土壤中磷的形态及转化
土壤肥料学课件-第七章 土壤与植物磷素营养与磷肥-土肥
影响因素：
植物种类：油料作物 > 豆科作物 > 禾本科作物 生 育 期：生育前期 > 生育后期 器 官：幼嫩器官 > 衰老、繁殖器官 > 营养器官 种子 > 叶片 > 根系 > 茎秆 生长环境：高磷土壤 > 低磷土壤
2、 分布
与代谢过程和生长中心的转移有密切关系 营养生长期：集中在幼芽和根尖（具有明显的顶端优 势） 生殖生长期：大量转移到种子或果实中。再利用能力 达80％以上 细胞水平：细胞质---液泡 区域化现象
三、土壤中磷的形态与转化
（一）形态： 土壤无机磷 50－80％ 土壤全磷 土壤有机磷 20－50％
1.植 素 2.核酸类 3.核蛋白 4.磷脂类
无机磷：主要由土壤中矿物质分解而成 根据溶解度的不同，土壤无机磷可分为： 1.水溶性磷：多以离子状态存在于土壤中，可被植 物直接吸收利用 2.弱酸溶性磷：能被弱酸（2%柠檬酸）溶解，但不 溶于水，能被植物吸收利用； 3.难溶性磷：不能被水和弱酸溶解，作物不能直接 吸收利用，但可溶解于强酸，主要是 石灰性土壤的磷酸八钙，磷酸十钙等
第七章 土壤、植物磷素营养与磷肥
主要内容
土壤磷素营养 植物磷素营养 磷肥性质与合理施用
第一节 土壤磷素营养
一、土壤磷来源 二、土壤磷含量 三、土壤磷形态与转化
一、土壤磷来源
※
土壤磷来源于成土矿物和含磷肥料。 成土母质 气 候：北方少雨，淋洗作用弱，含磷量 高，南方土壤含磷量低 有机质：有机质含量高，含磷量高 质 地：无机磷多吸附于土壤粘粒上， 质地粘重土壤含磷高
※某些种植作物产生缺P的症状的旱地，改为水田后缺 磷症状会消失！
☆ 淹水后磷有效性提高的主要原因：
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。
土壤磷循环
土壤溶液中磷浓度因植物的吸收而降低，从而失去了原有 的平衡，使反应向解吸方向进行；
2）竞争吸附
所有能进行阴离子吸附的阴离子，在理论上都可与磷酸根 有竞争吸附作用，从而导致吸附态磷的不同程度的解吸。
竞争吸附的强弱主要取决于磷与竞争阴离子的相对浓度。
四、土壤磷的沉淀和溶解
• 土壤中磷化合物的沉淀作用也是磷在土壤中被固定
对磷的调控可通过提高土壤磷有效性来实现。
（二）提高土壤磷有效性的途径
1、土壤酸碱度 pH6.5-6.8之间为宜，可 减少磷的固定作用，提高土壤磷的有效性。
2、土壤有机质 ① 有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点位，从而减 少了土壤对磷的吸附。
② 有机物分解产生的有机酸和其它螯合剂的作用，将部分固 定态磷释放为可溶态。 ③ 腐殖质可在铁、铝氧化物等胶体表面形成保护膜，减少对 磷酸根的吸附。 ④ 有机质分解产生的CO2，溶于水形成H2CO3，增加钙、镁、 磷酸盐的溶解度。
• 土壤中的磷可随地表径流流失，也可被淋 溶流失。 • 磷流失造成水体污染。
对磷的调控可通过提高土壤磷有效性来实现。
1、土壤酸碱度 pH6.5-6.8之间为宜，可减少磷的固定作用，提高土壤磷的 有效性。 2、土壤有机质 ① 有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点位，从而减 少了土壤对磷的吸附。 ② 有机物分解产生的有机酸和其它螯合剂的作用，将部分固 定态磷释放为可溶态。
合理施用磷肥是减少磷对环境影响的主要措施。科学制定 施肥用量；重点施在旱作上；等。
3、土壤淹水
① 酸生土壤pH上升促使铁、铝形成氢氧化物沉淀，减少了 它们对磷的固定；碱性土壤pH有所下降，能增加磷酸钙的溶解 度；反之，若淹水土壤落干，则导致土壤磷的有效性下降。 ② 土壤氧化还原电位(Eh)下降，高价铁还原成低价铁，磷 酸低铁的溶解度较高，增加了磷的有效度。
土壤磷的固定
土壤磷的固定
土壤磷的固定是指将土壤中的可溶性磷转化为难溶性磷盐，使其在土壤中固定不易被植物和微生物利用的过程。
土壤磷的固定主要是通过以下几种方式实现的：
1. 吸附固定：土壤颗粒表面带有负电荷，能够吸附和固定磷离子。
磷酸盐以阴离子形式存在于土壤中，与土壤颗粒表面的负电荷形成静电吸附作用，使磷离子附着在土壤颗粒表面，形成吸附固定的状态。
2. 沉淀固定：土壤中的磷酸盐与钙、镁、铁等离子结合形成难溶性的颗粒沉淀，从而固定磷在土壤中。
3. 矿物转化：土壤中的磷酸盐可以与土壤矿物质发生化学反应，形成磷酸盐矿物，从而固定磷在土壤中。
常见的矿物转化反应包括磷灰石转化为氟磷灰石、铝磷酸盐或镁铝磷酸盐等。
4. 微生物作用：土壤中的微生物可以参与磷的固定过程。
一些微生物能够分泌有机酸、胞外多糖等物质，与磷酸盐结合形成难溶性的有机磷络合物，从而固定磷在土壤中。
