土壤中磷的含量、形态与转化

1、作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长的营养环境作物生长环境课程/刘艳侠/2014.02作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 教学单元6 作物生长的营养环境作物生产技术专业 / 教学资源库子单元2合理施肥的原理与方法子单元3化学肥料的性质与施用子单元4有机肥料的积制与施用子单元5配方施肥技术子单元1营养元素与作物生长发育单元小结实验实训降雨有机肥化肥土壤矿物质土壤有机质作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2

2、子单元3 化学肥料的性质与施用土壤养分与化学肥料主要介绍土壤氮、磷、钾、中微量元素及复混肥料的种类、成分、性质、施用方法与技术。营养元素缺乏时植物会出现典型的症状-缺素症。各种元素施入土壤后，在一定的物理、化学和生物因素的作用下进行转化。合理施用肥料，需提高其利用率，需从作物种类、土壤条件、肥料性质和施用技术等方面综合考虑。作物生产技术专业 / 教学资源库复混肥料作物营养失调症子单元3主要内容土壤氮素与氮肥土壤磷素与磷肥土壤磷素与磷肥土壤钾素与钾肥土壤中量元素与中量元素肥料土壤微量元素与微量元素肥料作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子

3、单元化学肥料的性质与施用子单元/2 二、土壤磷素与磷肥作物生产技术专业 / 教学资源库(一)土壤中磷的含量、形态与转化 1.土壤中磷的含量自然土壤中全磷含量主要取决于成土母质类型、风化程度和土壤中磷的淋出情况。耕地土壤全磷含量还受到人为因素如耕作、施肥等过程的影响。土壤全磷含量大体在0.2-5 g/kg范围内，平均0.5g/kg，我国土壤的全磷含量大部分变化在0.2-1.1g/kg之间。土壤全磷含量只是反映土壤磷的贮备增况，它和土壤有效磷供应之间相关性并不好。作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 正磷

4、酸（正磷酸（H H3 3POPO4 4、H H2 2POPO4 4- - 、HPOHPO4 42-2-、POPO4 43- 3- ）可直接吸收。其中吸收）可直接吸收。其中吸收H H 2 2POPO4 4- - 最多。最多。偏磷酸偏磷酸HPOHPO3 3、焦磷酸、焦磷酸H H4 4P P2 2O O7 7需转化需转化 成正磷酸后才能同化利用。成正磷酸后才能同化利用。有机态磷也可吸收，但量较少。如已糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、核酸和有机态磷也可吸收，但量较少。如已糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、核酸和甘油磷酸脂。甘油磷酸脂。作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营

5、养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 作物吸收什么形态的磷？土壤中磷的形态怎样作物吸收什么形态的磷？土壤中磷的形态怎样 土壤土壤溶液溶液中的磷：是植物最直接的磷源。中的磷：是植物最直接的磷源。土壤土壤溶液中磷溶液中磷的浓度常用来表征的浓度常用来表征土壤供磷能力。土壤供磷能力。主要以主要以HPOHPO4 42-2-和和H H2 2POPO4 4- -形态存在，其相对数量取决于溶液的形态存在，其相对数量取决于溶液的pHpH。土壤溶液中还有或多或少的有机磷化合物，也可以被作物根系吸土壤溶液中还有或多或少的有机磷化合物，也可以被作物根系吸收利用。收利用。2.2.土壤

6、中磷的形态土壤中磷的形态水溶性磷酸盐水溶性磷酸盐弱酸溶性磷酸盐弱酸溶性磷酸盐有效磷有效磷10%以下以下无机态磷无机态磷50%-90%全磷全磷100% 迟效磷迟效磷99%以上以上有机态磷有机态磷10-15%作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 2.2.土壤中磷的形态土壤中磷的形态土壤中磷的形态按化学分类分为：土壤中磷的形态按化学分类分为：有机磷、无机磷有机磷、无机磷两大类两大类（1 1）土壤有机磷：）土壤有机磷：n占全磷的比例多在占全磷的比例多在15%-80%15%-80

7、%。我国土壤有机磷一般占。我国土壤有机磷一般占20%-50%20%-50%，n土壤有机磷常与土壤有机质含量之间有良好的线性关系。土壤有机磷常与土壤有机质含量之间有良好的线性关系。n土壤有机磷分为三类：肌醇磷酸盐、核酸和磷脂。土壤有机磷分为三类：肌醇磷酸盐、核酸和磷脂。n已知的仅占一半。已知的仅占一半。n土壤有机磷与无机磷之间同样存在矿化与生物固定两个方向相反的过程。土壤有机磷与无机磷之间同样存在矿化与生物固定两个方向相反的过程。大多数有机磷大多数有机磷 无机磷无机磷 作物吸收作物吸收作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥

