《土壤磷素营养》PPT课件.ppt

土壤磷素营养 植物磷素营养 常用磷肥性质及合理施用,第七章 植物的磷素营养与磷肥,第一节 土壤中的磷素及其转化,一、土壤中磷的含量 我国耕地土壤的全磷量：0.21.1g/kg 呈地带性分布规律：从南到北、从东到西逐渐增加,影响因素： 土壤母质、 成土过程、 耕作施肥等,土壤供磷状况以土壤有效磷(Available P content)含量表示： 中性或石灰性土壤：P10mg/kg，表示有效磷不足 酸性土壤：P15mg/kg，表示有效磷不足,土壤中磷的来源和循环,磷灰石,二、土壤中磷的形态,三、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 土壤液相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。 包括： 化学沉淀反应：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；,（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；,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,磷肥的利用率 磷肥当季利用率10-30%，但有后效。累积叠加利用率可达86%。 利用率低的原因：水溶性磷的固定、磷在土壤中移动性小。,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。,第二节 植物的磷素营养,一、植物体内磷的含量、分布和形态 1. 含量(P2O5)：植株干物重的 0.21.1% 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,植物体内磷的含量和分布,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。 无机磷绝大部分存在于液泡中，磷脂只存在于细胞质中。,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,（一）重要化合物的组分 （1）核酸、核蛋白： 存在于细胞核和原生质中，对植物的生 命活动及遗传变异起重要作用。 （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。,（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。,（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NAD、辅酶NADP、 FAD等含磷,（二）磷参与植物体内的代谢过程,1.碳水化合物代谢 磷参与光合磷酸化，将太阳能转化为化学能，产生ATP 简单碳水化合物的运输和同化产物形成要磷参加 施磷后作物根系发达，籽粒饱满，根茎类作物淀粉含量高。,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 磷是代谢过程中一些酶的组分：磷是硝酸还原酶、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。 合成氨基酸和蛋白质所需要的能量由ATP提供。 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。,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。,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）,5、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 A 促进根系发育 B 提高细胞的充水度和原生质体的持水能力 C可溶性糖、磷脂类物质增加，冰点下降,（2）缓冲性： 作物体内磷酸盐含量提高，缓 冲酸碱的能力增强。 KH2PO4 K2HPO4,OH-,H+,当外界环境发生酸碱变化时，原生质由于有缓冲作用仍能保持在比较平稳的范围内。这有利于作物正常生长发育。这一缓冲体系在pH68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。,越冬作物施磷,早稻施磷 （早磷晚钾）,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 无机磷：以正磷酸盐为主，还可吸收偏磷酸盐和焦磷酸盐 正磷酸盐：以H2PO4-为主，HPO42-为次，PO43-较难为作物吸收利用 pH在6.0-7.5之间时磷素有效性最高 有机磷：已糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、甘油磷酸脂、植素等。有机肥中有机磷对植物有直接营养作用。,（二）植物对磷的吸收,植物吸收的大多数磷主要是以一价正磷酸根离子（H2PO4-）形态吸收的，同时也吸收少量的二价正磷酸根离子（HPO4=）。 土壤pH强烈影响植物吸收这两种离子的比例。 其它形式的磷也可被利用，但数量远比正磷酸根少。,作物吸收磷的形态和特点,特点： 作物对磷的吸收是一个主动吸收过程 作物吸收的氧化态磷酸根可以直接利用 进入体内的磷向生长最活跃的分生组织转移，供细胞增殖生长所用 磷在土壤中扩散系数很小，移动性小，植物仅能利用根表14mm土壤中的磷,四、磷素缺乏与过多症状,1、缺磷症状： （1）植株矮小，叶片暗绿。 细胞变小程度大于叶绿素减少的 程度，叶绿素含量相对增加。 缺磷时，铁的吸收增加，间接促 进叶绿素合成。,（2）严重缺磷时，茎叶出现紫红色条纹 或斑点（糖累积形成花青素）。 （3）根系小，次生根少，禾本科作物分 蘖少。 （4）症状先从老叶开始。 （5）生长缓慢，延迟成熟。,（1）促进呼吸作用，碳水化合物过 多消耗，不利于产量的形成； （2）发育提前，茎叶早衰； （3）降低土壤中铁、锌、镁等元 素的有效性。,2、磷素过多：,第三节 磷肥的种类、性质和施用,中国云南昆阳磷矿,我国从1955年开始生产磷肥，比氮肥发展慢，中国磷矿资源缺乏，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。