土壤、植物磷素营养与化学磷肥

磷素过多的症状
➢ 叶片肥厚而密集，叶色浓绿；植株矮小，节间过短；出现生长明显受 抑制的症状；
➢ 繁殖器官常因磷肥过量而加速成熟进程，并由此而导致营养体小，茎 叶生长受抑制，也会降低产量。地上部与根系生长比例失调，在地上 部生长受抑制的同时，根系非常发达，根量极多而粗短。
➢ 谷类作物的无效分蘖和瘪籽增加；叶用蔬菜的纤维素含量增加、烟草 的燃烧性差等品质下降；
第8章 土壤与植物磷、钾素营养及磷钾肥
第一节 土壤、植物磷素营养与化学磷肥 第二节 土壤、植物钾素营养与化学钾肥
一、土壤磷素营养
（一）土壤磷的形态与含量
土壤全磷：0.2~2g P/kg ，全国50%~70%耕地土壤有效磷缺乏 取决于土壤母质、成土过程、有机质、质地
土壤溶液磷
无机磷
有机磷
土壤溶液磷 浓度 0.03~0.3 mg/L ❖ pH=7.2 是H2PO4- 和HPO42-的分界点，
弱酸溶性磷肥的基本性质
磷肥品种 钙镁磷肥 沉淀磷肥 钢渣磷肥
主要成分% P：6~10 P：8~13 P：4~9
主要化合物
钙镁硅磷盐
CaHPO4 CaHPO4·2H2O 5CaO·P2O5·SiO2 7CaO·P2O5·SiO2
溶解性能 溶于柠檬酸 溶于柠檬酸 溶于柠檬酸
（三） 磷矿粉
含P2O5 10%-25%，含枸溶性磷1%-5%。溶解度与组成和 细度有关。碳酸磷灰石>羟磷灰石>氟磷灰石，细度大，溶解 度增加。
P：20~26 N：10~13
P：20~23 N：15~18
主要化合物
Ca(H2PO4)2·H2O CaSO4·2H2O
Ca(H2PO4)2·H2O
溶解性能 86%溶于水， 其它溶于柠檬酸 （盐）溶液
同上
吸湿性
遇潮结块
吸湿有腐溶 性
NH4H2PO4
95~100%溶于水
(NH4)2H2PO4
同上
异成分溶解过程
（二）磷肥加工方法
❖ 机械法：机械粉碎、磨细制成；难溶性磷肥；难溶或微溶； ❖ 酸制法：用酸处理磷矿粉制成水溶性磷肥；溶于水，肥效快； ❖ 热制法：利用高温使磷矿石分解，制成弱溶性磷肥。
四、常用化学磷肥的主要性质
（一）普通过磷酸钙（普钙）
灰白色或深灰色粉状或粒状，主要成分: Ca(H2PO4)2，P2O5含量12%-20%，另含40%-50%的硫酸钙和2%4%的各种硫酸盐还有3.5%-5%的游离酸。肥料呈酸性，并稍带酸的 气味，具有腐蚀性，易吸湿结块，施用时散落性差。
喜磷 豆科、绿肥、油菜
不喜磷 禾本科
磷肥优先分配于喜磷作物；需磷特性相似，则 优先分配越冬作物
水旱轮作：旱重水轻
土壤有效磷含量与磷肥反应的分级指标
测定 方法
有效磷 （P）含量
0.5M NaHCO3 浸 提法
<5ppm
<10ppm 10~15ppm
>15ppm
作物对磷肥的反应
严重缺磷，对磷肥反应极好，磷是限 制因子 缺磷，磷肥有良好的反应 对需磷迫切的豆科及绿肥作物，磷肥 有效，对水稻小麦效果不显著 一般无效
磷脂 植素 腺苷三磷酸（ATP）及其它含磷化合物
2、参与作物体内许多代谢过程 •光合产物的转运有密切关系 •氮素代谢 •脂肪代谢
3、增强作物抗逆性
磷能增强作物的抗寒性 磷能增强作物的抗旱性。 磷能提高作物的缓冲作用
（三）植物对磷的吸收与同化
1、形态 正磷酸盐（主要）、焦磷酸盐和偏磷酸盐。 H2PO4- 、HPO42- 、PO43-
特性：难溶性、迟效性、不吸湿、不结块。
（四）常用磷肥的合理施用
1. 基肥相对集中施用：条施、穴施、沾秧，根际施肥。 2. 氮磷配合：作物需氮磷比例为2-3:1 3. 轮作制度中磷的分配 4. 有机肥料与磷肥肥效 5. 磷肥品种的选择 6. 合理施用磷肥的两个问题
深施与浅施 集中施用与撒施
作物 旱旱轮作
化学固定 磷灰石，磷铝石与磷铁矿
Ca(H2PO4)2 → CaHPO4或CaHPO42H2O → Ca8H2(PO4)63H2O → Ca10(PO4)6(OH)2
吸附固定
生物固定
2、土壤中磷的释放
有机磷的矿化
Ca5(PO4)3OH 2H+
Ca4H(PO4)3 + Ca2+ + H2O 2H+
3CaHPO4 + Ca2+ 6H+
➢ 施用磷肥过多还会诱发缺铁、锌、镁等养分。