综上所述，土壤磷的固定是通过吸附固定、沉淀固定、矿物转化和微生物作用等方式实现的。
这些固定过程能够使土壤中的磷离子转化为不易溶解的形态，降低磷素的有效性，对土壤磷循环和植物磷吸收起到重要的调节作用。
第二节磷在土壤中的转化-new
后期吸磷弱，施磷效果差，可用水溶性磷肥根外追肥。
四）土壤条件与施磷
1、土壤有效磷
♣ 等级：（0.5mol/LNaHCO3浸提）
土壤含量（mg/Kg ） 供磷能力 施磷效果
<5
极低
显效
土壤固磷机制主要有以下四种：
化学固定作用:Ca、Mg控制，Fe、Al控制 、 吸附作用:专性吸附，非专性吸附（一半交换吸附） 闭蓄作用:与氧化还原性关系直接 生物固定作用:微生物吸收土壤速效磷，以组成其 有
机体，固定是暂时的。
化学固定：土壤中水溶性磷与钙、铁、铝、 锰等离子反应，生成难溶性磷酸盐的过程；
2、弱酸溶性磷肥：作基肥施用，在酸 性土壤或中性土壤 上优于碱性土壤。
3、难溶性磷肥：骨粉和磷矿粉施在酸性土上作基肥。
六）改进施肥方法
1 相对集中施用
在旱作土壤上，集中程度应使磷肥与10％左右的 土壤混合比较适宜，具体方法是将磷肥以8cm宽的带 状施入土表，然后翻耕入土，这时，肥料大体10％的 土壤接触，这种施用方法对小麦、玉米等比撒施可增 产20％左右。作基肥，一般深施于15－18cm土层内， 种肥5-6cm深，追肥须按作物生长状况适当深施。 作物生长期的前1/3吸收的磷可占总磷量的2/3，因此， 磷肥施用应提倡以基肥为主，配施种肥，早施追肥。
吸附量增加， C: 是一种可逆反应
专性吸附：
磷酸根离子和粘土矿物或铁铝氧化物等表面金属原子 配位壳中的OH或OH2配位体进行交换，而被吸附在胶体 的表面，称为专性吸附或配位交换吸附也称为化学吸附。
不论粘粒带正电荷、负电或不带电均能发生专性吸 附
第二节土壤磷素与磷肥
（一）根据土壤条件合理分配和施用磷肥
缺磷土壤 在有效磷低（速效磷含量<10mg/kg）的土壤中，如生土地、远薄 地，盐碱地、有机质含量低，施用有机肥少的土壤中要重点分配 和施用磷肥。 土壤氮磷比 在供磷水平低，氮磷比大（N/P2O5＞3）的土壤中施用磷肥增 产显著，而在供磷水平高，氮磷比小的土壤上施用磷肥，效果 较差。 土壤酸碱性 土壤的pH值在6.0～7.5之间，有效磷含量高，可少施或不施；而 在偏酸或偏碱性的土壤中，应选择适宜的磷肥品种合理施用.
地壳平均全磷（P2O5）0.28％；土 壤0.04-0.25％，低者，砖红壤、浸蚀型 红壤小于0.01％；高者，黄土母质0.2%、 海南岛达0.4％。
（二）磷的形态
1、有机态磷 为磷酸肌醇、磷脂和核酸及磷蛋白中的磷(约占1/2)，另一半不清楚）。 占全磷10%~15%，仅少数能直接吸收利用，大部分转化为无机磷后才可利用。 2、无机态磷占全磷50~90%。按溶解性大小分3种： （1）水溶性磷：主要是钾、钠、钙、镁的一代磷酸盐类。可溶速效。如： K2HPO4、NaH2PO4、Ca(H2PO4)2（一钙）、Mg (H2PO4)2。6—40PPM。 （2）弱酸溶性磷：金属离子的二代磷酸盐，不溶于水，可溶于2%柠檬酸。如： CaHPO4 （二钙）、Mg HPO4。 水溶性磷和弱酸溶性磷占全磷1-2%。统称有效磷。 （3）难溶性磷肥：不溶于水和弱酸，溶于强酸，不能直接吸收利用。主要是： 磷酸八钙[Ca8(H2P4)6]、磷酸十钙[Ca10(PO4)6.F2]、羟基磷灰石 [Ca10(PO4)6.(OH)6] 、氯磷灰石[Ca10(PO4)6.Cl2] 、盐基性磷酸铝等 [AlPO4.Al(OH)3]。 • 按其所结合的阳离子的不同分为4类： Ca—P；Fe—P；Al—P；O—P（闭蓄态磷）。
磷在土壤中的迁移转化与固定
磷在土壤中的迁移转化与固定土壤磷的迁移转化包括一系列复杂的化学和生物化学反应，如有机磷的矿化和无机磷的生物固定，有效磷的固定和难溶性磷的释放过程。
(一)有机磷的矿化和无机磷的生物固定土壤有机磷的矿化和生物固定是两个方向相反的过程，前者使有机态磷转化为无机态磷，后者使无机态磷转化有机态磷。
(1)有机磷的矿化土壤中的有机磷除一部分被作物挺直汲取利用外，大部分需经微生物的作用举行矿化转化为无机磷后，才干被作物汲取，其分解反应示例如下：土壤中有机磷的矿化，主要是土壤中的微生物和游离酶、共同作用的结果，其分解速率与有机氮的矿化速率一样，打算于土壤温度、湿度、通气性、pH、无机磷和其他养分元素、耕作技术及根分泌物等因素。
温度在30～40℃之间，有机磷的矿化速度随温度增强而增强，矿化最适温度为31℃，30℃以下不仅不举行有机磷的矿化，反而发生磷的净固定。
干湿交替可以促进有机磷的矿化，淹水可以加速六磷酸肌醇的矿化，氧压低、通气差时，矿化速率变小。
