

Azot (N) va fosfor (P) – o‘simliklar uchun asosiy ozuqa elementlari bo‘lib, qishloq xo‘jaligi o‘g‘itlarida keng qo‘llanadi. Inson faoliyati natijasida tabiiy N:P nisbatlari buzilgan, bu esa organizmlarning oqsil va DNK sintezi tezligiga ta’sir qilmoqda. So‘nggi 40 yil ichida global N:P nisbati 19:1 dan 30:1 gacha oshgani, ya’ni ekotizimlar uchun fosfor nisbatan kamroq mavjud bo‘lib qolganligi qayd etilgan.

Bu nomutanosiblik faqat azot ifloslanishining ortishi bilan emas, balki fosfor suv tozalash tizimlarida ushlanib qolishi va ekotizimlarga qaytmasligi bilan ham izohlanadi.

N va P cheklanmagan muhitda, ya’ni fosforning azotga nisbatan yuqoriroq bo‘lgan sharoitida organizmlar tezroq o‘sadi. N:P nisbatining ortishi bilan o‘sish qiyinlashadi. Masalan, dukkakli o‘simliklar ildiz tugunlarida yashovchi rizobiyalar (nitrogen-fixing bakteriyalar) past fosfor sharoitida o‘simlikni azot bilan ta’minlash qobiliyatini yo‘qotadi, bu esa ham o‘simlik, ham uning simbiot hamkori uchun salbiy oqibatlarga olib keladi.

Fosfor cheklangan sharoitda o‘sgan o‘simliklar barglarida nisbatan ko‘proq azot to‘planishi mumkin. Bundan tashqari, N va P butun sayyora bo‘ylab bir xil taqsimlanmagan, bu esa ayrim hududlarni qishloq xo‘jaligi uchun boshqalarga qaraganda qulayroq qiladi. Biogeokimyoviy sikllarning buzilishi esa bu mavjud nomutanosibliklarni yanada kuchaytirishi mumkin.

Inson ta’siri

Ozuqa moddalari tirik organizmlarning o‘sishi va yashashini ta’minlash uchun zarur bo‘lib, sog‘lom ekotizimlarni shakllantirish va saqlashda muhim rol o‘ynaydi. Insonlar fosfor sikliga asosan fosfat jinslarni qazib olish orqali juda katta ta’sir ko‘rsatgan.

Fosforli o'g'itlarni qo'llash

Ming yillar davomida fosfor atrof-muhitga asosan fosfat saqlovchi jinslarning tabiiy nurashi hisobiga kirib kelgan va shu yo‘l bilan runoff orqali yo‘qolgan fosfor juda sekin va asta-sekin tiklangan. 1840-yillardan boshlab fosforni konlardan faol qazib olish va ajratib olish texnologiyalari paydo bo‘lganidan buyon taxminan 110 teragramm (110×10¹² g) fosfor qo‘shimcha ravishda atrof-muhitga kiritilgan.

Bu jarayon to‘xtamayapti: 1900–2022 yillar oralig‘ida global miqyosda qazib olingan fosfor miqdori 72 baravar oshgan va yiliga taxminan 4% ga o‘sib borishi kutilmoqda. Bu fosforning katta qismi butun dunyo bo‘ylab qo‘llaniladigan mineral o‘g‘itlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Biroq odamlar fosforni qanchalik tez qazib olayotgan bo‘lsa, geologik tizim uni shunchalik tez tiklab bera olmaydi.

Shu sababli tadqiqotchilar fosforni tabiatda yaxshiroq qayta ishlash va qayta aylantirish yo‘llarini izlamoqda. Umidli yo‘nalishlardan biri – mikroorganizmlardan foydalanib fosforni qayta tiklash. Shunga qaramay, inson faoliyati fosfor sikliga juda chuqur ta’sir ko‘rsatgan va bu global oziq-ovqat xavfsizligi, evrotrofikatsiya va fosforning umumiy mavjudligi bo‘yicha uzoq muddatli oqibatlarga ega.

Boshqa insoniy jarayonlar ham fosfor sikliga salbiy ta’sir ko‘rsatishi mumkin. Masalan:

• Cho‘chqa go‘ngi (liquid hog manure)ni ekin maydonlariga haddan tashqari ko‘p va takror-takror qo‘llash;
• Biosolidlar (tozalash inshootlari chiqindilari)ni qo‘llash ham tuproqda mavjud fosfor miqdorini oshirishi mumkin.

Yomon drenajlangan tuproqlarda yoki qor erishi natijasida vaqti-vaqti bilan suv bosadigan hududlarda qaytaruvchi sharoitlar 7–10 kun ichida yuzaga kelishi mumkin. Bu tuproq eritmasida fosforning keskin oshishiga va uning yuvilib ketish xavfiga olib keladi. Tuproqni qaytaruvchi sharoitga o‘tishi fosforni mustahkam bog‘langan shakllardan nisbatan oson eruvchan shakllarga o‘tkazadi va bu, o‘z navbatida, fosfor yo‘qotilish imkoniyatini oshiradi.

Bu, ayniqsa, qishloq xo‘jaligi chiqindilarini utilizatsiya qilish allaqachon muammoga aylangan hududlar uchun ekologik jihatdan barqaror boshqaruv nuqtai nazaridan jiddiy ahamiyatga ega. Shuning uchun bunday hududlar uchun chiqindi boshqaruvi qoidalarini ishlab chiqishda tuproqning suv rejimini albatta inobatga olish talab etiladi.