磷在土壤中的转化

关于磷在土壤中的转化一、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、从东到西逐渐增加西北南东增加增加第2页,共42页，2024年2月25日，星期天影响因素：

土壤母质、成土过程耕作施肥气候条件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。第3页,共42页，2024年2月25日，星期天土壤供磷状况以土壤有效磷(AvailablePcontent)含量表示：中性或石灰性土壤：P<10mg/kg，表示有效磷不足 酸性土壤：P<15mg/kg，表示有效磷不足我国土壤有效磷素含量分布图AvailablePcontent(BrayII)Pink<30mg/kg(moderatelydeficient)Red:<20mg/kg(deficient)Darkred:<10mg/kg(severelydeficient)第4页,共42页，2024年2月25日，星期天

二、土壤中磷的形态

形态：土壤无机磷50－90％

土壤有机磷10－50％

水溶性P铁、铝结合态P闭蓄态P钙的磷酸盐含P矿物土壤磷第5页,共42页，2024年2月25日，星期天无机磷

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％。

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。

第6页,共42页，2024年2月25日，星期天第7页,共42页，2024年2月25日，星期天三、土壤中磷的转化

土壤中无机磷的固定土壤中磷的释放第8页,共42页，2024年2月25日，星期天（1）土壤中无机磷的固定

土壤溶液中的无机磷酸盐等有效态磷转变为无效态磷的过程，称为磷的固定作用。第9页,共42页，2024年2月25日，星期天土壤固磷机制主要有以下四种：

化学固定作用:Ca、Mg控制，Fe、Al控制、

吸附作用:专性吸附，非专性吸附（一半交换吸附）

闭蓄作用:与氧化还原性关系直接

生物固定作用:微生物吸收土壤速效磷，以组成其有机体，固定是暂时的。

第10页,共42页，2024年2月25日，星期天化学固定：土壤中水溶性磷与钙、铁、铝、锰等离子反应，生成难溶性磷酸盐的过程；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：无机磷转变为有机态磷的过程；第11页,共42页，2024年2月25日，星期天

磷的化学固定作用有两种类型：1）钙镁所控制的转化体系，它主要发生在石灰性土壤和中性土壤上。2）铁铝所控制的转化体系，主要发生在酸性土壤上。第12页,共42页，2024年2月25日，星期天石灰土上：Ca(H2PO4)2

一钙

CaHPO4

脱水二钙

CaHPO4∙2H2O

含水二钙

Ca8H2(PO4)6∙5H2O

Ca10(PO4)6(OH)2

羟基磷灰石

第13页,共42页，2024年2月25日，星期天Al3+AlPO4+2PO43-水解

Fe3+FePO4

FePO4∙Fe(OH)3

盐基性磷酸铁铝

AlPO4∙Al(OH)3酸性土上：第14页,共42页，2024年2月25日，星期天第15页,共42页，2024年2月25日，星期天2、吸附固定作用

磷的吸附作用：指土壤溶液中的磷吸附到土壤颗粒表面，变为植物难以吸收利用的磷的形态。磷的吸附分为专性吸附和非专性吸附。第16页,共42页，2024年2月25日，星期天非专性吸附

的概念：非专性吸附的特点：A：库仑力的作用，属非化学反应的结果B：当土壤pH低时，质子化作用强烈，吸附反应加快，吸附量增加，C:是一种可逆反应非专性吸附：在低pH条件下，粘土矿物或铁铝氧化物表面的OH基团被H＋质子化，这种由于粘土矿物或铁铝氧化物表面质子化而通过库仑引力作用对磷酸根离子的吸附称为非专性吸附。第17页,共42页，2024年2月25日，星期天

专性吸附：

磷酸根离子和粘土矿物或铁铝氧化物等表面金属原子配位壳中的OH或OH2配位体进行交换，而被吸附在胶体的表面，称为专性吸附或配位交换吸附也称为化学吸附。

不论粘粒带正电荷、负电或不带电均能发生专性吸附专性吸附属于化学力的作用，其吸附力比非专性吸附大。单键吸附时，磷易重新释放；随着时间的推移，发生双键吸附，则吸附变得到牢固，出现磷的"老化"，最后变成晶体状态，使磷肥效果降低。第18页,共42页，2024年2月25日，星期天第19页,共42页，2024年2月25日，星期天闭蓄作用：是土壤磷酸盐被不溶性的铁（铝）质或钙质胶膜所包被，使其失去有效性。3．闭蓄作用它是铁（铝）质或钙质胶体在凝聚时，把溶液中的磷酸盐包裹在凝聚体内或包裹在磷酸盐和其他含磷固体的表面第20页,共42页，2024年2月25日，星期天