在酸性条件下易与活性铁、铝形成难溶性的化合物，降低其水解作用；同时，核蛋白的水解亦需一定数量的Ca2+，故酸性土壤施用石灰后，可以调整pH和Ca/Mg比，从而促进有机磷的矿化；施用无机磷对有机磷的矿化亦有一定的促进作用。
有机质中磷的含量，是打算磷是否产生纯生物固定和纯矿化的重要因素，其临界指标约为0.2%，大于0.3％时则发生纯矿化，小于0.2％则发生纯生物固定。
同时有机磷的矿化速率还受到C/P比和N/P比的影响，当C/P比或N/P比大时，则发生纯生物固定，反之则发生纯矿化。
同样供硫过多时，也会发生磷的纯生物固定。
土壤耕作能降低磷酸肌醇的含量，因此，多耕的土壤中有机磷的含量比少耕或免耕的土壤少。
植物根系分泌的、易同化的有机物能增强强曲霉、青霉、毛霉、根霉、和假单胞菌属等微生物的活性，使之产生更多的，加速有机磷的矿化，特殊是菌根植物根系的具有较大的活性。
可见土壤有机磷的分解是一个生物作用的过程，分解矿化的速度受土壤微生物活性的影响，环境条件相宜微生物生长第1页共3页。
土壤中的磷素的转化特点与提高有效性措施
湿度
土壤的湿度直接影响着无机磷的生物有效 性。土壤水分充足，土壤无机磷的有效性 高，在土壤含水量低的情况下，磷酸根离 子的有效扩散系数小，移动慢，伴随着土 壤含水量的增加，磷酸根离子由非根际土 向根际土扩散量增加。高含水量条件有利 于土壤磷由易溶态向难溶态转化，低含水 量条件下转化率随施肥量增加而降低，高 含水量条件下转化率随施肥量增加而升高。
吸附和解吸反应
影响因素： 1.土壤矿物质种点类击与添加含标题量 2.土壤PH值 3.土壤有机质
*土壤对磷吸附的结合位点的数量主要与土 壤组成有关，环境条件的改变不会影响土 壤对磷吸附的本质。一般的，土壤对磷的 结合能越高，其对磷的吸附量越搞高。
有机称为矿化作用。 （磷酸酶参与）
2.需要较长时间 如：矿物态磷的风化
和转变成对作物有效的 磷
土壤中存 在着多种 含磷化合 物，能不 断地相互 转化。
影响含磷化合物相互转化的土壤条件
一
PH值 一般认为 ，土壤中 不同类型 磷酸 盐相互转 化点的PH 值是 6.5~7.0
二
活性阳 离子种 类
三
四
有机质 含量及 其组成
施用磷 肥的种 类和数 量等
End
Thank you！
讨论组成员： 朱俊英、胡 辉等
土壤中各种形态的磷的转化遵守一定的物理化 学法则，并在环境条件不变时保持着动态平衡 ，该平衡决定了土壤中磷的有效性。
点击添加标题
土壤组分及 其性质
标题
有机质
标题
pH值的影响
标题
阳离子阴离子 的影响
影响磷的 有效性的
因素
湿度、温度
标题
反反应应时时间间
附吸复附合复体合的体饱的和 饱和度度
土壤中解磷机制
土壤中解磷机制
土壤中的解磷机制是指土壤中的磷化合物（通常以无机磷形式）转化为植物可吸收的磷形式的过程。
磷是植物生长的关键元素之一，但通常以难溶性的磷酸盐形式存在于土壤中。
以下是一些常见的土壤中解磷机制：
1.酸解机制：
酸解是一种重要的土壤解磷机制。
土壤中的酸性环境（低pH值）可以促使难溶性磷酸盐溶解成可吸收的磷酸根离子（H2PO4-）。
酸解的过程中，土壤中的溶解性有机酸和无机酸会与磷酸盐反应，促使磷酸盐的释放。
2.微生物活动：
微生物在土壤中参与磷的循环。
微生物通过产生有机酸和酶的方式，促进有机磷的分解，将其转化为无机磷形式。
微生物还能够分泌胞外酶，将有机磷降解成可溶性的无机磷，使其更容易被植物吸收。
3.植物根系分泌：
植物根系分泌酸类物质，例如溶解磷的根系酸。
这些根系酸有助于溶解土壤中的难溶性磷酸盐，提高土壤中的可溶性磷含量。
植物通过根系分泌的方式，调节土壤中的pH值，影响磷的溶解和吸收。
4.土壤微生物-植物相互作用：
一些土壤微生物和植物之间存在着相互合作的关系，有些微生物能够产生有机酸和酶，有助于提高土壤中磷的有效性。
植物通过根际分泌物质，为土壤微生物提供碳源，激发微生物的磷溶解活性。
这些机制相互作用，共同促使土壤中的磷形成可供植物吸收的形式。
然而，不同土壤类型、植被类型和环境条件都可能影响这些机制的相对重要性。
第10章 植物的磷素营养与磷肥施用(修改) 《土壤肥料学》课件
玉米缺磷出现紫苗
+P -Zn
+P +Zn
缺磷植株瘦小，茎叶大多呈现紫红色， 叶尖枯萎呈褐色，花丝抽出迟，结实率低。
磷肥促进玉米成熟
中磷
高
磷
李晓林材料
缺磷导致成熟期禾谷类作物 籽粒退化较重，如玉米秃尖。
李晓林材料
缺磷
幼叶
老叶
图为缺磷的油菜叶片，缺磷使体内碳水化合 物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色。
2、运输： 占全磷60％以上无机磷
地上部