8、料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 （2 2）无机态磷：）无机态磷：n是土壤磷的主体，旱地土壤可占全磷量的是土壤磷的主体，旱地土壤可占全磷量的70%70%以上。以上。n长期施磷肥形成各种含磷化合物，种类复杂。长期施磷肥形成各种含磷化合物，种类复杂。n土壤中的无机态磷有土壤中的无机态磷有30多种，根据作物对磷的吸收程度可归纳为以多种，根据作物对磷的吸收程度可归纳为以下三类：下三类：水溶性磷：水溶性磷： 弱酸溶性磷：弱酸溶性磷： 难溶性磷：难溶性磷： 作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元

9、化学肥料的性质与施用子单元/2 水溶性磷水溶性磷主要有碱金属磷酸盐或碱土金属的一代磷酸盐，主要有碱金属磷酸盐或碱土金属的一代磷酸盐，如磷酸二氢钾（如磷酸二氢钾（KHKH2 2POPO4 4）、）、磷酸二氢钠磷酸二氢钠NaHNaH2 2POPO4 4、磷酸氢二钾磷酸氢二钾K K2 2HPOHPO4 4、磷酸一钙磷酸一钙Ca(HCa(H2 2POPO4 4) )2 2、磷酸一磷酸一镁镁Mg(HMg(H2 2POPO4 4) ) 2 2等，多以离子态存在，这是作物易等，多以离子态存在，这是作物易于吸收的形态。于吸收的形态。但土中含量少。但土中含量少。弱酸溶性磷弱酸溶性磷 ：主要是碱土金属的二代磷酸盐

10、，如主要是碱土金属的二代磷酸盐，如CaHPOCaHPO4 4、MgHPOMgHPO4 4 等，等，他们能被他们能被弱酸弱酸溶解，但不溶于溶解，但不溶于水水。这类形态的磷也能这类形态的磷也能被被作物吸作物吸收利用。收利用。 在土壤中含量很低，且不稳定，易被作物吸在土壤中含量很低，且不稳定，易被作物吸收，也能转化成难溶性磷，收，也能转化成难溶性磷，难溶性磷难溶性磷 ：不能被：不能被水水和和弱酸弱酸溶解，作物不能吸收利用。有溶解，作物不能吸收利用。有时可被时可被强酸强酸溶解。溶解。 主要是：主要是：氟磷灰石氟磷灰石 CaCa1010(PO(PO4 4)6F2)6F2、氯磷灰石氯磷灰石 Ca10(PO

11、4)6Cl2Ca10(PO4)6Cl2、磷磷铝石铝石 Al(OH)2H2PO4Al(OH)2H2PO4、粉红碱铁矿粉红碱铁矿 Fe(OH)2H2PO4Fe(OH)2H2PO4等，等，这类形态的磷含量最多，但作物难以吸收利用。这类形态的磷含量最多，但作物难以吸收利用。以上三类磷化合物在土壤中可以互相转化。以上三类磷化合物在土壤中可以互相转化。 在酸性土中许多难溶性磷酸盐和少量弱酸溶性磷酸盐常常被在酸性土中许多难溶性磷酸盐和少量弱酸溶性磷酸盐常常被铁铝铁铝氧化物氧化物胶膜包裹而形成所谓胶膜包裹而形成所谓闭蓄态磷闭蓄态磷，这种形态的磷很难释放出这种形态的磷很难释放出来被作物吸收利用。来被作物吸收利用

12、。3. 3. 磷素在土壤中的转化磷素在土壤中的转化土壤中磷的转化包括磷的土壤中磷的转化包括磷的固定与释放固定与释放两个基本过程两个基本过程磷的固定磷的固定水溶性磷的水溶性磷的化学固定、吸附固定和生物固定化学固定、吸附固定和生物固定等几个方面等几个方面（1 1）土壤中有效磷的固定）土壤中有效磷的固定有以下几种形式：有以下几种形式：1 1）化学固定）化学固定通过化学反应使磷形成沉淀而发生固定作用的过程通过化学反应使磷形成沉淀而发生固定作用的过程是最常发生的固定作用是最常发生的固定作用作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的

