磷素营养与磷肥施用.ppt

植物的磷素营养与磷肥施用 Phosphorus (P),Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,2,主要内容 要求 植物的磷素营养 了解 (掌握磷素的 失调症状及其原因) 土壤中的磷素及其转化 了解 磷肥的种类、性质及其施用 掌握 磷肥的合理施用 掌握,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,3,第一节 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 生长环境：高磷土壤低磷土壤,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,4,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,5,(一) 磷是植物体内重要化合物的组分 1. 核酸和核蛋白 核酸 决定植物的遗传变异性 核酸蛋白质 核蛋白 2. 磷脂 磷脂糖脂胆固醇 膜脂物质 生物膜,+ 蛋白质,二、磷的营养功能,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,6,3. 植素（环己六醇磷酸脂的钙镁盐） 作用：(1) 作物开花后在繁殖器官迅速积累，有利于 淀粉的合成； (2) 作为磷的贮藏形式，大量积累在种子中； (3) 种子萌发时，作为磷的供应库。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,7,4. 高能磷酸化合物 ATPGTP、UTP、CTP均在新陈代谢中起重要作用体内。尤其是ATP，是能量的中转站。,5. 辅酶 酶的辅基，作为递氢体或生物催化剂,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,8,（二）磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转,在光合作用中，磷参与光合磷酸化作用，并把光能贮藏在ATP中，同时形成NADPH。 磷是作物代谢过程的调节剂。作物体内碳水化合物的合成、分解、互变和转移都需要磷的参与。 作物体内蔗糖和淀粉的合成也需要有磷的参加，因为己糖在作物体内需经磷酸化作用，形成磷酸己糖，然后才能合成蔗糖或淀粉。 磷还能调控碳水化合物的代谢和运输 。磷酸不足就会影响到蔗糖的运转，使糖累积起来，有利于花青素的形成。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,9,(三) 促进氮素代谢 1. 促进蛋白质合成 2. 利于体内硝酸盐的还原和利用 3. 增强豆科作物的固氮量,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,10,脂肪合成途径示意图,（四）促进脂肪代谢磷参与脂肪的合成,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,11,(五) 提高作物对外界环境的适应性 1. 增强作物的抗旱、抗寒等能力（原因）,抗旱: 磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度，使其维持胶体状态，并能增加原生质的粘度和弹性，因而增强了原生质抵抗脱水的能力。 抗寒: 磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低，磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性，从而增强作物的抗寒能力。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,12,2. 增强作物对酸碱变化的适应能力（缓冲性能）,植物体内磷酸盐缓冲系统：,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。 缓冲体系在pH68 时缓冲能力最大。 盐碱地上施用磷肥可以提高作物抗盐碱的能力。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,13,三、植物对磷的吸收和利用 (一) 吸收形态：(无机磷为主) 1. 主要是正磷酸盐：H2PO4 HPO42P043 2. 偏磷酸盐、焦磷酸盐 3. 少量的有机磷化合物(磷酸己糖,磷酸甘油酸等),(二) 吸收机理：主动吸收； 吸收部位为：根毛区,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,14,(三) 影响植物吸收磷的因素 1. 作物种类和生育期 (1) 喜磷作物(豆科绿肥、油菜、荞麦)一般豆类、越冬禾本科水稻 (2) 根系发达或根毛多或有菌根的作物吸磷多 (3) 幼苗期对磷的要求较为迫切 (生长前期吸收的磷占全吸收量的60%70%)。,芥菜的根系,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,15,2. 介质的pH 酸性介质：H2PO4-为主 pH影响磷的形态 pH7.2：H2PO4-HPO4 2 - pH继续升高：HPO4 2 -、PO4 3 -占优,通常在pH5.57.0范围内，有利于多数作物对磷的吸收。,溶液pH值对解离的磷酸盐离子形态的影响,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,16,3. 伴随离子 具有促进作用的：NH4+、K+、Mg2+等 具有抑制作用的：NO3-、OH-、Cl-等 降低磷有效性的：Ca2+、Fe3+、Al3+等 4. 其它环境因素：温度、光照、土壤水分、 通气状况等,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,17,（四）磷的同化和运输 同化：磷酸盐 有机磷化合物 运输： 中柱导管,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,18,四、磷与作物产量、品质的关系 改善作物的磷素营养 (提高作物的产量和品质) 如：油料作物、豆科作物、禾谷类、果树、蔬菜、烟草等 2. 原因：与磷在植物体内的功能有关 3. 