第四章 植物磷素营养与磷肥
磷素过多引起的水体富营养化及其结果
? 第一节植物磷素营养
? 第二节植物的土壤磷素营养
? 第三节磷肥的种类、性质及其施用
? 第四节提高磷肥肥效的途径
第一节植物磷素营养
? 一、植物体内磷的含量、分布和形态
? 1、含量 作物的全磷含量一般为其干重的 0.05~
0.5%( P)。 喜磷作物高于一般作物;生育前期
高于后期;种子高于叶片;叶片高于根系;幼嫩
器官高于衰老器官;植物的含磷量还受土壤供磷
能力的影响。
2、分布 32P示踪表明,磷在作物体内分布
和转移与作物的代谢过程和生长中心的
转移等有密切关系。磷多分布在新芽和
根点等生长点;作物成熟时,磷多向种
子和果实运输;当磷素供应不足时,磷
首先保证生长中心器官的需要。
3、形态 作物体内磷分为无机态磷有机态
磷,其中有机态磷占大多数。
表 4-1 植物体中磷的形态( P2O5,干重)
( Б.A.Ягодинна,1982)
作物 全磷
有机态磷
无机态

占总磷 的 %
卵磷脂 植素 核蛋白 其它 总量 有机态 无机态
小麦籽
粒 0.860 0.032 0.609 0.130 / 0.771 0.089 89.6 10.4
三叶草
(干草) 0.554 0.050 0.300 0.050 0.084 0.484 0.070 87.0 13.0
二、植物对磷的吸收
一)吸收形态
植物吸收的磷主要时正磷酸形态的磷,如
H2PO4-,HPO42-和 PO4 3 -; 有时植物还可吸收偏
磷酸( PO3-) 和焦磷酸( P2O74-),聚磷酸经水
解后也可吸收。
植物还可吸收土壤中的有些含磷有机物,
如己糖磷脂、甘油磷脂和蔗糖磷脂等。
由于土壤溶液中的磷浓度远远低于细胞和
木质部汁液中磷浓度,大约相差 100~ 1000倍,
因此磷的吸收是主动的、需消耗能量的。
二)影响作物吸收磷的因素
1、作物的生理特性
1)根系大小与根毛数量
2)地上部 /根系的比值 比值小时,吸磷能力强,耐低磷。
3)根际的酸化能力和分泌螯合物的能力;
荞麦、油菜、羽扇豆等根际 pH在缺磷条件下,可下降 2个
单位,根毛质膜的 pH在 4~ 5,因此吸磷能力强。而三叶草为
7 ~ 8,所以它的喜磷能力弱。细胞质强酸性的植物,如酸模、
秋海棠和食用大黄,她们的 pH为 1.2 ~ 1.5,吸磷能力较强。
4) CaO/P2O5的重量比
Chirikor曾指出,植物体内 CaO/P2O5的重量
比与难溶性磷的利用能力有关,如羽扇豆、荞
麦和油菜,这个比例大于 1.3,利用能力强,谷
类作物这个比值小于 1.3,对难溶性磷的利用能
力低。
5)作物根系的阳离子交换量
2、植株磷状况
3、土壤供磷状况
土壤中的强度和容量:
一般土壤溶液中磷浓度为 10-5~ 10-6摩尔( 0.31 ~
0.031ppm)。 低于这个浓度时,根系吸收显著
减少;
土壤中养分容量和缓冲能力也很重要。如缓冲能
力强的土壤在根系表面形成的耗竭区小,土壤
溶液中磷的扩散距离短。
4,pH与其它养分
pH 影响土壤溶液中磷的存在形态
氮素及其形态、硫、硅、铁、铝等离子
5、根际微生物 菌根
6、环境因素 如水分、温度、通气性等
表 4-2 不同 pH值下各种形态磷离子的比例
磷离子
形态
pH值
5 6 7 8
H3PO4 0.10 0.01 / /
H2PO4- 97.99 83.68 33.90 4.88
HPO42- 1.91 16.32 66.10 95.112
PO43- / / / 0.01
三、植物体内磷的同化与运输
一)同化
磷酸根进入皮层后,数分钟内,有 30~
50%转化成有机物,最先形成的是 ATP,此外,
还有 FDP( 6-磷酸果糖)和 PGA( 磷酸甘油)
等;合成的有机磷迅速向中柱转移。在横向运
输中,主要是 6-磷酸葡萄糖( G6P)。
二)运输
有机磷进入中柱后,脱磷酸化而形成无机
磷,然后向上运输;导管中运输的磷主要是无
机磷,也可能有一部分有机磷。
植物体内,磷酸可以向下向上运动,转运
率为吸收量的 70~ 80%。幼叶中的磷不仅来自
根系,也来自老叶。
四、植物磷的营养功能
一)磷是作物体许多重要有机化合物的成

1、核酸与核蛋白
2、磷脂
3、植素
4,ATP等高能含磷化合物
5、酶和辅酶
二)磷与植物代谢过程
1、参与碳代谢
1)参与光合作用固定 CO2
(丙酮酸)
缩化酶
缩化酶
CO CO O HCHmalateOAA
PEP
CO
PEP
PEG
R U D P
OHCO
R U D P
N A D P H
3
2
22 2
???? ???
