7植物的磷素营养与磷肥

第三节 磷肥的种类、性质和施用
我国从1955年 开始生产磷肥，比 氮肥发展慢，中国 磷矿品位低，多在 12％以下。主要 在云南、贵州、四 川等中南、西南地 区蕴藏。
中国云南昆阳磷矿
一、水溶性磷肥


成分能溶于水的磷肥，称水溶性磷肥；所含 磷主要是水溶性的Ca(H2PO4)2 有过磷酸钙、重过磷酸钙等
供。
磷可提高豆科植物的固氮能力，增加对氮
素的吸收。
对豆科
作物提 倡以磷 增氮。
3.磷参与脂肪代谢 • 脂肪合成的原料甘油和脂肪酸 的转化需要磷参与（磷酸化）
显著 提高油料作物产量和含油量。
40 NK NPK
施磷对 油菜籽 产量和 含油量 的影响

1.2性质： ① 灰白色粉末或颗粒状 ② 磷酸一钙为水溶性 ③ 呈酸性反应（化学酸性） ④ 具有吸湿性和腐蚀性 ⑤ 会发生“磷酸退化作用”

因为游离酸的存在，故肥料呈酸性，并 稍微带酸的气味，对包装袋有腐蚀性。 过磷酸钙由于含游离酸，在潮湿条件 下吸水，使磷酸一钙与肥料中的硫酸铁、 硫酸铝起反应，生成难溶性的磷酸铁铝， 降低了磷肥的有效性----磷酸退化作用。

（二）土壤中磷的含量
我国耕地土壤的全磷量：0.2~1.1g/kg
呈地带性分布规律：从南到北、从东到西逐渐增加
增加
北
增加
西 南 东
土壤中大部分磷素是以迟效 养分状态存在，所以土壤全磷 量并不能作为土壤磷素供应 水平的确切指标，全磷含量的 多少，并不意味着土壤供磷 水平的高低，只能表示土壤 供磷的潜在能力。



植物体内磷的含量和分布
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、组织开 始表现出来
•无机磷占全磷比例尽管较小，但 其含量能反映出植株磷素营养水 平，因此植株某一部位的无机磷 含量水平可作为磷素营养水平丰 缺诊断指标。
二、磷的营养作用
作物体内许多重要的有机化合物中都 含有P，有些化合物虽然不含P ，但在它们 形成过程和代谢过程中也必需要有P参与。
二、土壤中磷的形态
（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。 根据作物对P的吸收程度差异： 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：能被弱酸溶解，但不溶于水， 能被植物吸收利用； 3.难溶性磷（是土壤中无机磷的主要部分， 所占比例较大）：不能被水和弱酸溶解，作 物不能直接吸收利用，但有时能溶解于强酸， 主要是石灰性土壤的磷酸八钙，磷酸十钙等。
7H2SO4+2 [Ca10(PO4)6· F2]+3H2O 3 Ca(H2PO4)2· H2O+7CaSO4+2HF 利用硫酸分解磷矿粉使难溶性磷酸盐转变 为水溶性磷酸盐。

主要成分：一水磷酸一钙 [Ca(H2PO4)2· H2O)]：约占重量的30～50 ％ , 副成分 硫酸钙40％, 此外还有5%左右的游离酸和2-4%的硫酸铁 和硫酸铝。

Fe-P、Al-P、 Ca-P、 O-P可慢慢转变为速 效磷，供作物吸收利用----缓效磷（速效磷 的储备）
（二）土壤中磷的转化
土壤中无机磷的固定 土壤中磷的释放
1.土壤中无机磷的固定 水溶性磷酸盐转变为难溶性磷酸盐的过程， 称为磷的固定作用。（磷的有效性降低） 包括： （1）化学固定：土壤中水溶性磷酸盐在一定条件 下转化为作物难以吸收利用的形态。
释放作用
H2PO4－
HPO42－
Eh交替变化 闭蓄态磷 (有效性降低)
解吸 作用
吸持 固定
吸附态磷
矿物矿化
第二节 植物磷素营养
磷（P）是植物生长所必需、而其它营养
元素不可替代的植物养分。植物必须有 磷才能完成其正常生长过程。
磷是作物肥料三要素之一。
一、植物体内磷的含量、分布和形态
1. 含量(P2O5)：植株干物重的 0.2~1.1%
（二）磷参与植物体内的代谢过程
1.碳水化合物代谢
作物体内碳水化合物本身虽然不含磷，但它们的合 成、转化、转移等都必须要有磷酸参与。
1.1磷参与光合磷酸化，将太阳能转化为化学能，产生
ATP
1.2光合作用过程中形成最初产物—糖，而后，一些简
单的碳水化合物在作物体内的运输和进一步合成蔗糖、 淀粉以及纤维素等都必须要有磷参加；
1.3施磷后作物根系发达，籽粒饱满，根茎类作物淀粉
含量高------留种地要多施P肥，有利于种子饱满。

