植物的磷素营养与磷肥

第三章植物的磷素营养与磷肥

磷于1669年为德国汉堡炼金家布兰德所发现。地壳中磷（P2O5）平均含量大约为0.28%。而土壤表土一般变动在0.04-0.25%之间。我国许多土壤磷素供应不足。

解放前磷肥工业几乎空白，1953年研制生产了过磷酸钙，1957年在南京建成年产40吨的过磷酸钙厂。至1984年磷肥产量已达235.96吨（P2O5），在美国、苏联之后具第三位，N: P2O5从1970年1:0.6降至1980年1:0.23，（1981－1985期间1：0.25）。

第一节磷的营养作用

一、植物体内磷的含量和分布

植物体内磷的含量（P2O5）一般为植株干重的0.2-1.1%，其中大部分以有机态磷形式存在，如核酸、核蛋白、磷脂、植素，约占全磷的85％。其余是以钙、镁、钾的磷酸盐存在。不同作物，同一作物不同器官，不同生育期，含磷量是有变化的。

生殖器官>营养器官，种子>叶片，叶>根系>茎杆,幼嫩部位>衰老部位。新芽、根尖等分生组织中，磷显著增高，表现出顶端优势，磷在作物体内分配。再利用的能力强。因而植株缺磷症状首先是从最老的器官（一般为底层老叶）组织开始表现出来。

二、磷的营养功能

（一）、磷是植物体内重要化合物的组成元素

1、核酸与核蛋白

核酸是作物生长发育、繁殖和遗传变异中极为重要的物质，磷的正常供应，有利于细胞分裂、增殖，促进根系的伸展和地上部的生长发育。

2、磷脂：

磷脂在种子内含量较高，说明在其繁殖方面有重要作用，磷脂分子中既有酸性基因，又有碱性基因，对细胞原生质的缓冲性具有重要作用，因此磷脂提高作物对环境变化的抗逆能力

3、植素：

是磷的特殊贮藏形态，主要集中在种子中，种子中磷80％以植素存在，植素的形成有利于淀粉合成，但在后期磷供应过多，导致淀粉的合成逆向发展。

4、含磷的生物活性物质

腺苷三磷酸（ATP）、乌苷三磷酸（GTP）、脲苷三磷酸（UTP）、胞苷三磷酸（CTP）。它们在物质新陈代谢过程中起着重要的作用，尤其是ATP。磷还存在于许多酶中，辅酶Ⅰ（NAD）、辅酶ⅡNAPT、辅酶A(HS-CoA)，黄素酶(FAD)等。

（二）、磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转。

虽然碳水化合物本身不含磷，但它的合成及运输却需要磷参加，光合作用一开始就需要磷参加，另一重要作用是光合磷酸化（变成ATP），磷还能促进碳水化合物在体内的运输

（三）、促进氮素代谢

磷是作物体内氮素代谢过程中的组成成分之一，如氨基转移酶，硝酸还原酶。磷还能提高豆科作物根瘤的固氮活性（以磷增氮）（四）、磷能促进脂肪代谢

糖磷酸丙糖甘油

（需磷）（需磷）脂肪

丙酮酸脂肪酸

（需磷）

油料作物增施磷肥提高含油率。

（五）、提高作物对外界环境的适应性

磷能提高作物的抗旱、抗寒、抗病等能力。磷能提高细胞结构的水化度和胶体束缚水的能力，减少细胞水分的损失，并增加原生质的粘性和弹性，提高了原生质对局部脱水的抵抗能力，根系利用深层水分等（抗旱）。磷能促进各种合成过程，在低温下仍能进行，增加体内可溶性糖类、磷脂等浓度，提高了细胞液浓度，增加了作物抗寒性。

磷能提高作物对外界pH变化的适应能力

OH-

KH2PO4 K2HPO4 缓冲作用在pH6－8时最大

H+

盐碱地上施用磷肥可提高作物抗盐碱能力。

三、作物对磷的吸收

作物通过根系和叶部吸收无机磷和有机磷。

无机磷：主要吸收正磷酸盐，其次有偏磷酸盐 H2PO4-最易

被作物吸收。

有机磷：己糖磷酸脂，蔗糖磷酸酯、核糖核酸。

影响磷素吸收的土壤因素主要有：pH、通气、温度、质地、土壤离子种类等。

pH＝7.2时 H2PO4-＝HPO4＝

pH＞7.2时 H2PO4-＜HPO4＝

pH＜7.2时 H2PO4-＞HPO4＝

因此在pH5.5-7.0之间，磷素有效性最高。因为作物吸收磷素是主动吸收，需要消耗能量，在土壤通气和温度适宜条件下，有利于作物对磷的吸收。由于磷在土壤中的扩散系数很小，移动性小，植物仅能吸收距根表面1－4mm根际土壤中的磷，粘质土壤只有1mm左右仅相当于根毛的长度，由此可见，土壤质地和根系伸展对有效利用磷也有重要意义。