13、性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 这也是磷肥利用率低的主要原因：这也是磷肥利用率低的主要原因： 化学固定化学固定肥料施入土壤，肥粒肥料施入土壤，肥粒 从外界吸水，从外界吸水，磷酸一钙溶解或水解磷酸一钙溶解或水解 磷酸向四周扩散磷酸向四周扩散溶解了土壤铁铝钙盐，形成活性离子溶解了土壤铁铝钙盐，形成活性离子 与磷酸作用，形成与磷酸作用，形成AlP、FeP、CaP沉淀沉淀作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 n2 2）吸附固定）吸附固定土壤固相对溶液中的磷酸根加

14、以吸持的作用。土壤固相对溶液中的磷酸根加以吸持的作用。 n施入土壤的水溶性磷酸盐被土壤固相所吸持，它包括吸附和吸收两施入土壤的水溶性磷酸盐被土壤固相所吸持，它包括吸附和吸收两个难以截然区分的反应。个难以截然区分的反应。作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 土壤对磷的非专性吸附土壤对磷的非专性吸附：是磷酸根与土壤固相表面吸附的：是磷酸根与土壤固相表面吸附的OH-OH-发生发生交换或借助静电引力而被吸附的现象。交换或借助静电引力而被吸附的现象。土壤对磷的专性吸附土壤对磷的专

15、性吸附：是吸附在土壤固相表面的磷酸根离子与氢氧：是吸附在土壤固相表面的磷酸根离子与氢氧化铁、铝，氧化铁、铝的化铁、铝，氧化铁、铝的Fe-OHFe-OH或或Al-OHAl-OH发生配位基交换，为化学力作发生配位基交换，为化学力作用，称之为用，称之为专性吸附。专性吸附。吸附态的有效性较高，长期来看对磷的有效性没有太大影响。吸附态的有效性较高，长期来看对磷的有效性没有太大影响。生物固定生物固定土壤微生物吸收水溶性磷酸盐构成其躯体，使水溶性土壤微生物吸收水溶性磷酸盐构成其躯体，使水溶性动暂时被固定起来的过程。随着微生物世代更替能较快地被释放出来动暂时被固定起来的过程。随着微生物世代更替能较快地被释放出

16、来闭蓄态固定闭蓄态固定盐基性磷酸盐水解，表面产生盐基性磷酸盐水解，表面产生Fe(OH)3或或Al(OH)3等胶膜，把磷酸盐等胶膜，把磷酸盐包被起来；当胶膜脱水后，被包被磷便形成包被起来；当胶膜脱水后，被包被磷便形成闭蓄态磷闭蓄态磷，在旱作条件下在旱作条件下植物难以利用植物难以利用。（2）土壤中磷的释放）土壤中磷的释放磷的释放磷的释放土壤中植物难利用态磷转化为可利用态磷的过程称为磷土壤中植物难利用态磷转化为可利用态磷的过程称为磷的释放的释放 （它受土壤中微生物活动、有机肥料的分解以及土壤的水、气、热状（它受土壤中微生物活动、有机肥料的分解以及土壤的水、气、热状况等条件的影响）。况等条件的影响）。

17、作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质与施用子单元化学肥料的性质与施用子单元/2 在石灰性土壤中，在石灰性土壤中，难溶性磷酸钙盐难溶性磷酸钙盐一般需要借助于作物根系和一般需要借助于作物根系和土壤微生物呼吸作用产生的二氧化碳、根系和微生物代谢溢泌土壤微生物呼吸作用产生的二氧化碳、根系和微生物代谢溢泌或有机肥（物料）分解产生的或有机肥（物料）分解产生的各种有机酸各种有机酸等转入土壤溶液。等转入土壤溶液。Ca3（PO4)2 Ca2(HPO4)2 Ca(H2PO4)2 H3PO4 有机磷的分解：土壤中有机磷在酶的作用下进行水解作用，能逐步释放出有效磷 供作物吸收利用。植素植素 （水解）（水解） H3PO4核蛋白核蛋白 （水解）（水解） （水解）（水解） H3PO4卵磷脂卵磷脂 （水解）（水解） （水解）（水解） H3PO4作物生产技术专业 / 教学资源库作物生长环境课程 /作物生长的营养环境教学单元作物生长的营养环境教学单元/化学肥料的性质