?
?
2)蔗糖和淀粉合成
直链淀粉
淀粉合成酶
葡萄糖苷、
焦磷酸化酶
)磷酸葡萄糖(
淀粉合成
蔗糖蔗糖磷酸脂
蔗糖磷酸脂
磷酸蔗糖合成酶
)脲苷二磷酸葡萄糖(
焦磷酸化酶
磷酸脂酶
?
?
???
????
???????
???? ??
?
?
???
???
U TPA T P
U D P GA D P G
U D P GA D P G
U D P GA D P G
U TPA T P
pG
pGPiU D P G
Pi
UDP
PFU D P G
U D P G
U D P G
UDP
PG
/
41/
/
/
/
1
11
6
1
?
?
??
3)促进碳水化合物在作物体内运输
植物体内的碳水化合物的运输主要
以三碳糖和蔗糖形式为主。磷酸参与细
胞三碳糖由叶绿体向细胞质的输出,在
白天,叶绿体 pH大于 8,主要输出磷酸甘
油醛和磷酸二羟丙酮,晚上 pH约为 7,主
要输出磷酸甘油酸。
蔗糖是碳水化合物长距离运输的主要
形态,磷参与其合成。
2、参与氮代谢
1)促进 NO3-N的吸收和同化
NO3-N的吸收是主动吸收,需要能量;
NO3-N的还原需要 NAD( P) H,FAD、
ATP等物质;
2)转氨基的辅酶 — 磷酸吡哆醛( VB6) 是
氨基酸代谢所必需的。
3)磷可促进蛋白质和核酸的合成
4)促进豆科作物的生物固氮
表 4-3磷肥对紫云英植株中核酸含量的影响
处理
核酸含量( μg/gFW)
3月 15日 4月 15日
叶 根 叶 根
P0 415.5 94.7 473.4 89.4
P1 536.5 149.9 757.4 139.4
P2 810.0 318.3 757.4 168.3
P3 1104.5 331.7 778.5 178.9
3、参与脂肪代谢
糖类的合成和转化成甘油、脂肪酸,以及甘
油与脂肪酸合成脂肪均需磷参与。因此油料作物
是需磷较多的作物。
4、磷可提高作物的抗逆性
1)提高作物抗旱性
提高原生质体的水合度和细胞结构的充水性,使其
维持胶体状态,增加原生质的粘性和弹性,因而增强原
生质对局部脱水和过热的抵抗力。促进根系生长,增强
根系吸水能力。
2)提高作物抗寒性
提高作物体内可溶性糖和磷脂的含量,降低冰点、增
强细胞膜对温度变化的适应力。
3)提高作物抗盐碱能力
磷酸根离子与氯离子有拮抗作用,抑制氯离子吸收;
提高细胞的能量电荷( EC),及时将细胞质中多余的
Na+泵入液泡。
A M PA D PA T P
A D PA T PEC
??
?? 2/1
五、作物磷素不足或过剩的危害
1、磷素不足,生长缓慢、植株矮小、分枝分蘖
少;叶片暗绿、无光泽,或者有杂色,如紫色、
褐色等,玉米根基部和油菜茎呈紫红色;缺素
首先出现在老叶和下部叶。缺素植株,产量低、
品质差。
2、磷素过多 生长发育加快,生育期缩短,繁殖
器官提前成熟,产量下降。
同时,磷素过多,可能引起植株的养分不平衡,
如铁、锌、镁等元素缺乏。如体内 P/Zn比 大于
300,或土壤 有效磷 /有效锌比值 大于 56,水稻
会出现缺锌症。
黄瓜缺磷
? 左边为缺磷植株
? 右边为正常植株
左为缺磷的最老叶
右为缺磷的较老叶
? 缺磷大豆
? 缺磷的苹果叶:叶片
小、叶色暗淡、发紫
色或青铜色。
? 玉米缺磷:叶片发紫。
? 燕麦缺磷:叶鞘发紫
油菜缺磷:深紫色的叶
片正在转红色
? 小麦缺磷:幼苗的叶和茎蓝绿色转深红色,老
叶提前死亡脱落。
芹菜缺磷:生长
矮小,叶色发暗,蓝
绿色、老叶发黄、提
前死亡脱落。
大麦缺磷:缺少
分蘖、茎细,叶片开
始为蓝绿色,然后变
成紫色,;老叶发白,
提前脱落。
第二节 植物的土壤磷素营养
一、土壤的含磷量
地球总磷( P) 含量估计为 1019吨,地壳中
磷的总贮量越为 1015吨,平均含量为 0.12%。
土壤含磷量受母质、成土过程和耕作施肥
的深刻影响,变化很大。我国土壤含磷量一般
变动在 0.017~ 0.11%( P) 之间。除了受海鸟
粪影响的部分海岛土壤外,总磷含量的趋势是
由南到北逐渐提高。南方的转红壤很低,只有
0.013 ~ 0.026%;北方石灰性土壤则比较高,
由东到西逐渐增加;
成土母质,玄武岩 >花岗岩;石灰岩
或石灰性冲积物 >砂岩或酸性冲积物。
有机肥和磷肥的施用