磷不足影响蔗糖运输，植株内糖相对积累，并形 成较多的花青素，使植株呈紫红色。（缺磷症状）
2.促进氮代谢
磷对氮的代谢产生重要的影响
磷是N代谢过程中一些酶的组分：如硝酸还原
酶、一系列呼吸酶（脱氢酶等）、氨基转移 酶的成份，磷供应充足有利于新的氨基酸形 成。
（2）缓冲性： 作物体内磷酸盐含量提高，缓 冲酸碱的能力增强。
OH-
KH2PO4
H+
K2HPO4
这有利于作物正常生长发育。这一缓冲体系在pH6～ 8时缓冲能力最大，因此在盐碱地上施用磷肥可以提 高作物抗盐碱的能力。
三、植物对磷的吸收
（一）形态：作物吸收利用的磷包括无机磷和 有机磷

正磷酸盐（H3PO4）：以H2PO4-为主， HPO42-为次，PO43-较难为作物吸收利用
（3）植素： 环己六醇磷酸脂的钙镁盐，种子储 存的形式，发芽时水解供应磷。
OH OH OH
OH OH + 6H 3PO 4 (- 6 H 2O ) O P O OH
O O
O
OH
O P O O OH O P O OH O
O P O OH O O P O OH O P O OH
环己六醇
植酸
• （4）腺三磷ATP： 含高能磷酸键的化合物，能量 的中转站 • （5）酶的成分： 辅酶ІNAD、辅酶ΠNADP、 FAD等含磷



水溶性磷和弱酸溶性磷是土壤速效磷。作 物可直接吸收利用，土壤中含量低，不稳 定，易被植物吸收，能转化为难溶性磷。
土壤中无机磷按所结合阳离子性质的不同： 1.磷酸钙类化合物（Ca-P）：主要存在于 石灰性土壤中； 2.磷酸铁、铝类化合物（Fe-P；Al-P）：主 要存在于酸性土壤中； 3.闭蓄态磷（O-P）：被铁铝氧化物胶膜包 裹的磷酸盐。

缺磷
缺磷玉米植株叶片呈现紫红色，植株矮小， 茎杆较细，产量低
缺磷
幼叶
缺磷植株在老叶上先表现出紫红色
老叶
缺磷导致 不良品质
2、磷素过多：
（1）植株矮小，叶色浓绿，无效分蘖和空瘪 粒增加； （2）繁殖器官过早发育，导致营养体小，茎 叶生长受到抑制，引起植物早衰； （3）作物地上部与地下部比例失调； （4）P过多，使蔬菜的纤维素含量增加，烟 草燃烧性下降； （5）诱发其它的缺乏素症（如缺锌、铁、镁 等失绿症）
（一）P是植物体内一系列重要化合物的组分 （1）核酸、核蛋白： 核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定，进 行正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。



核酸是携带遗传信息的物质，缺P时植物不能 保持其优良性状。
（2）磷脂：

生物膜的成分，影响着物质、能量、 信息的交换 ；影响膜的流动性；影响 作物抗性。


特点 （1）易溶于水，被作物直接吸收利用； （2）很容易被土壤中的铁、铝、钙等所固定而 降低有效性

（一）过磷酸钙(普钙，calcium superphosphate, SSP)
1.成分、性质与特点 1.1成分
也称普通过磷酸钙或普钙，是我国生产最多的一 种磷肥品种，其产量约占全国磷肥总产量的70%左右， 是通过用硫酸处理磷矿粉而制成，有效磷（P2O5） 含量为14-20%
第七章 植物的磷素营养与磷肥
•土壤磷素营养
•植物磷素营养
•常用磷肥性质及合理施用
第一节 土壤磷素营养
一、土壤中磷的来源和含量
（一）来源： 土壤中磷的来源于成土矿物，其次是所施用 的含磷肥料。 1.成土母质 2.气候：北方雨少，淋洗作用弱，含磷量高， 南方淋洗作用强，含磷量低； 3.有机质含量：有机质含量高，含磷量高； 4.质地：无机磷大多吸附在土壤粘粒部分，因 而质地粘重的土壤含磷量高于砂质土； 5.耕作施肥：造成耕地含磷量差异较大。
30 20 10
0 Seed yield Oil Oil yield (g/plant) content (g/plant) (%)
（三）磷具有提高作物抗逆性和适 应外界环境条件的能力
1.抗旱和抗寒 1）促进根系发育，提高抗旱性； 2）提高细胞的充水度和原生质体的持水能 力，减少细胞水分损失。 3）可溶性糖、磷脂类物质增加，冰点下降， 使原生质保持溶胶状态，提高抗旱能力。