有机磷进入中柱后，脱磷酸化而形成无机磷，然 后向上运输；导管中运输的磷主要是无机磷，也可 能有一部分有机磷。
植物体内，磷酸可以向下向上运动，转运率为吸 收量的70～80%。幼叶中的磷不仅来自根系，也来 自老叶。
李晓林材料
四、植物对缺磷和供磷过多的反应
（一）磷素营养缺乏症
（三）影响吸收磷的主要因素
植物吸收磷受很多因素的影响，其中 有植物生物学特性和环境条件两个方面。
1、作物特性（不同生育期 ） 不同植物种类，甚 至不同的栽培品种，对磷的吸收都有明显的影响。
2、土壤供磷状况（PH、温度、通气等） 植物能 利用的磷主要是土壤中的无机磷。虽然植物可吸收少 量有机态磷，但通常有机磷必须转化为无机磷后才能 被大量吸收。因此，土壤中磷的形态直接影响着土壤 供磷状况及植物对磷的吸收。
实践证明，油料作物需要更多的磷。施用磷肥 既可增加产量，又能提高产油率。
糖
↑↓ 1,6- 二磷酸果糖
↑↓
脂肪合成途径示意图
3- 磷酸甘油醛→磷酸二羟丙酮→磷酸甘油→甘油 ↓
3- 磷酸甘油酸
↓ 丙酮酸 ───→乙酰辅酶 A ───→脂肪酸
脂肪
提高作物抗逆性和适应能力
第8章 8.2 土壤磷素与磷肥
②在土壤中的转化
溶解过程与化学沉淀(固定)作用 异成分溶解 Ca(H2PO4)2.H2O+H2O→CaHPO4.2H2O+H3PO4 特点：1mol一水磷酸一钙溶解时，溶液中生成1mol二水磷酸二钙
和1mol磷酸。 在溶解的过程中，溶液中的P/Ca不断变化。溶液中P/Ca可由2.升
至3.50。 磷酸沉淀作用(化学固定作用)
④闭蓄固定 由于酸性土壤中的铁、铝含量比较高，磷酸盐易被溶解度很 小的无定型铁、铝胶膜所包被，形成更难溶解的含磷化合物，称为闭蓄态 磷(O-P)。在我国南方水稻土中闭蓄态磷占土壤无机磷总量的40%~70%， 在旱作条件下，这种磷素难以被植物吸收利用，但在淹水还原条件下，胶 膜溶解消失，其包被的磷可以释放出来供植物吸收。
在石灰性土壤中，难溶性磷酸钙盐一般需要借助于各种有机酸等转入土壤溶液。 在酸性土壤中，磷的释放过程则主要表现在铁磷的释放上，土壤还原性增强导
致高价铁变为亚铁时发生，闭蓄态磷转变为非闭蓄态磷，使磷的有效性提高， 有利于植物吸收利用，这对土壤中肥料残留磷的利用尤为重要。淹水、落干交 替过程中，淹水期间有效磷含量增加，落干期间有效磷含量降低。因此在水旱 轮作制中，磷肥应重点分配在旱作上，水田利用其后效或残效。
－ 680.9
397.4 ( P2O5>24%) 679.8
约旦
440.7
217.8
203.3
磷矿分级与磷肥的制造方法
P2O5含量 磷矿品位 制造方法 磷肥种类及品种
>28%
高
酸制法 水溶性磷肥－过磷酸钙
18～28％ 中
热制法 枸溶性磷肥－钙镁磷肥
<18%
低
机械法 难溶性磷肥－磷矿粉
过磷酸钙
土壤中的磷素的转化特点与提高有效性措施
湿度
土壤的湿度直接影响着无机磷的生物有效 性。土壤水分充足，土壤无机磷的有效性 高，在土壤含水量低的情况下，磷酸根离 子的有效扩散系数小，移动慢，伴随着土 壤含水量的增加，磷酸根离子由非根际土 向根际土扩散量增加。高含水量条件有利 于土壤磷由易溶态向难溶态转化，低含水 量条件下转化率随施肥量增加而降低，高 含水量条件下转化率随施肥量增加而升高。
施肥位置
土壤质地越细，固定的磷肥越多。从化学反应 速度与反应物表面积大小之间的相关性也可推断 出这一点。如果将粉状磷肥撒施或耙入而不是条 施到土壤中，磷肥便暴露出较大的表面。因此比 起条施等量肥料固定得更多。条施减少磷肥与土 壤的接触面积，固定的磷也随之减少。
有效的施用磷肥方法
1、早施：农作物在苗期吸收磷最快，要占生长期吸收总 磷的一半，若苗期缺磷，会影响后期生长，即使后期再补 点击添加标题 施，也很难挽回缺磷的损失，故苗期不能缺磷； 2、细施：过磷酸钙在贮存时易吸潮结块，在施用时，要 打碎过筛，以利根系吸收； 3、集中施：应穴施、条施、使磷固定在种子和根系的周 围，即可减少与周围土壤的固定，又有利于根系吸收； 点添加标题 4、与有机肥混合施：磷肥，特别 是钙镁磷肥与有机肥混 合，可使磷肥中那些难溶性的磷转化为农作物能利用的有 效磷； 点击添加题
土壤组分 及其性质
（三）土壤质地不同，固定磷的数量也不同。粘粒含量多比含量少的土 壤固定更多的磷。换言之，同一类型粘粒可暴露的表面积越大，对磷的 固持能力越强。 点击添加标题
点击添加标题
点添加标题
点击添加题
二、pH值的影响