有机质含量
同一区域内有明显的局部差异。
有效性磷
二、土壤中磷的形态
一)无机磷
土壤无机磷含量与成土母质有密切的关系。 一般紫
色页岩、云母片岩、石灰岩冲积物和黄土冲积物等母
质上发育生成的土壤或磷矿附近的土壤,无机磷含量
较高; 而花岗岩、玄武岩、砂页岩、第三纪、第四纪
黏土母质发育生成的土壤的无机磷含量低。
1、矿物态磷 占土壤无机磷的决大部分,主要为
磷酸的钙盐、铁盐和铝盐。在 pH值高于 7时,
主要是磷酸钙;在酸性土壤中,主要是磷酸铁、
铝。
各种矿物的溶解性差异很大。
表 4-4土壤含磷化合物的解离度
含磷化合物 pK 含磷化合物 pK
MgHPO4·3H2O 5.82 CaAIPO4·6H2O 39.0
CaHPO4·2H2O 6.56 AI2K( PO4) 2OH·2H2O 55.0
CaHPO4 6.66 AI2NH4( PO4) 2OH·2H2O 57.0
MgKPO4·6H2O 10.62 Ca8H2( PO4) 6·5H2O 93.81
MgHN4PO4·6H2O 13.15 Ca10( PO4) 6·( OH) 2 111.82
AIPO4·2H2O 21.5~ 22.5 Ca10( PO4) 6·F 2 120.86
Mg3( PO4) 3·22H2O 23.10 AI5( HN4) 3H6( PO4)
8·18H2O
175.5
Mg3( PO4) 3·8H2O 25.20 AI5K3H6( PO4) 8·18H2O 178.7
FePO4·2H2O 35.35
1)磷酸钙盐
主要为磷灰石,Ca10( PO4) 6F2,Ca10
( PO4) 6 CI2,Ca10( PO4) 6( OH) 2等。
溶解度很小,属难溶性磷,占北方石灰
性土壤的绝大部分;另外,有一部分
CaHPO4和 MgHPO4有一定的溶解度,属
于弱酸溶性的。
2)磷酸铁、铝盐 主要有两类:
FeH2( PO4)( OH) 2( 粉红磷铁矿)
和 AIH2( PO4)( OH) 2磷铝石。
主要存在于酸性土壤。
2、闭蓄态磷 被土壤中铁、铝胶体缩包闭的磷酸
盐。在强酸性土壤上,可占无机磷的 80%,在
石灰性土壤上,只占无机磷的 10%~ 20%。
3、吸附态磷 在酸性土壤中,被土壤黏土矿物、
铁、铝 胶体等所专性吸附的磷,对作物的有效
性很差;在石灰性土壤上,有一部分碳酸钙表
面吸附的磷是不可逆的。
4、水溶性磷 存在于土壤溶液中的磷酸根离子。
二)土壤有机磷
1,含量 土壤有机磷占土壤全磷的 15~ 80%,
其数量决定于土壤有机质含量。中科院
南京土壤所根据 64个水稻土标本的统计,
得出土壤有机磷含量( Po) 与土壤有机
质含量( M0的关系式为:
2,形态 土壤有机磷主要有肌醇磷酸盐
(植素)、磷脂、核酸、核苷酸和蔗糖
磷酸酯等。
01.00 1 4.0 ?? MP o
表 4-5 一些地区土壤的有机磷含量
( Stevenson,1982)
地区 微克 /克 ?土 占全磷的 %
澳大利亚 40~ 900
加拿大 80 ~ 710 9 ~ 54
丹麦 354 61
英格兰 200 ~ 920 22 ~ 74
新西兰 120 ~ 1360 30 ~ 77
尼日利亚 160 ~ 1160
苏格兰 200 ~ 920 22 ~ 74
美国 4 ~ 85 3 ~ 52
表 4-6 土壤有机磷的种类和含量
有机磷化合物 占土壤有机磷 % 有效性
肌醇磷酸盐 2~ 50 差
核蛋白 痕迹 较差
磷脂 1 ~ 5 高
核酸 0.2 ~ 2.5 高
代谢性磷酸盐 痕迹 /
三、土壤中磷的转化
一)土壤有机磷的矿化
影响因素:
1,C/P比与含磷量,C/P比小于 200,或含磷量大
于 0.3%的有机物矿化时,有磷的释放;当 C/P
比大于 300,而含磷量小于 0.2%时,发生净固
定。
2、温度:有机磷矿化的最适温度是 35℃ ~ 45 ℃ 。
磷酸核苷核苷酸核酸蛋白质核蛋白
磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸胆碱
磷酸脂酶
水解
卵磷脂
磷酸肌醇磷酸肌醇植素
核苷酸酶核酸酶水解
水解
水解水解
???? ???? ????? ??
??? ?????
??? ???? ??
