磷素营养与磷肥

2. 重过磷酸钙 （ Ca(H2PO4)2.H2O ，含P2O5 36%-54%） 又称为三料磷肥，或重钙
不含石膏，磷素含量高 含4%-8%的游离酸，吸湿性、腐蚀性强于普钙
不含硫酸铁、铝，不会发生磷酸退化作用
（二）弱酸溶性磷肥
凡能溶于2%柠檬酸、中性柠檬酸铵或微碱性柠檬酸铵的磷肥 称为弱酸溶性磷肥，也称为枸溶性磷肥。 1. 钙镁磷肥 （α-Ca3(PO4)2， 含P2O5 14%-20%) （1）性质 外观： 黑绿色或灰棕色粉末 成分：含Si, Mg, Ca等 无腐蚀性 不易吸潮 pH 8-8.5
Ca(H2PO4)2 CaHPO4 Ca4H(PO4)3 Ca10(PO4)6.(OH)2
酸性土壤：
Fe3+ + H2PO4 - + 2H2O AI3+ + H2PO4 - + 2H2O 2H+ + Fe(OH)2.H2PO4 2H+ + AI(OH)2.H2PO4
固定机理之二 吸附固定
非专性吸附
（3）施用
可作基肥、追肥和种肥。
基本事实：磷素在土壤中移动性小
容易发生固定
对策：减少肥料与土壤的接触面， 增加其与根系的接触机会
具体办法：集中施用 分层施用
与有机肥料混合施用
沟施 穴施 蘸根
肥料造粒
根外追肥
磷肥与有机肥料混合施用，可以降低土壤对磷的固 定，提高磷的有效性。 机理？
降低了肥料与土壤接触面; 有机酸的溶解和络合作用; 为微生物活动提供能量.
（一）含量 植物体内磷的含量约为干物重的0.2-1.1%。
(二) 分布