土壤pH值对可溶性磷固定的数量和方式有很大影响。铁铝氧化 物对磷的吸附随着pH值上升而降低。三水铝石（γ -Al(OH)2） 在pH4~5之间吸附最多的磷。针铁矿（α -FeOOH）在 pH3~12之间对磷的吸附稳步减少。 粘土矿物在pH值大于4时会引起 Al3+的水解，从而增加磷的吸 点击添加标题 附。但如果像很多蛭石那样在晶层存在羟基铝聚合物，那么提 高pH值会降低磷的吸附。 在pH值为6~6.5时，大多数土壤中磷的有效性最高。低pH值 时，磷与铁铝及其水化氧化物发生反应而被固持。随pH值上升， 这些反应物的活度下降，直到pH 6~6.5时磷活度达到最高为止。 pH值在7以上时，土壤中的钙、镁离子及它们的碳酸盐使施用 的磷沉淀，使其有效性再度降低。
土壤肥料料学
土壤肥料学第八章土壤与植物磷素营养及磷肥第一节土壤的磷素营养一、土壤中磷的含量与形态(一)土壤中磷的含量۞我国耕地土壤的全磷量在0.2-1.1g/kg,平均0.5g/kg。
۞呈地带性分布规律：从南到北、从东到西逐渐增加。
(一)土壤中磷的含量۞通常情况下，土壤全磷含量只是反映土壤磷的贮备情况，它和土壤有效磷供应之间相关性并不好。
۞但如果土壤全磷含量很低，作物缺磷的可能性则更大。
۞土壤供磷状况以土壤有效磷含量表示。
（二）土壤中磷的形态土壤无机磷(IP)：1、水溶性P：指土壤溶液中的磷，主要是以HPO42-和H2PO4-形态存在，其相对数量取决于溶液的pH。
pH7.2时各占一半。
2、铁、铝结合态P：磷酸铁和磷酸铝化合物(以Fe—P和Al—P表示) 。
3、闭蓄态磷：由氧化铁胶膜包被着的磷酸盐(以O—P表示)。
4、钙的磷酸盐：磷酸钙(镁)化合物(以Ca—P表示)。
5、含P矿物：主要是磷灰石。
（二）土壤中磷的形态土壤有机态磷(OP)：土壤中有机磷形态主要有三类。
1、核酸类：是一类含磷的复杂有机物，占有机磷的5%—10%。
2、植素类：植素是普遍存在于植物的种子中，植素磷占土壤总量20%—30%。
3、磷脂类：是一类醇溶性和醚溶性的含磷有机化合物，磷脂类化合物含磷约占有机磷的1%。
来源：动物、植物、微生物和有机肥料。
第一节土壤的磷素营养二、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相反的过程。
۞水溶性磷酸盐转变为难溶性磷酸盐的过程称为磷的固定。
磷固定的结果是磷酸盐有效性降低。
۞在磷固定的同时，土壤中也存在着难溶性磷酸盐向水溶性磷转化的作用，这一过程就称为磷的释放。
二、土壤中磷的转化（一）土壤中磷的固定1、土壤中磷的化学固定۞通过形成沉淀使水溶性磷发生固定作用的过程称为化学固定۞化学固定是磷肥施入土壤后最常发生的固定作用。
۞在中性和石灰性土壤中，水溶性磷酸根离子可与碳酸钙(CaCO3)生成难溶性磷酸钙盐。
磷肥在土壤中的转化
磷肥在土壤中的转化
磷肥在土壤中的转化主要包括以下几个过程：
1. 磷酸盐的溶解：磷肥施入土壤后，会与土壤中的水分结合形成磷酸和磷酸二钙的饱和溶液。
2. 无机态到有机态的转化：土壤中的磷酸盐或施入的无机磷肥在土壤酸度和氧化还原条件的改变下，会发生转化，无机态的磷（主要是易溶性的磷）可以转化为有机态的磷。
3. 有机态到无机态的转化：有机态的磷经微生物的分解作用，也可以转化成无机态的磷。
4. 磷的有效化过程：在一定条件下，土壤中的有机态磷和难溶性磷酸盐可以转化成植物吸收利用的水溶性的一价磷酸或弱酸溶性的二价磷酸，这个过程称为磷的有效化过程，也叫做土壤磷的释放过程。
总的来说，磷肥在土壤中的转化是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
了解磷肥在土壤中的转化过程有助于更好地使用磷肥，提高其利用率。
施用磷肥的注意事项
施用磷肥的注意事项磷是作物必需的三大营养元素之一。
它对作物的生长、产量的高低、品质的优劣，均有显著影响。
我国土壤缺磷仅次于缺氮面积，磷肥用量也仅次于氮肥，科学施用磷肥对改造中低产田，建设高产稳产田有着举足轻重的作用。
一、土壤中磷素的形态和转化1、土壤中磷素按其溶解度分为水溶性磷、枸溶性磷、难溶性磷。
土壤中水溶性磷和枸溶性磷称为土壤有效磷，也叫速效磷，其含量约占土壤全磷的1%。
土壤熟化程度高，农家肥与磷肥用量大，土壤有效磷含量也越多。
2、在一定条件下，土壤有效性磷可转变为难溶性磷，称为磷的固定，其有效性降低。
难溶性磷也可转变为有效性磷，称为磷的释放，其有效性提高。
2.1、磷在碱性土和酸性土中容易固定，作物不易吸收。
土壤有效磷在接近中性的石灰性土壤中比较稳定。
2.2、土壤有机质、水分的含量对磷的释放有较大影响。
有机质含量高有利于磷的释放，减少对磷的固定。
土壤水分适宜有利于磷酸盐的扩散、水解，易被作物吸收。
二、常用磷肥的品种和性质按溶解度的不同，磷肥分为三类：01水溶性磷肥，如过磷酸钙、重过磷酸钙；2枸溶性磷肥，如钙镁磷肥、沉淀磷肥（如钢渣磷肥）；3难溶性磷肥，如磷矿粉、骨粉。
磷矿粉由磷矿直接粉碎磨细过筛制成，属于难溶性磷肥，一般占全磷量的0.5%-5%。