3、水分:干湿交替显著促进有机质的矿化。
4、氧:氧分压低、通气性差,矿化速率变小。
5,pH值:土壤中有机磷,特别是磷酸肌醇在酸
性条件下,以铁、铝盐的形式存在,因此比较
稳定,不易矿化;而在石灰性土壤上,以钙、
镁盐的形式存在,易于矿化。所以,在酸性土
壤上,施用石灰有利于有机磷的矿化,提高其
有效性。
6、土壤耕作:有利于有机磷的矿化。
二)难溶性无机磷的释放
1、在石灰性土壤上,降低土壤 pH,会增加磷灰石等含磷矿物的溶解,
提高磷有效性。因此施用生理酸性肥料、根系分泌有机酸或质子,有
机物质矿化等均可提高土壤磷的有效性;
在酸性土壤上,提高土壤 pH,有利于降低土壤中活性 Fe3+,AI3+,增加
磷酸铁铝的溶解;因此,酸性土壤施用石灰,有利于提高土壤磷有效
性。
2,降低土壤氧化还原电位,有利于三价铁、铝还原成 Fe2+,AI2+,促进
磷酸铁铝的水解和包闭态磷酸盐的释放,有利于提高磷有效性;因此,
在酸性土壤上,旱地转为水田后,磷的有效性提高。
3,有机物的螯合作用
螯合物)()())((
螯合物螯合剂
???
?????
?
?
FeAIPOHPOHOHOHFeAI
CaPOHPOCaC a X
422232
422432
4
)(
三)有效性磷的固定
1、化学固定
在石灰性土壤上,水溶性的 H2PO4-与
土壤溶液中的 Ca2+离子发生反应形成一系
列难溶性矿物,降低了磷的有效性。
在酸性土壤上,水溶性 H2PO4-与土壤
溶液中的 Fe3+,AI3+离子发生反应形成难
溶性的粉红磷铁矿或磷铝石。
26410
2
2
26428
26428
2
2
4
424
2
2242
)()(5)(
5)(6
22)(
OHPOCaOHPOHCa
OHPOHCaC a H P O
C a H P OOHC a H P OOHPOHCa
Ca
Ca
Ca
?? ???
??? ??
???? ???
?
?
?
开始形成的是无定型的磷酸铁、铝胶体,有
效性较高,随着时间的延长,逐渐变成晶体状的
磷铝石或粉红磷铁矿,有效性大大降低。
)在形成磷铝石(如果是
粉红磷铁矿)
422
3
42224
4342324
2424
22422423
)(
()(2
)(32
5)(2)()(
POHOHAIAI
POHOHFeOHF eP O
POHPOHOHFeOHF eP O
OxHF eP OOxHF eP O
OHOHCaF eP OOHPOHCaOHFe
?
???
????
???
?????
?
2、磷的吸附
磷的吸附作用是指磷由土壤溶液吸持到土壤
颗粒表面,而磷进入土壤固相里面则是土壤对磷
吸收作用或化学吸收。由于二者很难分开,一般
都叫吸附作用。
土壤中吸附磷的物质主要是 铁、铝氧化物、
水铝英石、粘粒矿物和碳酸钙等。
1)非专性吸附 在酸性条件下,有些黏土矿物,或
铁、铝胶体表面质子化后带正电荷,而吸附磷酸
根等阴离子。这种吸附为库仑力作用,吸附是可
逆的,受土壤 pH影响,不会影响土壤表面的带
电性。
2)专性吸附
1)铁、铝氧化物及其水化氧化物对磷的吸附:
铁、铝氧化物表面有 -OH(或 -OH2) 配位基,它们可
以与土壤溶液中的 H2PO4-或 H2PO42-发生配位基交换
吸附;这种吸附作用力强,发生在胶体的 Stern层,
可以改变胶体本身的带电性,使得胶体表面的负电
荷减少,甚至带上正电荷;由于代换结果,产生 -
OH,因此,降低 pH,有利于专性吸附。
表 4-7黏土矿物对磷的吸附与 pH值的关系
( Mengal,1983)
pH值
吸附量(毫克当量 P/100克)
高岭石 蒙脱石
4.0 88.2 47.4
5.7 50.8 35.5
6.8 41.2 22.0
3)土壤碳酸盐吸附,
碳酸钙对磷酸根离子的吸附一般在碳酸
钙表面进行。在结晶的方解石矿物内部,
Ca2+离子与 6个氧原子配位,而在固相表面上
的钙离子配位往往是不完全的。其空余的配
位位置为溶液中的水分子、羟基离子或重碳
酸根离子所充实,而磷酸根离子可以代替这
些离子,而被吸附。
这种吸附进一步发展,就会形成磷灰石。
3、包闭固定
? 在酸性土壤中,粉红磷铁矿或磷铝石表面的矿物在适
当条件下分解形成磷酸根和氢氧化铁或氢氧化铝胶体,
磷酸根被吸收后,铁、铝胶体就留在含磷矿物表面,
将这些矿物紧紧包闭起来。
4、生物固定
微生物在生长繁殖过程也会吸收利用有些有效磷。
43323
43324
)(24)2(3)(4)1(
)(4)1(3
POHOHFeF e P OxOHOHFeF e P Ox
POHOHFeF e P OxOHx F e P O
???????
?????