不同作物及同一作物不同组织磷含量不同
集中在幼芽和根尖
再利用能力强达80％以上


油料作物含磷量高于豆科作物，豆科作物高于谷类作物
幼嫩器官高于衰老器官 繁殖器官高于营养器官 种子高于叶片，叶片高于根系
(三)植物体内磷的形态
H+
H+
α-Ca3(PO4)2
CaHPO4
Ca(H2PO4)2
石灰性土壤，难以溶解释放，有效性差。
（3）施用
考虑土壤性质、作物种类、施用方法等
土壤性质：pH值<6.5，当季肥效与普钙相当，后效高； 中性和石灰性土壤肥效差 作物种类：利用磷能力强的作物，如豆科作物 需硅多的作物，如水稻、小麦等 施用方法：撒施作基肥，与土壤充分混合。
我国拥有世界磷矿资源的8.3%, 资源占有量居 世界第三，磷矿和磷肥产量为世界第二。 是世界上最大的磷肥进口国，磷肥消费量居世 界第一位，占世界总消费量的 29.7% 磷矿资源的特点 分布不均 类型齐全 难多易少 贫多富少
70%磷矿分布在云、贵、川、 湘、鄂等。
资源有限！应倍加珍惜，合理利用
一炷香型水稻
玉米缺磷出现紫苗
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
磷素过多引起的水体富营养化及其结果
（一）土壤中磷素的含量和形态
含量
一般范围为0.02%-0.11%.
有机态磷：占土壤全磷的10%-50%
形态
以植素或植酸类，核蛋白、核 酸，磷脂等含磷化合物为主。
（三）难溶性磷肥
凡主成分既不能溶于水亦难溶于弱酸，而仅能溶于强酸 的磷肥称为难溶性磷肥。有磷矿粉、骨粉等。
1、磷矿粉
由磷矿石直接粉碎磨细后而成
优点
成本低 调节pH(含碳酸钙等) 肥效长 施用范围有限，只适于酸性土壤
缺点
性质
外观 灰褐色粉末 成分复杂 呈中性至微碱性 磷素含量 含全P2O5 10%-25%，其
过磷酸钙、重过磷酸钙 钙镁磷肥
磷矿粉
（一）水溶性磷肥
所含的主要成分（H2PO4-）能溶于水，包括过磷酸钙、重 过磷酸钙、硝酸磷肥、氨化过磷酸钙
1. 普通过磷酸钙 （ Ca(H2PO4)2.H2O ，含P2O5 14%-20%）
（1）性质
Ca10(PO4)6.F2 + H2SO4 +H2O Ca(H2PO4)2.H2O + CaSO4 + HF 外观 （灰白色粉末或粒状的含磷化合物） 成分（游离酸、硫酸铁和硫酸铝） 吸湿性、腐蚀性 磷酸的退化作用：当过磷酸钙吸湿后，除易结块外， 其中的磷酸一钙还会与硫酸铁、铝等杂质发生化学反应 形成溶解度低的铁铝磷酸盐。
第九章 植物的磷素营养 与磷肥
磷
磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。它对作物 高产及保持品种的优良特性有明显的作用。因此，研究如 何提高磷的利用率也是近年来学术领域的热点。
主要内容
植物的磷素营养
土壤中的磷素及其转化
磷肥的种类、性质及其施用
磷肥的合理施用
一、植物体内磷的含量及分布状况
寻求新的可替代的资源（循环利用）
2. 磷肥的制造原理
机械法
酸制法
将磷矿石直接采用机械法加工粉碎而成。 采用硫酸、磷酸、硝酸、盐酸等单酸或混酸 处理磷矿，加工而成。如过磷酸钙、重过磷 酸钙、硝酸磷肥、沉淀磷肥、磷酸铵等 采用高温加热法分解磷矿粉，加工而成。 如钙镁磷肥、钢渣磷肥、碱熔磷肥等。
热制法
硫酸 磷酸
过磷酸钙 重过磷酸肥 硝酸磷肥 磷酸 + 石灰乳 13500C
磷 矿 + 粉
硝酸
盐酸
沉淀磷肥
含镁、硅矿物 12000C
含钠、钾矿物 水蒸气 高温
钙镁磷肥
碱熔磷肥 脱氟磷肥
NH3
磷 酸一铵
氮肥（尿素、硝酸铵等）
2NH3
磷 酸二铵
硫 酸 铵 硝 酸 铵 尿 磷 铵 氯 磷 铵 多 磷 铵
钾肥（硫酸钾、氯化钾）
无机态磷：占土壤 全磷的含量50%-90%.
以钙、镁、铁、铝等磷酸盐形态 存在（pH>7的土壤，主要以磷酸 钙形态存在；酸性土壤以磷酸铁、 铝为主）。
土壤中含磷的主要无机化合物
Ca-P
主要发生北方石灰性土壤 Fe-P Al-P 主要发生南方土壤 土壤磷的分组研究！
Occluded phosphorus
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。 ③包被于磷酸表面铁质胶膜还原，提高了闭蓄态磷的有 效度。
轮作施磷原则：“重旱轻水”
3、土壤中磷的循环
一、磷矿资源与磷肥的制造
1、磷矿资源 主要为磷矿石，其次是含磷的铁矿。 尚有兽骨和海鸟粪等。
世界上
美国（30%）、摩洛哥（17%）、中国（14%）、 俄罗斯等（1999年）
b.影响磷素固定的因素
粘土矿物类型、组成 土壤质地 pH Eh 水热状况 其它
黏土矿物>原生矿物；1:1型黏土 矿物>2:1型黏土矿物。 铁、铝氧化物，特别是絮凝氧化 铁胶体，对磷的吸附容量大。
土壤淹水后有效磷含量的变化？
①酸性土壤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。
（二）供磷过多
生育期提前、早衰 常常引起植物缺铜、锌、铁等营养 需经过精确的化学分析，才能得出正确结果！
中磷
高磷
磷肥促进玉米成熟
缺磷
正常
缺磷导致作物植株 矮小，禾谷类作物分蘖 减少，叶色暗绿
缺磷使柑桔果实变小
缺磷导致小麦成熟期推迟
缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化 较重，如玉米秃尖，
（二）磷参与植物体内代谢过程
1、磷能加强光合作用和碳水化合物的 合成与运载
磷参与光合磷酸化，将太阳能转化为化学能，产生ATP CO2的固定和同化产物形成要磷参加 蔗糖在筛管中以磷酸脂形态运输
2、促进氮素代谢
促进蛋白质合成.
利于体内硝酸的还原和利用
增强豆科作物的固氮量
3、促进脂肪代谢
石灰性土壤： Ca(H2PO4)2 CaHPO4 Ca4H(PO4)3
Ca10(PO4)6.(OH)2 酸性土壤： Fe3+ + H2PO4 - + 2H2O AI3+ + H2PO4 - + 2H2O 2H+ + Fe(OH)2.H2PO4 2H+ + AI(OH)2.H2PO4
过磷酸钙固定过程
O-P
（二）土壤中磷的转化
1．土壤磷的有效化过程
有机态磷和难溶性磷酸盐在一定条件，转化为植物 可以吸收利用的水溶性的磷酸盐或弱酸溶性的磷酸盐的 过程是其有效性提高的过程，通常称之为磷的释放。 （1）有机磷的矿化过程
（2）无机磷酸盐的有效化 ①酸溶作用 ②氧化－还原作用 ③络合作用
2．土壤磷的无效化过程
表：过磷酸钙的质量标准
项 目 特级 >20 <3.5 < 8.0 一级 18 二级 16 三级 14 5 14 四级 12 5 14
1 有效磷含 量（P2O5%） 2 游离酸 （%）
4
10
4.5
12
3 水分（%）
（2）在土壤中的转化
(a) 肥料颗粒刚入土，开 始从土中吸水 (b) 肥料颗粒周围形成磷 酸，并向外移动
所以油料作物对磷敏感。
4、提高作物对外界环境的适应性
如抗旱、抗寒、抗病等
三、植物对磷的吸收
1. 主要是正磷 酸盐：H2PO4－> HPO42－>P043－
2.偏磷酸盐（HPO3）、焦磷酸盐（ H4P2O7 ）
3.少量的有机磷化合物
四、磷素营养失调症
（一）磷素营养缺乏症
＊植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立，分蘖或分枝少 ＊花芽分化延迟，落花落果多 ＊多种作物茎叶呈紫红色，水稻等叶色暗绿 症状从茎基部开始 ＊植物缺磷的症状常首先出现在老叶
有机磷：占85％，以核酸、磷脂、 形态 植素为主 无机磷：占15％，以钙、镁、钾的 磷酸盐形式存在
幼叶中有机态磷含量较高，老叶中无机磷较多。 无机磷绝大部分存在于液泡中，磷脂只存在于细 胞质中。
二、磷的营养作用
（一）磷是植物体内重要化合物的组成元素
核酸（由磷酸、戊糖和含氮杂环组成）与
核蛋白（由核酸和蛋白质组成） 磷脂 植素 腺苷三磷酸（ATP）及其它含磷化合物
易溶性或速效态磷酸盐转化为难溶性迟效态 和缓效态的过程，通常称之为磷的固定。 土壤中磷的固定是非常普遍的。
a.固定机理