有效施用方法是施在缺磷的酸性土壤中，或与农家肥难沤作底肥。
骨粉是各种动物骨骼经蒸煮或焙烧，磨成粉状而成。
不同成品骨粉含氮高则磷低，磷高则氮低。
骨粉作为磷肥，在北方石灰性土壤中不易被作物吸收利用，肥效甚微，在南方酸性土壤中与农家肥堆沤或一起撒在田里做底肥，有一定增产效果。
目前我国骨粉产量少，价格高，脱胶后用做农畜的矿质饲料更为经济。
三、使用技术科学施肥要充分考虑土壤有机质、酸碱度、土壤磷素的积累水平，再确定磷肥的适用量，磷肥的合理分配，磷肥的施用时间和方法。
01、磷肥的适宜用量。
磷肥的特点与氮肥有差别。
在土壤中移动性差，易固定，当季利用率低，后效大。
原则上磷肥的用量越大，当季肥效越小，这就是施肥报酬递减现象。
10.9磷肥的合理施用
H+
CaHPO4
H+
Ca (H2PO4)2
可中和部分酸，调节了土壤反应，提高了磷 素的有效性
中性或石灰性土壤：在微生物和作物根分泌的酸的 作用下逐步溶解 Ca3(PO4)2 微生物和作物根分泌的酸 Ca (H2PO4)2
溶解释放磷酸的速度较缓慢，肥效较长 施用后较长一段时间内，溶解>固定
在土壤中的转化：
北
增加
西 南 东
影响因素：
土壤母质、 成土过程、 耕作施肥等
土壤供磷状况以土壤有效磷(Available P content)含量表示：
中性或石灰性土壤：P<10mg/kg，表示有效磷不足
酸性土壤：P<15mg/kg，表示有效磷不足
Available P content (Bray II) Pink <30 mg/kg (moderately deficient) Red: <20 mg/kg (deficient) Dark red: <10 mg/kg (severely deficient)
骨粉在夏季施用肥效比冬季快。有生骨粉（22
％）、蒸制骨粉（29％）、脱胶骨粉（33％）。
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新型磷肥
1. 聚磷酸
聚磷酸是一种脱水程度不同的磷酸聚合 物，有焦磷酸，三聚磷酸和偏磷酸三种基本 形式，含 P2O5为 76%～ 85%，是一种制备高 浓度磷肥的原料。
土壤中磷的形态及转化的探讨
土壤中磷的形态及转化的探讨解锋;李颖飞【摘要】研究磷在土壤中的存在规律、转化规律及其转化产物的有效性,可指导合理施肥和开发新的磷肥品种.土壤中磷的存在形态,一般分为无机态磷(水溶态、吸附态、矿物态)和有机态.作物主要是吸收无机态磷,其有效性随土壤pH值而变化.植物所需磷素的唯一来源是通过根系由土壤中吸收的.因此土壤的理化性状势必影响土壤磷的形态、有效性及供应潜力.土壤中各种形态的磷素,随土壤环境条件:pH值、有机质、水分、温度、矿物组成、可溶性阳离子性质、氧化还原状况的不同,进行着磷的固定或释放的转化和循环.【期刊名称】《杨凌职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(010)001【总页数】5页(P4-8)【关键词】土壤;磷素【作者】解锋;李颖飞【作者单位】杨凌职业技术学院,陕西,杨凌,712100;户县森林资源管理中心,陕西,户县,710300【正文语种】中文【中图分类】S143.21 磷素的土壤化学磷肥施入土壤后，随着土壤性质和组成的不同，很快就与土壤发生各种物理和化学反应，形成一系列新的磷酸盐。
所以植物吸收的磷，往往已不是磷肥中原有的化合物，而是这些反应后形成的新产物。
研究磷在土壤中的存在规律、转化规律以及转化产物的有效性，不仅对指导合理施用磷肥提供理论依据，而且对发展新的磷肥品种也有十分重要的意义。
1.1 土壤中磷的存在形态1.1.1 无机态磷土壤中无机态磷几乎全部是正磷酸盐，一般分为水溶态、吸附态和矿物态三类。
(1)水溶态磷。
在土壤溶液不同的pH 值条件下，磷酸进行相应的解离，形成三种磷酸根离子。
H3PO4 + OH- → H2PO4- + H2O pH = 2.1H2PO4- + OH-→ HPO42-+ H2O pH = 7.2HPO42-+OH-→PO43-+H2O pH = 12.5其中H2PO4-最易被植物吸收，HPO42- 次之， PO43-则较难吸收。
当pH=7.2时，H2PO4-与HPO42-各占50%。
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三、土壤中磷素的存在形态
土壤磷按化学结构可分为有机磷和无机磷两种形态，在大多 数土壤中，磷以无机形态为主，主要以正磷酸盐的形式存在， 焦磷酸盐的数量很少；有机形态的磷含量较低，而且变幅比较 大。按其溶解度可分为水溶性磷、枸溶性磷和难溶性磷。
1. 无机磷
1.1 矿物态磷 1.2 吸附态磷 1.3 水溶态磷