5、影响土壤中磷素固定的因素
1)土壤矿物的组成、质地,pH,和石灰位等。
黏土矿物 >原始矿物; 1,1型黏土矿物 >2,1型
黏土矿物; SiO2/R2O3小的 > SiO2/R2O3大的;结
晶差的 >结晶度好的,如火山灰土壤中的水铝
英石。
铁、铝氧化物,特别是絮凝氧化铁胶体,对磷
的吸附容量最大。
pH <5.0时,大部分磷被土壤中的铁、铝离子或
胶体所吸附固定; pH在 6.5时,部分被固定在
硅酸盐表面; pH>7.5时,磷被土壤中的钙所沉
淀,或被碳酸钙吸附固定。
石灰位:
当石灰位 <3.4时,如果没有氧化铁存在,则形成磷酸二
钙;当石灰位在 3.4~ 4.5之间时,则形成磷酸二钙、
八钙、磷灰石等;在石灰位大于 4.5时,则有利于形
成磷灰石。
2)离子组成,Fe3+,AI3+,Mn2+,Ca2+等离子多时,对
磷的固定就多。如 1毫克当量的交换性铝离子可固定
的磷达 102ppm。
OH-,SiO42-,SO42-和 MoO42-离子可减轻磷的吸附固
定;
有机酸根离子可减少土壤吸附表面积,螯和铁、铝离子,
因此可减少磷的固定。
)(石灰位 MgCappH ??? 21
3)土壤含水量:土壤干旱,水分不足时,磷的
扩散速率降低,吸收减少,固定增加;淹水时,
氧化还原电位降低,在中性和酸性土壤上 pH上
升,磷的吸附固定减少;
4)氧化还原电位:降低 Eh,有利于闭蓄态磷的
释放。
5)温度和时间,在较高温度下,磷的固定增加,
随时间延长,磷 的固定增加,有效性降低。
表 4-8 时间和温度对二水磷酸二钙( DCPD)
转化成磷酸八钙( OCP) 的影响
温度( ℃ )
OCP%
1月 2月 3月 4月
10 <5 20 20 70
20 <5 40 75 100
30 <5 30 80 100
四)土壤中磷的淋失
? 在一般情况下,淋洗损失较少,年淋失
量为施用量的 2%作用。土壤侵蚀、地表
径流也是土壤磷素流失的主要途径。
第三节磷肥资源与常用磷肥
一、磷肥资源与磷肥种类
1、资源
磷矿石一般分为两类:火成磷酸盐矿或是
沉积后经过变质的磷酸盐矿,称为磷灰石,例
如江苏的锦屏磷矿;另一类为沉积的次生磷酸
盐矿,称为磷灰土,一般储量大、品位较高,
如贵州的开阳磷矿,含磷( P2O5) 达 35.95%。
地球上目前可开采利用的较高品位磷矿数
量不多,分布不均。据估计,世界磷矿石总蕴
藏量约为 1442亿吨,其中摩洛哥 400亿吨,美
国 388亿吨,前苏联 70亿吨,西撒哈拉 166亿吨,
中国 90亿吨。我国的磷矿主要分布在贵州、云
南、四川、湖南、湖北等省。
? 摩洛哥磷矿
2、磷肥制造与种类
磷矿粉
磷矿粉机械粉碎, 磨细
H3PO4
H2SO4 NH3 磷酸铵
重过磷酸钙
磷矿粉
硝酸磷肥HNO3
普通过磷酸钙H2SO4
含镁, 硅的矿物
高温
钙镁磷肥
碱熔磷肥
碱金属
黄磷 水 +磷矿石 偏磷酸钙
H3PO4HCI 沉淀磷肥石灰乳
难溶性磷肥











P2O5
二、常用磷肥的性质、转化与施用
一)水溶性磷肥,凡主成分能溶于水的磷肥,称为水溶性磷
肥。包括过磷酸酸钙、重过磷酸钙、半过磷酸钙、氨化过磷酸钙、
磷酸铵等 。
过磷酸钙,简称普钙。
1,成分与性质 Ca( H2PO)42·H 2O?CaSO4 ·2H2O
其中,水溶性成分占 30~ 50%,有效磷 14-20%
CaSO4 ·2H2O占 50%。
由于磷矿粉成分复杂和制造过程中加入了过量的硫酸,因此
过磷酸钙中含有游离的硫酸、磷酸和硫酸铁、硫酸铝等(如表 4-
9),如果含水量过高,或在贮存过程中吸水,就会发生系列化
学反应,造成磷肥的退化作用。
4224
4
4
22242
24 ) 2
24) SO2HO2H
2 A I P O
2 F e P OOH5OH )(
O2H A I 2 ( S O
OH 3F e 2 ( S O ???????
?