当有机残体的碳磷比值（C／P）大于300时，微生物在分解有机质过程中。就需要从土壤吸收速效性磷组成其有机体，从而发生磷的生物固定作用。4．生物固定作用第21页,共42页，2024年2月25日，星期天沉淀的发展过程：酸性土：过程：水溶性无定形结晶态闭蓄态溶解度：大小有效性：高低中性、石灰性土：一钙二钙八钙十钙结果：过磷酸钙的当季利用率低初始 “老化” “闭蓄态固定”阶段 阶段 阶段第22页,共42页，2024年2月25日，星期天（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；无机磷的解吸：土壤中吸附态磷重新进入土壤溶液的过程；有机磷的矿化：有机态磷在磷酸酶作用下转变为无机磷的过程；第23页,共42页，2024年2月25日，星期天

三、土壤中磷的转化施肥

有机态磷(影响矿化率的因素)

H2PO4－

无定形磷酸盐结晶态磷酸盐HPO42－闭蓄态磷(有效性降低)

吸附态磷矿物矿化Eh交替变化老化生物矿化固定作用化学沉淀释放作用解吸吸持作用固定第24页,共42页，2024年2月25日，星期天第25页,共42页，2024年2月25日，星期天第26页,共42页，2024年2月25日，星期天第27页,共42页，2024年2月25日，星期天第28页,共42页，2024年2月25日，星期天

施肥矿物难溶性

(有机、无机)矿化磷释放植物吸收 生物固定化学沉淀闭蓄态固定淋失吸附固定土壤有效磷增加和减少的途径土壤有效磷第29页,共42页，2024年2月25日，星期天第三节磷肥的有效施用

磷肥利用率当季为10％－25％，利用率低于氮肥。水溶性磷肥施入土壤后立即测定，有30％的磷不溶，

1小时后，40％不溶于水

1天后，60％不溶于水

1月后，80％不溶于水要根据作物营养特性，土壤条件，肥料种类等合理施用。第30页,共42页，2024年2月25日，星期天

水田土壤在由干变湿的过程中，土壤有效磷增加，原因是：①石灰性土壤CO2的积累，pH下降；②酸性土壤pH上升，Fe、Al磷酸盐水解；③有机离子与磷酸离子代换，磷的扩散增加；④Eh下降，难溶性的FePO4.2H2O变为易溶性的。（一）水旱轮作中的磷肥施用

而在土壤由湿变干时，有效磷随之降低。由此在水旱轮作中，磷肥分配应掌握“旱重水轻”的原则，即将磷肥重点施入旱作上，而水稻大部分或全部利用其后效。一磷肥合理使用第31页,共42页，2024年2月25日，星期天

旱作轮作中，磷肥分配使用应根据作物的生理特性，吸磷能力及轮作制度而定。在有绿肥或豆类轮作中，磷肥应优先施用于豆类和豆科绿肥上棉麦轮作中，重点施在棉花上磷肥应重点施用于越冬作物上，如在小麦、杂粮（玉米、谷子等）轮作中，磷肥应重点施用在小麦上，后茬玉米、谷子可利用其后效。

（二）旱作轮作中磷肥施用第32页,共42页，2024年2月25日，星期天三）根据作物营养特性施磷肥1、不同作物对磷反应不同♦对磷肥有良好反应的作物：

豆科作物（包括绿肥作物）、糖用作物、纤维作物、油料作物

♦对磷肥反应较敏感的作物：

玉米、小麦、大麦♦对磷肥反应不敏感的作物：

谷子、水稻第33页,共42页，2024年2月25日，星期天

2生育期不同，对磷要求不同

初期需磷少，吸磷弱，但不能缺——临界期，因而采用水溶性磷肥或某些枸溶性磷肥作种肥和早期追肥。作物生长盛期，对磷的需要量增多，但这时根系发达，吸磷能力增强，一般可利用作为基肥施用的难溶性磷肥或枸溶性磷肥；后期吸磷弱，施磷效果差，可用水溶性磷肥根外追肥。第34页,共42页，2024年2月25日，星期天四）土壤条件与施磷1、土壤有效磷♣等级：（0.5mol/LNaHCO3浸提）土壤含量（mg/Kg）供磷能力施磷效果

<5极低显效

5－10低有效

10－20中部分有效

>20高多数无效♣

肥效与土壤有效磷反相关，为均衡增产，磷肥优先施在低磷的土壤上。

第35页,共42页，2024年2月25日，星期天2、有机质含量♣有机质含量与有效磷含量正相关；♣有机质含量与磷肥肥效反相关；♣磷肥优先分配在有机质含量低、土壤肥力差的土壤上。第36页,共42页，2024年2月25日，星期天五）肥料性质与施用1、水溶性磷肥：普钙、重钙、适合各种作物与土壤，作基肥或追肥。2、弱酸溶性磷肥：作基肥施用，在酸性土壤或中性土壤上优于碱性土壤。3、难溶性磷肥：骨粉和磷矿粉施在酸性土上作基肥。第37页,共42页，2024年2月25日，星期天1相对集中施用

在旱作土壤上，集中程度应使磷肥与10