含有磷酸一钙、磷酸和含水磷酸二钙的饱和溶液，即所谓的异 成份溶解，其化学反应是：
❖ Ca(H2PO4)2·H2O+H2O→CaHPO4·2H2O+H3PO4 这种具有强酸性（pH值为1.5左右）的饱和溶液向肥粒外面扩散。
水溶性磷被土壤“固定”的过程：
酸性土：
初始ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
“老化”
阶段
阶段
过 程：水溶性 无定形 结晶态
2. 有机磷
2.1 植素类(肌醇类) 2.2 核酸类 2.3 磷脂类
土中磷的动态变化
1.1 矿物态磷
矿物态磷包括含磷的原生矿物，次生矿物及其他含磷化合物。 这些磷含灰石磷是化土合壤物中常是见指的肥主料要磷含磷与土壤反应产生的，溶解度较小的 中 物 表1。间原 部 组 含。土产分分生有，变C矿壤物a实 化物2中，+、际、，含它F上磷一-、磷们磷酸般O的灰根存在H石聚在-矿土以包 合于及物壤括 程土其目中了 度壤它前不一 不沙置类 同粒已稳换、经定鉴，定很的快有会3转0化多为种其，它主含要磷的化见合下
在正常土壤pH值范围内，溶液中以H2P04-和HPO42-为主。其 中，pH在3~7之间以H2PO4-为主；在7~11之间以HPO42-为主； 而H3PO4只在土壤pH值<4时出现，PO43-只在pH值>11时出现。 H2PO4-，HPO42-离子出现的最初、最终以及比例最高时的pH值 列在表2中。
1.2 吸附态磷
土壤中吸附态磷包括以配位吸附(又称专性吸附或化学吸附) 和阴离子交换吸附等形式保存在土壤固相表面的磷。其中，磷 的配位吸附是指发生在土壤固相表面以配位键形式结合的磷。 其化学实质是磷酸根取代其它配位体（主要是-OH基），并与 固相物质表面的金属离子配位,保持在胶体表面的过程,具有某 种程度的专一性。阴离子交换吸附则是以静电引力为基础的磷 酸根与土壤胶体吸附反应，其基本原理与阳离子交换吸附类似。
土壤中磷的形态及转化
2011.8
参考文献
[1]解锋,李颖飞.土壤中磷的形态及转化的探讨[J].杨凌 职业技术学院学报,2011,10(1):4-8. [2]尹逊霄,华珞,张振贤.土壤中磷素的有效性及其循环 转 化 机 制 研 究 [J]. 首 都 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版),2005,26(3):95-101. [3]陈刚才,甘露,王仕禄,万国江.土壤中元素磷的地球化 学[J].地质地球化学,2011,29(2):78-81.
2.枸溶性和难溶性磷肥的转化
枸溶性和难溶性磷肥都是不溶于水的磷肥，如钙镁磷肥和
磷矿粉。施入土偏壤磷后的酸转钙化过程与水深性磷肥不同，主要是一
个溶解的过程。所以这些磷肥一般只适用于酸性土壤，依靠土
壤酸性逐渐溶解，使它变为有效。
磷矿粉
磷矿粉施入酸性土壤后，即与土壤中的酸作用而部分溶解，
生成的水溶性或有效性磷又大部分重新与土壤中的铁、铝作用
速度有所变慢。二是在等量的肥料情况下，钙镁磷肥所提供的
有效磷比磷矿粉高得多。
骨粉
四、土壤中磷素的转化 化学沉淀反应一般发生在土壤溶液中磷 浓度高的微域环境内,特别是在肥料颗粒
周围.在水溶性肥料施入土壤中后,磷肥颗
施肥
溶 解 溶
有其 粒 升机磷开高中态的始至阴在磷吸饱吸离分(影和收附子解响土或包的利矿壤接括交用化水近阴换有率分饱离吸机的和,子颗附因物,素粒由交是质)内于换以的部存吸静过磷在附电程的浓和引中浓度配力, 度梯位为吸基础附，， 磷 度,酸土磷根壤和与质生土子物壤以将胶扩它体散们的方所吸式需附进要入反的周应磷围,同基土化本壤,原溶理与阳 离 液里子将和交多土换余壤吸的中附磷的类释金似放属；出铁离磷来、子的,铝这发阴、个生离钙过化子、程学配镁就反位应吸产附(又 称 生难专是溶性有沉吸机淀附磷物或的。化矿学化吸.如附果)是有指机磷质酸提根供粒子作为
③ 闭蓄态磷（O-P）。磷酸盐（尤其是磷酸铁盐）被氧化铁胶 膜包裹时，称为闭蓄态磷。
一般在酸性土壤中以闭蓄态磷为主，其次为磷酸铁盐；在石 灰性土壤中以磷酸钙盐为主；在中性土壤中，各种形态的磷酸 盐均占有一定的比例，磷酸铝盐所占的比重大于酸性和石灰性 土壤。磷的有效性随土壤pH而变化，当pH在6～7之间时磷的 有效性最大。
2. 有机磷
土壤有机含磷化合物主要来自于植物,也有相当一部分来自于 土壤生物、特别是微生物.绝大多数土壤有机磷以单脂键或双脂 键与土壤腐殖质结合。由于与磷结合的有机分子多样性，有机 磷的化合物也有许多种。其中相当一部分是未知组分，已知组 分的有机磷化合物主要有三类：
2.1 植素类(肌醇类)