? C a S OPOHCa
表 4-9 过磷酸钙(特级)的组成分
成分 含量( %) 成分 含量( %)
水分 < 3.5 Mn 0.02
全 P2O5 20.6 Cr 0.005
可溶性 P2O5 20.3 K 0.06
游离 H3PO4 3.2 CI 0.005
F 1.6 Ti 0.04
AI2O3 1.3 Cu 0.004
Fe2O3 0.7 Na 0.2
SO3 27.4 I 0.001
CaO 29.4 V 0.007
SiO2 3.0 Mg 0.2
水溶性 P2O5 19.7 N 0.05
表 4-10过磷酸钙成品级别规格
成分
级别
特级 一级 二级 三级 四级
有效磷 P2O5
( %) >20 18 16 14 12
游离酸( %) <3.5 4 4.5 5 5
水分( %) <8 10 12 14 14
2、过磷酸钙在土壤中的变化
1)、异成分溶解,过磷酸钙施入土壤后,土壤溶液中
的水分向肥料颗粒渗透,使得磷酸一钙( MCP) 水解,
形成二水磷酸二钙( DCPD) 和磷酸;磷酸向外不断扩
散,使得施肥点周围的 pH急剧下降,达到 1.48,溶液中
的 P/Ca比值为 2.78;随着时间的推移,二水磷酸二钙水
解,形成一水磷酸一钙与无水磷酸二钙,溶液 pH降到
1.01,P/Ca比值达到 3.5。这时形成三相平衡体系。由于
施肥点周围的土壤溶液 pH很低,把土壤颗粒中的铁、铝、
钙等离子溶解下来,这些离子对磷酸根离子产生固定作
用,这就是过磷酸钙的异成分溶解。
2)水溶性磷在土壤中的固定作用
化学固定、吸附固定、包闭固定和生物固定等。
3、过磷酸钙的施用
1)过磷酸钙集中施用 在固磷能力强的土
壤上,减少磷与土壤的接触,增加与根
系的接触;利于磷的扩散与吸收。常用
的方法有沟施、穴施、苗床施肥、带状
施肥等。
2)过磷酸钙与有机肥配合施用
3)在强酸性土壤上,施肥前,用石灰中和
土壤酸性。
4)根外施肥
重过磷酸钙 ( Ca( H2PO4) 2·H 2O)
深灰色粉末,含磷 36~ 54%,俗称三料
磷肥,含磷量高,适宜于长途运输。含有
4 ~ 8%的游离酸,有吸湿性和腐蚀性,易结
快,但由于无铁、铝等杂质,因此吸湿后不
发生退化作用。
在土壤的转化与过磷酸钙类似,有异成
分溶解特性。施用方法与过磷酸钙相同。
二)弱酸溶性磷肥
凡是主成分能溶于 2%的柠檬酸、中性柠檬
酸铵或微碱性柠檬酸铵的磷肥,叫做弱酸溶性
磷肥,或柠檬酸溶性磷肥,或枸溶性性磷肥。
包括所有的热制磷肥(钙镁磷肥、钢渣磷肥、
碱溶磷肥及偏磷酸钙)和 沉淀磷肥 。
钙镁磷肥( α-Ca3( PO4) 2等)
1、成分与性质
钙镁磷肥成分复杂,包括 α-Ca3( PO4) 2和
CaSiO3( 或 CaSiO4),MgSiO3( 或 MgSiO4)。 一般
含有效磷 14%~ 19%,MgO10 ~ 15%,CaO25 ~
30%,SiO240%。 质量好的钙镁磷肥中磷有 95%以上
可溶于 2%柠檬酸的。因此钙镁磷肥是以磷为主的多
元素肥料。
钙镁磷肥一般为黑绿色或棕色粉末,水溶液呈
碱性( pH值 8.0 ~ 8.5),无腐蚀性,不吸湿、不结
块,有效成分不会淋失。
2、在土壤中的转化
钙镁磷肥在土壤中的转化与土壤 pH值和石灰位有关。
当 pH<6.5时,或在钙镁磷肥逐渐转化为易溶性磷酸盐,
其有效性提高。
在强酸性土壤上,水溶性会迅速转化为磷酸铁铝而降低
有效性。
在石灰性土壤上,当石灰位 <3.3时,钙镁磷肥会转化为磷
酸二钙:
当石灰位大于 4时,钙镁磷肥就会转化为羟基磷灰石:
23244224
23422243
)()(22
)(222)(
H C OCaPOC a HOHCOC a H P O
H C OCaC a H P OOHCOPOCa
????
??????
C a OC a H POOHCaPOCa 2)()( 42243 ?????
264102243 )()()()(3 OHPOCaOHCaPOCa ?????