,一、磷肥的种类按可溶性分类,水溶性磷肥 弱酸性磷肥 难溶性磷肥,第一类：水溶性磷肥 （一）过磷酸钙(普钙，calcium superphosphate, SSP) 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，是通过用硫酸处理磷矿粉而制成。 成分、性质与特点 成分：一水磷酸一钙Ca(H2PO4)2H2O)：占3050 含P2O5 1218 硫酸钙：40 杂质：少量磷酸或硫酸，以及硫酸铁和硫酸铝,性质： 灰白色粉末或颗粒状 磷酸一钙为水溶性 呈酸性反应（化学酸性） 具有吸湿性和腐蚀性 会发生“磷酸退化作用”,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。,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,过磷酸钙的异成分溶解及化学沉淀作用,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AlP、FeP、 CaP沉淀,石灰土上： Ca(H2PO4)2 一钙 CaHPO4 脱水二钙 CaHPO42H2O 含水二钙 Ca8H2(PO4)65H2O Ca10(PO4)6(OH)2 羟基磷灰石,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：,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 概念：磷的老化、闭蓄态固定、闭蓄态磷,初始 “老化” “闭蓄态固定” 阶段 阶段 阶段,(2)磷的吸持作用 定义：土壤液相中的磷酸或磷酸根离子被土壤固相所吸持的现象 分类 一般地： P土液 P土粒 结果：磷肥的有效性降低,吸持作用 解吸作用,（二）重过磷酸钙,由 H2SO4处理磷矿粉制得磷酸，再用磷酸和磷矿粉作用制成。 是一种高浓度磷肥，含P2O5 4050，相当于普钙的2 3倍，不含CaSO4。 施用方法与原则与普钙相同，对喜硫作物肥效不如普钙。,第二类：弱酸溶性肥料,（一）钙镁磷肥 磷矿石与镁硅酸盐在高温（1350OC）下共熔后球磨而成， 是热制磷肥的一种。,含义：能溶于2的柠檬酸或中性柠檬酸铵溶液的磷肥 主要有：钙镁磷肥、钢渣磷肥 特点：溶于弱酸，肥效较水溶性磷肥慢,1. 成分与性质 成分：无定形磷酸钙Ca3(PO4)2，含P2O514%18 氧化钙、氧化镁、二氧化硅等 性质： 灰绿色或灰棕色粉末(90过0.177mm筛) 溶于2柠檬酸溶液 呈碱性反应(化学碱性，pH8.08.5) 吸湿性小，无腐蚀性,2. 在土壤中的转化 (1) 溶解（主要受介质pH值影响） 酸性土：在土壤酸的作用下逐步溶解 Ca3(PO4)2 CaHPO4 Ca (H2PO4)2 可中和部分酸，调节了土壤反应，提高了磷素的有效性 中性或石灰性土壤：在微生物和作物根分泌的酸的作用下逐步溶解 Ca3(PO4)2 Ca (H2PO4)2 溶解释放磷酸的速度较缓慢，肥效较长 施用后较长一段时间内，溶解固定,H+ H+,(2) 固定（与过磷酸钙相同） 3. 施用方法 肥效与土壤条件，植物种类，肥料细度和施用方法有关。 土壤性质：酸性土上效果好； (2) 作物种类：吸磷能力强的作物效果较好，如油菜、 豆科作物和豆科绿肥 (3) 粒径大小：规格要求90过0.177mm的筛(80目) (4) 施用技术 可作基肥、种肥和追肥 与有机肥料堆沤后施用，可提高肥效 与水溶性磷肥、氮肥、钾肥等配合施用,冷浸田，贫瘠土壤效果良好,（二）钢渣磷肥： 炼钢工业的副产品,1、性质 强碱性，物理性质良好 形态：磷酸四钙 Ca4P2O9 磷酸四钙与硅酸钙的复盐 Ca4P2O9CaSiO3 有效磷（P2O5）：高者17 低者78,2、在土壤中转化：,靠土壤酸度和根系分泌的酸使之溶解： Ca4P2O9CaSiO3 6CO24H2O 2CaHPO43Ca(HCO3)2SiO2,3、施用：, 不宜作追肥或种肥，作基肥为好； 与有机肥混沤施用效果好； 果树、豆科作物及生长期长的 作物施用； 水稻施用可使茎杆健壮，增强抗 倒伏能力（二氧化硅多）。,第三类：难溶性磷肥,指所含的磷绝大部分不能溶于水和弱酸，只能溶于强酸的磷肥 有磷矿粉、骨粉等,（一）磷矿粉 成分：主要是氟磷灰石Ca10 (PO4) 6F2 由天然磷矿石直接磨成粉而制成，呈灰褐色。 磷矿粉具有加工简单、成本低、适于磷矿区中、低品位的磷矿就地开采、就地加工、就地施用。,2. 磷矿粉的施用,磷矿粉之间作肥料时肥效较差，提高磷矿粉肥效的关键在于提高其溶解度，加速磷的释放。 施用时必须注意：,（1）作物营养特性： A：CEC大，利用力强的作物， 豆科大于禾本科作物。 B：根系分泌二氧化碳及有机酸 能力的强弱。,（2）土壤条件,A 土壤酸碱性 p H2PO4- =2pH5.18 ,有效性与 pH反相关 pH小于5时，有效性升高 红壤、黄壤有效性高 B 有效性与土壤有效磷含量反相关,（3）细度与用量,细度：90过100目筛 （目：每英寸长度上的孔数） 用量： P2O530，可给性强， 40Kg斤/666.7m2;否则，大于 50Kg/666.7m2，不必连年施用,（4）与其他肥料配合施用 与酸性肥料配合施用 与有机肥混沤后施用 （5）施用方法： 作基肥施用 撒施、深施，加大与土壤 和根系的接触面,第四节 磷肥的合理分配与施用,根据土壤条件合理分配和施用磷肥 根据作物的需磷特性和轮作制度合理分配和施用 根据磷肥特性合理施用 掌握磷肥施用的基本技术 氮、磷、钾配合施用,一、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 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。,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。,二、根据作物需磷特性与轮作合理分配和施用,（一）作物的需磷特性 1、不同作物对磷反应不同 需磷较多的作物，如：豆科作物、豆科绿肥作物、 糖用作物（甘蔗、甜菜）、纤维作物中的棉花、 油料作物中的油菜、 块根块茎作物（甘薯、马铃薯）、 瓜类、果树、桑树和茶树等 施磷肥效果较好，既能提高产量，又能改善品质。 大田作物对磷肥的反应顺序如下： 冬季绿肥作物一般豆科旱地作物大麦、小麦早稻旱稻,2、生育期不同，对磷要求不同,多数作物苗期是磷素的营养临界期，所以在苗期应分配少量水溶性磷肥。在旺盛生长期植物虽然对磷素需求增加，但此时根系发达，吸收磷的能力