植素类物质主要来自于植物的六磷酸肌醇和五磷酸肌醇， 也有一些肌醇类物质来源于微生物，它们是土壤有机磷的主要 部分，一般占有机磷总量的1/3，变幅在10%~50%之间，高时可 达60%。
四、土壤中磷素的转化
土壤中各种形态的磷素，根据其所处的土壤环境条件(酸碱度， 有机质、水分、温度、矿物组成、可溶性阳离子性质、氧化还 原状况等)，进行着磷的固定或释放的转化和循环。
1.水溶性磷肥的转化
水溶性磷肥包括磷酸一钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸二氢 钾、磷酸氢二钾等，它们进入土壤后,很快被土壤中的铁、铝、 钙等固定成为难溶性磷酸盐。
HPO42-
磷含量较高时，土闭壤蓄以态吸磷附(为有主效，性磷降素低浓) 度 有机态磷和难溶性较磷低酸时盐，在土壤吸附土的壤磷磷即的发有生效解化吸是。磷由土壤
溶 出
一定条件下，转化为植物可以 固相向随液着相时的间释的放延过续程，,包生括面无 吸收利用的水溶性的磷酸盐或 机磷物的老溶化解、，结吸晶附，态一磷部的分解吸、
而生面磷酸铁、磷酸铝。这种溶解作用到第二年时，可有50%
的磷矿粉被溶解。当大部分磷矿粉转化为磷酸铁、磷酸铝后，
溶解作用显著减慢。这种情况与钙镁磷肥的转化情况相似，只
是钙镁磷肥的转化速度快得多，而且在第二年几乎全部都转化
为磷酸铁、磷酸铝。
钙镁磷肥和磷矿粉有两点不同：一是钙镁磷肥的有效水平
增脱长到氟第磷二肥年，即出现下降趋碱势熔，磷而肥磷矿粉则一直上升，虽然
❖ q = A b C / （1 + b C）
式中：q—吸附量；C—平衡浓度；A—最大吸附量；b—常 数，它与结合能有关。
上述方程中的A和b，不同土壤有很大不同。b是与结合能有 关的常数，b愈大，表示磷与土壤间的吸附力愈强。被吸附的 磷结合能愈大，其肥效也就愈小。随着时间的增长，被吸附的 磷可以进一步转化，如在酸性土壤中可由“单核”结构转化为 “双核”结构，其肥效即大大降低，而且部分磷可以逐渐渗透 到土粒内部而转化成闭蓄态磷，即磷的外面被一层铁膜包被， 因此有效性很小。
出 H2PO4-
化学沉淀 释放作用
配位的体磷与不土能壤满胶足体这表些面生的物-的O需H要基,发它生的配位 体交们换就,会保从持土在胶壤体中表吸老面收化的磷过,这程就,具构有成某种程度 的无专了定一磷形性的磷。生酸盐磷物固的持吸作附用主。要发生在结氧晶化态物磷酸，盐粘 土矿物和有机固相表面。
Eh交磷替的变化吸附与解吸量取决于土壤中磷的含量：
磷的吸附主要发生在氧化物、粘土矿物和有机固相表面，土 壤中吸附态磷以专性吸附态为主。
1.3 水溶态磷
土壤溶液中磷含量很低，大多数土壤中水溶态磷的浓度为 10-6~10-5mol/L(0.03~0.3mg/L) 磷 在 土 壤 溶 液 中 主 要 以 正 磷 酸 盐 的形式存在。由于正磷酸盐是三元酸，随着氢离子逐步解离形 成三种不同形式的磷酸根：H2PO4-，HPO42-，PO43-。这三种磷 酸根的浓度受溶液中氢离子解离程度的控制，即与土壤的pH值 有关。
弱酸溶性的磷酸盐的吸过附程态是磷其 有机磷磷还的会矿转化化、为迁闭移蓄过态程磷中，与
矿物矿化有效性提高的过程，通常称之 其它肥土效壤就组大分大的下反降应了等。。
为磷的释放。
国内外大量的研究证明土壤中存
有机肥带入的微生物
在许多微生物，能够将植物难以吸
生理收酸利用性的肥磷料转化为可吸收利用的形
态，具有这种能力的微生物叫做解
2.2 核酸类
含磷的核酸类物质包括核酸和核苷酸，来源于植物和其它 土壤生物，含量较低，约占有机磷总量的0.2%~2.5%。
2.3 磷脂类
磷脂类化合物包括卵磷脂和脑磷脂等，植物、土壤动物和 微生物残体均可以释放磷脂类化合物，其中以土壤微生物为主， 约占土壤有机磷的1%~5%。
其它一些数量较少的有机磷化合物还有糖磷酸(细菌的胞壁 酸等)，磷蛋白、甘油磷酸等。有机磷在土壤中的存在方式包括 吸附态和磷脂键结合态两种，分布于各有机质组分中，包括与 土壤腐殖质部分结合的，动植物残体中的以及活的土壤生物体 内存在的磷(又称生物磷,或译为生物量磷)。其中，新鲜有机物 质中的磷和生物磷是易分解态磷，其它含磷有机化合物的生物 有效性主要取决于其空间分布。
磷菌或溶磷菌。
解磷菌的解磷机制因不同的菌株
Ca-P
土壤
难溶磷 Al-P
Fe-P
50-80%
解磷菌
而有所不同。有菌机根磷菌微生物在土壤
缺磷的情况下，向外分泌植酸酶、
活化核 转 的 有 pH酸 化 解 机值酶 为 磷 酸，植 共和 无 机 有与菌 在生物磷 机 制 关铁根 植联的酸 磷 一 ，、菌 物合根可溶性磷这酶酸般铝是 的体系等盐认些、特幼。形为有，。定苗钙成与机水无的时、C的微酸解机真期镁O相有磷生能菌，等2 互与真机微物够离作特菌磷生产降子用定侵物生低结，的的入
“闭蓄态固定” 阶段