3、钙镁磷肥的施用
1)钙镁磷肥首先施用在喜磷喜钙的豆科作物,
和需硅较多的水稻、小麦等作物上。
2)优先施用在中性和酸性土壤上,和缺钙、缺
硅的砂质土壤上;
3)在强酸性土壤上,应施用粒径较粗的钙镁磷
肥,40~ 60目的即可;在中性或石灰性缺磷土
壤应施用 90%的颗粒过 80 ~ 100筛孔的钙镁磷
肥;
4)钙镁磷肥最好做基肥施用,且要与土壤充分
混匀,促进分解,提高有效性;可做种肥,或
蘸秧根施用;做追肥时,要提早施用;
5)在石灰性土壤上施用时,最好与有机肥堆沤
以后施用,以提高有效性。
脱氟磷肥, 有氟磷灰石在高温下通入水蒸气制
成。主成分为 Ca3( PO4) 2和 CaSiO4。 含磷量
为 14~ 18%,性质和施用同钙镁磷肥。
沉淀磷肥, 主成分为 CaHPO4·2H2O,P2O5含量
为 27 ~ 42%,弱酸溶性。一般为灰色或白色松
散粉末,呈中性,不吸湿、不结块,不含游离
酸。施用同钙镁磷肥 。
偏磷酸钙, 成分为 Ca( PO3) 2,含 P2O5达 60 ~
70%,还含有 26 ~ 27%的 CaO,为玻璃状微黄
色晶体,做磷肥时需磨细。稍有吸湿性,受潮
后即变为白色或浅灰色粉末。在土壤中,会缓
慢转化成磷酸一钙。施用方法同钙镁磷肥。
三)难溶性磷肥
磷矿粉:由磷矿粉磨细而成,含磷量决定于磷矿石的品位。
1、成分与性质,Ca10( PO4) 6F2( 或 CI2)( 或( OH) 2),一般全
磷含量为 10~ 25%,枸溶性磷为 1 ~ 5%。
2、在土壤中的转化
在酸性土壤中,磷矿粉会发生以下转化:
在石灰性土壤上,磷灰石很少发生变化。
422242
3
2
4
3
345
2
4
2
345
)(22
533)(
354)(
POHOHFeHOHPOHFe
HFCaF e P OHFeFPOCa
HFH P OCaHFPOCa
????
??????
?????
???
???
?
??
3、磷矿粉的施用
1)影响磷矿粉肥效的因素
磷矿粉本身的性质,凡是原生的或沉积变质岩矿
床的磷灰石,结晶明显、结构致密、折光率高,比重
大,CO2含量低,PO43-被 CO32-的置换量低,枸溶性磷
含量低。肥效差,如江苏锦屏磷矿粉。
相反,沉积矿床的磷灰土,结晶不明显,结构疏松,折
光率低,比重小,CO2含量高,PO43-被 CO32-的置换量
高,枸溶性磷含量高,肥效高,如贵州开阳、云南昆
阳、四川绵竹、湖北通山、安徽凤台、广西玉林等地
的磷矿粉。
作物吸磷能力 磷矿粉对不同作物的肥效差异很大。
表 4-11磷矿成因、理化性质与有效磷的关系
磷矿成因 结晶程 度 折光率 比重 CO2( %)
全磷
( P2O5)
%
有效磷
( P2O5)
%
占全磷
量( %)
沉积变质
磷灰石 晶粒状 1.6303 3.1804 0.18 41.094 1.52 3.62
石灰砂质
磷灰石
胶状隐
晶 1.6192 3.1452 1.45 40.39 7.90 19.55
泥灰质磷
灰石 胶状 1.6079 3.1174 4.19 36.30 11.80 32.51
表 4-12各种作物对磷矿粉的相对肥效
肥效极显著 肥效显著 肥效中等 肥效不显著 水稻 *
油菜 80% 苕子 70~80% 玉米 50 ~60% 谷子 20 ~30% 20 ~ 25%
萝卜菜 80% 豌豆 70~80% 马铃薯、甘薯 50%
小麦、黑麦、
燕麦等 15 ~
30%
荞麦 80%
大豆、饭
豆、紫云
英等 70%
芝麻 40%
花生、猪
屎豆、田
青、胡枝
子等 70%
土壤条件 根据氟磷灰石和的溶度积和磷酸的解离常数,
可以推算出,溶液中磷酸根离子与 pH的关系式为:
土壤 pH越低,愈有利于磷矿粉的分解。
盐基饱和度低的土壤有利于磷矿粉的分解。土壤磷素
的有效性也是影响磷矿粉肥效的重要因素 。
磷矿粉的细度,90%的颗粒要通过 100目的筛孔
2)磷矿粉的施用 必需优先施用在缺磷的酸性土壤、
盐基饱和度低的土壤,和吸磷能力强的作物。做基肥
一次大量施用;在石灰性土壤上施用时,要与有机肥
堆沤后施用,或与过磷酸钙堆沤后施用。
18.5242 ??? pHPOpH
第四节 提高磷肥肥效的途径
一、磷肥后效的利用
一般认为磷肥的当季利用率为在 10~ 25%
左右(表 4-13)。但由于磷在土壤的移动性很
小,也不挥发,因此,施入土壤的磷大部分残
留在土壤中,在以后的植物生长过程中,还会
被吸收利用。这就是磷肥后效,一般可达 5~
10年( Tisdale et al,1993),甚至 15年
( Halvorsen,1992)。 磷肥的累积利用率 78~
96%,甚至高达 100%(表 4-14,4-15,4-16)。
因此要充分利用磷肥后效,提高磷肥的经济效
