土壤中的磷素

土壤中的磷素

土壤是作物磷素营养的主要来源，土壤中的磷素包括有机和无机两种形态，主要是磷酸钙（镁）盐、磷酸铁、铝盐。大部分有机磷多作物是有效的，但大部分无机磷酸盐在水中的溶解都很低，作物非常难以吸收。进入土壤的各种磷酸盐，都非常迅速地与土壤中的钙、铁、铝等离子作用，形成难溶性的磷酸盐沉淀，或吸附在土壤胶体上，并逐渐转化为难溶性磷酸盐。土壤pH 值和氧化还原状况是影响磷酸盐有效性的主要因素。

1土壤中磷的含量、形态及其有效性

1.1 土壤磷素含量

土壤中的磷来自于成土矿物、有机物质和所施用的肥料。我国大多数土壤的全磷含量为0.04% ～0.25%，一般说来有机质含量高、熟化程度高、质地粘重的土壤，全磷含量都比较高。土壤磷素含量不仅有明显的地带性分布，而且也呈现出有规律性的局部变化。从南往北、由东向西，我国土壤中的全磷含量逐渐增加；离城镇村庄越远，土壤含磷量越低

1.2 土壤磷素的形态及其有效性

土壤中的磷可分为有机态磷和无机态磷，有机态磷主要是植酸盐、磷脂和核酸，耕地土壤一般占全磷的20%左右，对作物几乎都是有效的。无机态磷占土壤全磷的80% 以上，主要有钙（镁）磷酸盐(Ca - P) 、铁铝磷酸盐（Fe - P 、Al - P ）、闭蓄态磷（O - P ）。

1）钙（镁）磷酸盐：磷酸根与钙、镁结合形成不同溶解度的磷酸钙、镁盐类，主要是磷酸钙盐，是我国北方石灰性土壤中磷酸盐的主要形态。磷酸钙盐有多种，常见的磷酸钙盐的溶解度和对作物的有效性大小顺序为：氟磷灰石< 羟基磷灰石< 磷酸八钙< 磷酸二钙< 磷酸一钙。

2）铁、铝磷酸盐：磷酸根与Fe3+ 、Fe2+ 、Al3+ 结合形成各种形态的磷酸铁、铝类化合物，是酸性土壤磷酸盐的主要形态，常见的有粉红磷酸铁（Fe(OH)2·H2PO4 ）和磷铝石（Al(OH)2·H2PO4 ），其溶解度极小，对作物的有效性很低。在水田主要是蓝铁矿（Fe3(PO4)2·3H2O ），有效性有所提高。

3）闭蓄态磷：在酸性土壤，大部分磷酸盐常常被铁的氧化物或水化氧化物的胶膜所包被着，而在石灰性土壤，磷酸盐的表面也常常形成钙质胶膜，有效性

大大降低。

2 土壤中磷的转化

土壤中磷的转化包括磷的固定和磷的释放两个方向相反的过程，实际上有效磷无效化与无效磷有效化的过程，二者总处于动态平衡之中。

2.1 磷的固定

大多数土壤都具有很强的固定磷的能力，其过程十分复杂，主要有 4 个机制：化学固定、吸附固定、闭蓄固定和生物固定，主要是化学和吸附固定。不同的土壤，有不同的固磷机制（图片：不同pH 时磷在土壤中被固定的情况）。

1）化学固定：是指由于化学反应，产生磷酸盐沉淀。一般二价以上的金属离子与磷酸根形成的化合物，其溶解度都很低。土壤中常见的磷酸盐沉淀有钙镁磷酸盐和铁铝磷酸盐，前者主要发生在石灰性、中性以及大量施用石灰的酸性土壤上，后者则是酸性土壤磷化学固定的原因（化学反应链接：石灰性土壤磷酸盐沉淀反应，酸性土壤磷酸盐沉淀反应）。

2）吸附固定：酸性土壤中大量的铁、铝氧化物或水化氧化物，可以吸附磷酸根，并逐渐转化为各种难溶的磷酸盐。土壤胶体上吸附的铁、铝离子也可起类似的反应（化学反应链接：酸性土壤磷的吸附固定）。在石灰性土壤存在大量碳酸钙，磷酸根可以吸附在碳酸钙的表面而被固定下来（化学反应链接：石灰性土壤磷的吸附固定）。土壤胶体上吸附的Ca2+ 也可以起类似的作用。黏土矿物上有许多OH 基，磷酸根可以吸附在这些矿物上，从而被固定（化学反应链接：黏土矿物磷的吸附固定）。

3）闭蓄固定：当磷酸盐的表面形成不溶性的铁、铝质或钙质胶膜时，磷酸盐的有效性很低。在强酸性旱地土壤，由铁、铝质胶膜所形成的闭蓄态磷占无机磷的比例较高，只有将旱地改为水田时，由于Fe3+ 被还原为Fe2+ ，胶膜被破坏，磷的有效性才提高。

4）生物固定：微生物在分解碳磷比（C/P ）高于200 ～300 有机物质时，需要吸收利用土壤中的有效磷，从而降低土壤有效磷含量。但是微生物死亡后，所吸收的磷又将转化为土壤有效磷。所以磷的生物固定不是严格的固定，反而可以减少或延缓磷的化学和吸附固定，从而提高磷的利用效率。

2.2 磷的释放

磷的释放是多种因子综合作用的结果，主要与土壤pH 值的变化、氧化还原条件、有机物质的分解等因素有关。

一般说来，酸性土壤pH 值升高，碱性土壤pH 值降低，都可提高磷的有效性。还原条件下Fe3+转化Fe2+，也使磷的有效性提高，尤其可以提高闭蓄态磷的有效性。

有机物质的分解产生的有机酸，不仅降低土壤pH 值，促进磷酸盐的溶解；同时有机酸能够与铁、铝、钙等结合，一方面减少磷的固定，另一方面释放出被铁、铝、钙所固定的磷。作物根系分泌的有机酸也起类似的作用。微生物和作物的呼吸作用产生的CO2 ，也可降低土壤的pH 值，从而提高磷的有效性。