（2）土壤中磷的释放
土壤中的难溶性磷转变为有效态磷的过 程，称为磷的释放作用。 包括：
难溶性磷酸盐的释放：土壤中的难溶性磷酸 盐在碳酸、有机酸等的作用下转变为有效性 高的 磷酸盐的过程；
三、土壤中磷的转化
施肥
生物 固定 矿化 有机态磷 (影响矿化率的因素) 作用 老化 结晶态磷酸盐 化学沉淀 无定形磷酸盐
缺P严重时，蛋白质分解，体内可溶性含氮化
合物增加，即使土壤中有可利用的氮素存在， 也会因作物严重缺P而不能被吸收利用。
• 缺磷时蛋白质合成受阻，在 缺磷土壤上只施氮肥会因养分 失调而危害作物正常生长，而 达不到应有效果，造成氮肥损 失。因此只有科学施用氮磷肥 才能提高品质和产量。
合成氨基酸和蛋白质所需要的能量由ATP提
①在石灰性土壤中，水溶性磷酸盐受到土壤中钙离
子的影响发生化学沉淀作用，生成难溶性磷酸盐 的过程；

中。 水溶性磷酸盐与弱酸溶性磷酸盐常与 铁、铝离子或土壤胶体上的交换性铁、 铝发生化学作用，生成难溶性的磷酸 铁或磷酸铝沉淀。
②在游离铁铝含量很高的强酸性土壤
（2）吸附固定：土壤溶液中的磷酸根离子 被土壤胶体所吸附。 非专性吸附： 专性吸附：土壤中水溶性磷与土壤胶体上 的配位 基团进行交换，而被土壤胶体吸附 的过程； 磷的生物固持：土壤微生物吸收水溶习惯 磷酸盐构成其躯体，使无机磷转变为有机 态磷的过程；
化学固定 肥料施入土壤，肥粒 从 外界吸水，
磷酸一钙溶解或水解
磷酸向四周扩散 溶解了土壤铁铝钙盐， 形成活性离子 与磷酸作用，形成Al－ P、Fe－P、 Ca－P沉淀
1.3 特点 （1）易溶于水，被作物直接吸收利用； （2）很容易被土壤中的铁、铝、钙等所固定 而降低有效性


2. 在土壤中的转化
(1) 溶解过程与化学沉淀(固定)作用 ① 溶解过程：异成分溶解 反应式：Ca(H2PO4)2•H2O+H2O 特点： 1mol
CaHPO4•2H2O+H3PO4
1mol
有机磷：已糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、甘油磷酸 脂、植素等。 生产中，增施有机肥也能起到改善作物磷素营 养的效果。

（二）磷的同化 根所吸收的磷酸盐经木质部向地上部运输， 然后与糖结合，参与糖酵解途径，形成各 种含磷有机化合物。

四、磷素缺乏与过多症状
1、缺磷症状： （1）细胞分裂迟缓，植株矮小，生长缓慢， 分枝分蘖减少，根系小，次生根少；（2） 症状先从老叶开始，逐渐向上扩展； （3）缺磷时，碳水化合物的运输受阻，糖 分累积在叶片中，形成花青素，作物叶片呈 现紫红色。
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 > 衰老器官、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
形态：植物体内的磷大部分是有机态磷，占全 磷量的85%，无机磷仅占15%左右。

有机态磷主要以核酸、磷脂和植素等形态存 在。 无机态磷主要以钙、镁、钾的磷酸盐形态存 在。 幼叶中有机态磷含量较高，老叶中无机磷较 多。 作物缺磷时，组织中无机磷明显下降，而对 有机磷影响较小。
1mol
② 磷酸沉淀作用（或化学固定作用）
含义：过磷酸钙异成分溶解过程产生的磷酸具有很强 的酸性，在向周围扩散时，能溶解土壤中的铁、铝、 锰或钙、镁等，当这些阳离子达到一定浓度后，就会 产生相应的磷酸盐沉淀。 反应式：
2Fe(OH)3 2Al(OH)3 + Ca(H2PO4)2•H2O 2FePO4 2AlPO4 + Ca(OH)2 + 5H2O