益。
表 4-13我国南方几省不同作物对磷肥(过磷
酸钙)的利用率(根据各省 176个试验结果)
土壤 统计数 作物 磷肥用量(千克 /公顷) 利用率( %)
红壤发育的水稻土和南
方冲积母质发育的水稻

98 水稻 150~ 300 7 ~ 14
苏北、皖、宁黄潮土 10 小麦 150 ~ 225 8 ~ 14
红壤发育的水稻土 59 紫云英(鲜草) 150 ~ 300 14 ~ 23
苏南白土 6 紫云英(鲜草) 150 ~ 300 14 ~ 28
褐土 3 玉米 225 10 ~ 25
表 4-14 磷肥累积利用率( 8年)
施磷量(千克 P/公顷) 吸磷量(千克 /公顷) 累积利用率( %)
不施磷 43.4 /
117.8 156.4 96.2
235.6 228.2 78.6
表 4-15温带地区磷肥的累积利用率( Fixen,
1992)
土壤 施磷量(千克 /公顷) 季数 累积利用率( %)
10个石灰性土壤 511 8季(温室试验) 27
石灰性黏土 67 5季(大田) 28
砂壤土 45 6季(大田) 30
壤土 50 10季(大田) 37
粉砂壤土,pH7.1 67 6季(大田) 41
48个非石灰性土壤 511 8季(温室试验) 45
28个土壤,pH6.2~
7.9 153 8季(温室试验) 74
4个土壤,pH6.7~
7.6 229 19季(温室试验) 87
砂壤,非石灰性 118 4季(大田) 100
表 4-16 我国大田试验的磷肥累积利用率
土壤 作物 试验年限 累积利用率 ( %) 作者
水稻土(广东) 水稻 10 38.5 周修冲等
潮土(天津) 小麦、玉米 14 53.0 姚丙贵等
潮土(河北) 小麦、玉米 12 26.7~ 66.4 林继雄等
黑土(黑龙江) 玉米、大豆,小麦 6 18 ~ 97 张素君
红壤(江西) 花生、荞麦 2 68 卢如坤等
二、提高土壤磷素利用率的途径
一)基本前提
1、凡有利于减少土壤对磷固定的措施都可能提高磷肥
利用率
2、凡可以增加磷在土壤中移动的措施都有可能提高磷
肥利用率
3、任何增加磷肥与根系接触的措施,可能提高磷肥利
用率
4、有助于充分利用磷肥后效的措施都有可能提高磷肥
利用率
二)途径
1、根据作物及轮作制度合理施用磷肥
1) 在水旱轮作中,重点在旱作
2)在小麦 -玉米轮作中,重点在小麦
3)磷肥优先施用在敏感作物上
2、根据土壤条件合理施用磷肥
1)磷肥首先施用在缺磷土壤上
2)水溶性磷肥施用在石灰性和中性土壤上;弱酸
溶性磷肥和磷矿粉施在酸性土壤上
3、磷肥与有机肥、氮肥、钾肥配合施用
4、提高磷肥施用技术,在固磷能力强的土壤上,采
取集中施肥技术,在固磷能力弱的土壤上,采取分散
施肥的方法。
复习思考题
1、磷在作物体内的主要营养功能有哪些?
2、根据作物磷素营养的特点,试述作物开花后
喷施磷的意义?
3、在制种田为什么要施足磷肥?
4、试述在作物氮和脂肪等代谢中的作用,并论
述氮、磷肥配合施用的理论与实践意义,以及
配施的条件。
5、为什么测定植物汁液中无机磷含量,可以判
断作物的需磷状况?
6、磷素在提高作物抗逆性方面有何作用?
7、影响作物吸收磷素的主要因素有哪些?
8、我国土壤中磷酸盐的分布有何特点?
9、试述土壤中磷的吸附与固定机理。
10、测定土壤中磷素有效性的几种主要方
法,并说明其优缺点?
11、几种常用磷肥的主要化学成分 \溶解特
性,及其合理施用。
12、解释名词,A值,K值,E值,R值,
弱酸溶性磷肥 /橘溶性磷肥,过磷酸钙的
退化作用和异成分溶解特性,专性吸附
作用
课程论文
1、目的
考察学生对所学内容的掌握程度;培养学
生分析问题、解决问题的能力;既科技论文的
写作能力;训练学生查阅科技资料的自觉性。
2、要求
立论准确、论述充分、条理清楚、有理有
据。层次分明,结构完整,图文并茂;参考文
献齐全,引述准确。语句通顺,无错别字。
3、格式
题目
摘要( 150-200字)
正文( 3000-5000字)引言、正文、结论等
参考文献( 15篇左右)
参考文献格式:
作者,题目, 刊物,年份,卷(期):页码
作者,书名, 出版地,出版社,出版年份,页码
4、参考题目
1)试述我国北方地区氮磷肥配合施用的条件与
意义
2)土壤中氮素损失的主要途径与调控措施
3)我国北方地区钾肥施用的现状与前景
4)北方地区微肥施用现状分析
5)蔬菜或果树的合理施肥
6)设施栽培中的植物营养问题探讨
7)有机肥料在现代农业生产中作用
8)旱地土壤水肥配合施用的意义
5、注意事项:
1、即日起开始查阅资料,撰写论文,18周
星期五前,提交论文。
2、严禁抄袭(包括抄袭期刊上的论文和其
它同学的论文),如发现抄袭,成绩按
“零”计。