磷的丰缺指标：营养诊断的标准 （测量数据必须要与当地实际情况相结合，才能判断）,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,19,五、植物磷素营养失调症状 （一）磷素营养缺乏症 植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立，分蘖或分枝少 花芽分化延迟，落花落果多 多种作物茎叶呈紫红色，水稻等叶色暗绿症状从茎 基部开始 （二）磷素过多 无效分蘖增加、早衰，造成锌、铁、锰的缺乏等,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,20,Rice plants of P deficiency (foreground) and normal rice plant (background),Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,21,田 间 水 稻 缺 磷,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,22,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,23,Phosphorus Deficiency Stunted, reddish purple tips and leaf margins,Corn,苗期时植株矮小，因为碳水化合物代谢受阻，植物体内易形成花青素，如玉米的茎常出现紫红色症状。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,24,缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化较重,玉米秃尖,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,25,Sorghum plants of P deficiency,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,26,Pear tree of P deficiency,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,27,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,28,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,29,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,30,第二节 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含量表示： (Olsen法) 土壤有效磷（P）10mg/kg，表示有效磷较高 土壤有效磷（P） 5 mg/kg，表示有效磷不足,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,31,Phosphorus Status in Soils of China,Available P content (Bray II) Pink: 30mg/kg (moderately deficient) Red: 20mg/kg (deficient) Dark red: 10 mg/kg (severely deficient),SCAU,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,32,二、土壤中磷的形态 1. 有机态磷 含量：占土壤全磷量的1050 来源：动物、植物、微生物和有机肥料 影响因素：母质的全磷量、全氮量、地理气候条件、 土壤理化性状、耕作管理措施等 2. 无机态磷 含量：占土壤全磷量的5090 包括：土壤液相中的磷(以H2PO4和HPO42为主)、 固相的磷酸盐、 土壤固相上的吸附态磷,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,33,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,34,一、磷矿资源及磷肥制造方法 1. 磷矿： 具有工业开采价 值的磷酸盐矿床，最 典型的是氟磷灰石 Ca10(PO4)6F2矿床。,第三节 磷肥的种类、性质和施用,中国云南昆阳磷矿,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,35,2. 中国的磷矿资源： 我国的磷矿资源仅次于摩洛哥、美国和俄罗斯。其中80%分布于云南、贵州、四川、湖北和湖南五省。 但80%是属于中低品位，60%属于硅质磷酸岩，选矿难度大，难于符合生产高浓度复合肥的要求。因此，必须采取多方位的利用途径。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,36,P2O5含量 磷矿品位 制造方法 磷肥种类及品种 28% 高 酸制法 水溶性磷肥过磷酸钙 1828 中 热制法 枸溶性磷肥钙镁磷肥 18% 低 机械法 难溶性磷肥磷矿粉,3. 磷矿分级与磷肥的制造方法,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,37,二、磷肥的种类 第一类: 水溶性磷肥 特点：含水溶性的磷酸一钙，其中的磷易被植物吸收，肥效快，属速效性磷肥,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,38,性质：灰白色粉末，呈酸性反应，具有腐蚀性,(一) 过磷酸钙 (普钙， calcium superphosphate, SSP) 1. 成分与性质 成分：一水磷酸一钙：占3050 硫酸钙： 占40 杂质：少量磷酸或硫酸，以及硫酸铁和硫酸铝,我国目前使用的磷肥品种主要为过磷酸钙 （SSP），约占总磷用量的75。