化学固定 吸附固定 闭蓄态固定 生物固定
固定机理之一：化学固定
化学固定: 形成钙、铁、铝等磷酸盐的沉淀。
酸性土壤铁、铝等磷酸盐；
石灰性土壤形成磷酸钙盐沉淀；
石灰性土壤：
专性吸附
固定机理之三:
闭蓄态固定
指磷酸盐被溶解度很小的无定形铁、铝、钙等 胶膜所包蔽，而使磷的有效性降低的固定机理。 固定的磷称为闭蓄态磷（Occluded phosphate）
固定机理之四:
生物固定
指磷酸盐被溶解度很小的无定形铁、铝、钙等 胶膜所包蔽，而使磷的有效性降低的固定机理。 固定的磷称为闭蓄态磷（Occluded phosphate）
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。
黄瓜缺磷

左边为缺磷植株 右边为正常植株

缺磷的苹果叶：叶片小、 叶色暗淡、发紫色或青 铜色。
油菜缺磷：深紫色的叶 片正在转红色
芹菜缺磷：生长矮 小，叶色发暗，蓝绿色、 老叶发黄、提前死亡脱 落。
图为缺磷的大豆叶片，缺磷使体内碳水 化合物代谢受阻，糖分积累，形成暗绿
表：钙镁磷肥的质量标准
项 目 1 有效磷含 量（P2O5%） 2 水分（%） 3 细度（过 80目筛%） 特级 >20 <0.5 > 80 一级 18 二级 16 三级 14 0.5 80 四级 12 0.5 80
0.5
80
0.5
80
（2）在土壤中的转化
与土壤性质，特别是pH值有密切关系。 酸性土壤逐渐溶解，转化为易溶性磷。
2. 其它弱酸溶性磷肥
沉淀磷肥 (CaHPO4.2H2O, 含P2O5 27%-42%)
脱氟磷肥 (α-Ca3(PO4)2和 Ca2SiO4， 含P2O5 30%左右)
钢渣磷肥 (Ca4P2O9.CaSiO3,含P2O5 8%-14%)
碱熔磷肥 (Ca3Na2P2O9, 或 Ca3K2P2O9, 含P2O5 20%左右)
磷 矿 石
热法
NH3 H2SO4
(能源)
湿法 (H2SO4)
磷 酸
NH3 HNO2 NH3 CO(NH2)3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
复混肥料
NH3 NH4CL
聚合磷酸 XNH3
微肥（Zn、B等）
由磷矿粉制取化成物混成复合肥料的示意图
二、磷肥的种类、性质及施用
按磷肥中所含磷的溶解性，可将其划分为:
水溶性磷肥 弱酸溶性磷肥 难溶性磷肥
Ca(H2PO4)2.H2O + H2O---CaHPO4.2H2O + H3PO4
(c) 过低的pH值导致Fe、 AI和Ca、Mg发生溶解， 形成溶解度低的化合 物 (d) 形成的化合物溶解度 进一步降低，将肥料 磷转化为磷酸二钙
异成分溶解作用
在土壤中的转化
石灰性土壤和酸性土壤对磷的固定机理有
所不同，形成了不同的含磷化合物。