三、常用化学磷肥的种类
（一）磷肥资源
我国的磷矿资源丰富，主要分布在贵州、云南、四川、湖南、 湖北等省。
一般根据磷矿石中全磷含量的多少，将其划分为不同的品位。 高品位磷矿全P含量>12.2%；中品位磷矿7.86%~12.2%；低品位磷 矿<7.86%。
高品位的磷矿适宜于磷肥工业或制造高质量的磷肥用，而中、 低品位的磷矿一般只适宜于就地开采、就地加工、就地利用。我国 磷矿资源中有90%属于中、低品位磷矿。
❖ 土壤因素：供磷状况、pH（6.5-7.5)、通气（淹水条件下磷 的有效性高）、温度、质地
（四）植物磷营养失调症
❖ 缺磷植株生长矮小、茎细直立，分枝或分蘖较少，根系 发育差，叶片呈暗绿或灰绿色而无光泽，茎叶常因积累 花青苷而带紫红色
❖ 缺磷症状从老叶开始向上扩展。缺磷植物的果实和种子 少而小。成熟延迟。产量和品质降低
酸性土壤上多以H2PO4- 形态存在， 碱性、石灰性土壤上多以HPO42-存在；
无机态磷 ❖ 土壤磷主要来自磷灰石的风化 ❖ 耕地土壤中，形成多种磷化合物
水稻土中闭蓄态磷和铁结合态磷为主 酸性土壤中除了蓄态磷和铁磷、铝磷 石灰性土壤中以磷酸钙为主
有机磷
❖ 肌醇磷酸盐 ❖ 核酸 ❖ 磷酯
（二）磷在土壤中的转化 1、固定
6CaH2PO4 + 6Ca2+
磷在土壤中的移动
➢ 磷在大多数土壤中很少移动。它通常滞留在矿物风化或施肥 所在的位置。
➢ 虽然磷在砂质土中的移动比在粘土中强，但很少由于淋洗而 损失。
➢ 地表侵蚀（径流）能带走含磷的土壤颗粒。 ➢ 径流和作物移取是土壤磷损失的最主要途径。
二、植物磷素营养
（一）植物体内磷的含量与分布 1、含量（P2O5） 约为干物重的2-1.1 g/kg，大多数0.3%-0.4%。
磷肥的当季利用率为10-25%。豆科植物、绿肥较高，水 稻、玉米其次，小麦、棉花较低。
积累在土壤中的磷，仍有可能被释放，产生后效。磷肥的 叠加利用有多大，尚难以确定，有研究认为可高达90%。因此， 不必每茬作物都施用磷肥。
过磷酸钙的退化作用（吸湿） Ca(H2PO4)2∙H2O + Fe2(SO4)3 + 5H2O→2FePO4∙4H2O + CaSO4∙2H2O +2H2SO4
肥料品种 普通过磷酸
钙
重过磷酸钙
磷酸一铵
磷酸二铵
水溶性磷肥的基本性质
ห้องสมุดไป่ตู้
主要成分
P：6~9 S：10~20 Ca：20
P：20~22 Ca：12~16
（二） 钙镁磷肥
黑绿色粉末，不溶于水但能溶于弱酸（2%的柠檬酸 或中性柠檬酸铵）。其主要化学成分是a型磷酸三钙， P2O5 14%-18%。肥料中还含有约30%的氧化钙和15% 的氧化镁，水溶液呈碱性，pH 8.2-8.5。不吸湿，不结 块。无腐蚀性。
施入土壤后，在作物根系分泌的酸或土壤中的酸性物质作 用下，逐步溶解释放出有效磷。在石灰性土壤上，钙镁磷肥的 肥效不如等磷量的过磷酸钙，但后效较长，
主要以有机态存在（85%），磷脂、核酸、核蛋白和植素等。 Pi主要是Ca、Mg、K的磷酸盐，含量虽少，但其消长与介质中磷 供应水平关系密切，可作为诊断指标。
❖ 将P转换成P2O5只要乘以2.29便可，将P2O5转换成P则乘以0.43。
2、分布
•种子中含量最多 油料作物种子>豆科作物种子>禾谷类作物种子 油菜籽1.1%，大豆1%，水稻0.6%
•生育前期的幼苗含磷量>后期老熟的秸秆
•器官 幼嫩器官>衰老器官 繁殖器官>营养器官 种子>叶片>根系>茎秆
还受土壤供磷水平影响
植物体内磷的再分配
❖ 磷在作物体内再分配、再利用 的能力很强
❖ 植株的缺磷首先从老的器官开 始
（二）磷的主要营养作用
1、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）
2、机理
植物根细胞吸收的方式与NO3-相同，需要以质子泵向膜外 泵出H+为驱动力，以H+和H2PO4-共运的方式，由H2PO4-转运蛋 白（载体）将H2PO4-运入细胞膜内，是主动吸收过程，需要能 量。植物对磷的吸收主要在根毛区进行。
3、影响作物吸收磷的因素
❖ 根系因素：根系形态、根毛，根系分泌物的数量、种类、根 的阳离子代换量