菌根能增加植物吸磷的能力，因为菌根的菌丝能延伸到由根际吸收活动所形成的根际无磷圈以外的地方，从而增大根的吸收面积，增加磷的吸收量。水分对磷的影响最为明显，影响磷酸盐的溶解和转移，故灌溉能提高P的利用率。

NH4+、K＋ Mg2+ 等离子能促进作物对磷的吸收。（协助）

NO3－ Cl- OH- 等离子则降低作物对磷的吸收。（拮抗）

作物特性：不同植物种类，甚至不同栽培品种对磷的吸收都有明显影响，豆科绿肥、油菜、荞麦等对磷酸盐最敏感，其次是一般豆类、越冬禾本科作物，再次是水稻。

四、磷与作物产量、品质的关系

影响作物品质和产量的诸环境因素中，肥料是最有效，作用最快的变量，大量资料表明，增施磷肥可以提高油菜、向日葵等油料作物种子中脂肪含量1-4%，还能改善脂肪品质，增加不饱和脂肪酸，减少饱和脂肪酸含量，提高食用价值和工业利用价值。

蛋白质含量高低是评价禾谷类作物的籽粒及豆科作物种子与饲料品质的一项重要指标，增磷、增强生物固氮可显著地提高豆科作物的产量和品质。

磷对作物的碳水化合物的合成分解和运输起着重要的作用，适宜的磷素营养对果树、蔬菜以及烟草等经济作物的产量和品质均有良好的作用，糖分、Vc、糖酸比、着色和适口性等，但磷过多会有副作用。

①、重要大田作物体内磷的丰缺指标。P80、表3－4

②、几种蔬菜体内磷的丰缺指标。P81，表3－5

④、苹果和柑橘体内磷的丰缺指标。P81，表3－6

③、土壤速效磷丰缺指标（Olsen-p NaHCO3浸提钼锑抗法）

﹤5mg/Kg 缺磷， 5－10mgKg 中等，﹥10mg/Kg不缺。

五、作物磷素营养失调的症状

缺磷时，各种代谢过程受到抑制，植株生长迟缓、矮小、瘦弱、直立、根系不发达，成熟延迟、籽实细小、植株叶小、叶色暗绿或灰绿、缺乏光泽，主要是细胞发育不良致使叶绿素密度相对提高，同时，Fe的吸收间接地促进叶绿素合成，使叶色暗，严重缺磷时，在不少作物茎叶上明显地呈现紫红色的条纹或斑点（花青苷）甚至叶片枯死脱落，症状一般从基部老叶开始。逐渐向上部发展。

缺磷造成玉米果穗秃顶，油菜脱荚，棉花和果树落蕾、落花，甘薯及马铃薯薯块变小，耐贮性变差。

磷素过剩，谷类无效分蘖，秕粒增加，叶肥厚而密，植株早衰。由于磷过多，而引起的病症，通常以缺Zn、Fe、Mg等的失绿症表现出来。

第二节土壤中的磷素

一、土壤中磷的含量

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，海南岛达0.4％，土壤含磷量与气候因素有关。北方雨量少，淋融弱，含磷量较高，南方淋溶强，含磷量低，地带性规律：

北南、西东，逐渐递减。

土壤全磷量并不能作为土壤磷素供应水平的确切指标，因为大部分是迟效的，全磷与有效磷之间缺乏相关性。

二、土壤磷素的形态

1、无机磷

①磷酸钙（镁）类（Ca-P）石灰性土壤磷酸盐的主要形态。

②磷酸铁（铝）类（Fe-P、Al-P）酸性土壤主要形态。

③闭蓄态磷（O-P）由氧化铁胶膜包被着磷酸盐，石灰性土

壤15－30％以上，酸性土壤超过50％。

2、有机磷

主要磷酸肌醇、磷脂、核酸、磷蛋白和磷酸糖约占1/2,另一半不清楚。有机磷占全磷的20－50％，与有机质有好的相关性。

三、土壤中磷的固定

土壤中可溶性或速效性磷化合物转变为不溶性或缓效性状态，称为土壤的固磷作用。