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,39,2、过磷酸钙施入土壤中的转化,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,40,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,41,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,42,3. 施用方法 目的：提高过磷酸钙的利用率。 原则：减少与土壤的接触面积。 增加与作物根系的接触面积 方法：集中施用 分层施用 与有机肥料混合施用 作根外追肥,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,43,（二）重过磷酸钙 (重钙， TSP triple / double superphosphate ) 成分：含P2O5 40%50，以一水磷酸 一钙为主，含48游离磷酸 2. 性质： 深灰色颗粒或粉末状 磷酸一钙为水溶性 呈酸性反应（化学酸性） 吸湿性和腐蚀性较强 不会发生“磷酸退化作用 3. 施用：与过磷酸钙相同，但用量应减少 特别地：对喜硫作物，肥效不如等磷量的过磷酸钙,重钙,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,44,第二类：弱酸溶性肥料(枸溶性磷肥) 特点：溶于弱酸，肥效较水溶性磷肥慢 (一)钙镁磷肥 成分：无定形磷酸钙 Ca3(PO4)2 (含P2O51418)、 氧化钙、氧化镁、二氧化硅等 2. 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,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,45,3. 在土壤中的转化,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,46,4. 施用方法 (1) 土壤性质 红壤、黄壤等酸性土壤最适宜 有效磷含量低的非酸性土 (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,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,47,(二) 其它枸溶性磷肥 钢渣磷肥 脱氟磷肥 沉淀磷酸钙 偏磷酸钙,沉淀 磷酸钙,脱氟磷肥,偏磷酸钙,碱熔磷肥,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,48,第三类：难溶性磷肥 特点：所含磷酸盐不溶于水，只溶于强酸， 肥效迟缓而稳长，属迟效性磷肥 类型：磷矿粉、鸟粪磷矿粉、骨粉,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,49,我国磷肥的利用率平均为1025,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,50,第四节 磷肥的合理分配与施用,一、土壤供磷状况与磷肥的分配 全磷含量在0.080.1%以下，施用磷肥均有增产效果 有效磷含量更能反映土壤磷素的供应水平,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,51,影响土壤有效磷的因素： 1.土壤有效氮与有效磷的比值：4，磷肥效果明显 2.土壤有机质含量：与有效磷含量呈正相关，每增加0.5的有机质，可相应提高5mg/kg的有效磷 3.土壤pH：在pH5.5-7.0范围，磷的有效性最大 4.土壤熟化程度：高，有效磷含量也高，磷肥的效果就差。 5.水田淹水后，Eh降低，磷酸高铁被还原为磷酸亚铁，溶解度提高；酸性土壤pH提高，促进磷酸铁、铝水解，可使磷的有效性增加,总之，应把磷肥优先分配于有效磷含量低的低产土壤上。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,52,二、作物需磷特性与轮作中磷肥的分配,作物的需磷特性 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,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,53,(一) 水旱轮作中的磷肥施用 我国稻区的轮作制度：麦类、油菜水稻 绿肥水稻 在水旱轮作中，土壤由干变湿的过程中，有效磷增加，原因？ 因此，在水旱轮作中，磷肥的分配应掌握“旱重水轻”的原则，将磷肥重点分配在旱作上。 当豆科作物与水稻轮作时，更应该将磷肥施在豆科作物上，更能充分发挥“以磷增氮”的效果。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,54,在有豆科作物的轮作中，优先把磷肥分配给豆科作物，在改善豆科作物磷素的同时，可促进其生物固氮作用，当豆科作物的秸秆作为绿肥回田后，还可为后作提供氮素营养。,以磷增氮：,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,55,(二) 旱作轮作中的磷肥施用 有绿肥或豆类的轮作中，优先施在绿肥或豆科作物上，其间接作用很明显。 在麦棉轮作地区，重点施在棉花上。 需磷特性相似的作物轮作时，磷肥用于秋播的越冬作物比用于春播的效果明显。因为秋播后，温度逐步降低，土壤微生物活动能力差，土壤供磷能力差，增施磷肥有利于壮苗，增强抗寒能力，促进早发。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,56,三、磷肥品种与其合理分配和施用,施用原则：减少水溶性磷肥的固定，增加非水溶性磷的释放。,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,57,表 磷肥品种的合理分配和施用 磷肥品种 作物品种 生长期 土壤类型 难溶性磷肥 吸磷能力强 作基肥 酸性土壤 如荞麦、萝卜菜、 油菜及豆科植物 枸溶性磷肥 吸磷能力较强 多作基肥 酸性土壤 有效磷低的 非酸性土壤 水溶性磷肥 吸磷能力较差 苗期、 适于各种土壤 对磷反应敏感 生长前期 中性或 如甘薯、马铃薯 根外追肥 碱性土更好,Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization,58,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