土壤中的磷素的轉化特點與提高有效性措施.ppt

土壤中的磷素的轉化特點與提高有效性措施 土壤磷的形態(tài) 點擊添加標題 點擊添加標題 點添加標題 點擊添加題 土壤磷的轉化 沉淀和溶解反應 沉淀反應 可溶性磷與碳酸鈣 鐵鋁氧化物及其水化物 層狀鋁硅酸鹽及鈣 鐵 鋁等發(fā)生化學反應產生沉淀 變成羥基磷灰石 氟磷灰石或磷酸鐵鋁等 主要發(fā)生在石灰性土壤中 溶解反應主要受土壤水分狀況和干濕交替時間的限制 厭氧條件下的濕地環(huán)境能降低土壤對磷的固定能力 提高磷素的溶解活性 點擊添加標題 影響因素 1 土壤礦物質種類與含量2 土壤PH值3 土壤有機質 土壤對磷吸附的結合位點的數量主要與土壤組成有關 環(huán)境條件的改變不會影響土壤對磷吸附的本質 一般的 土壤對磷的結合能越高 其對磷的吸附量越搞高 有機磷轉化成無機磷的過程稱為礦化作用 磷酸酶參與 在土壤生物轉化中無機磷可重新被微生物吸收組成其細胞體 轉化為有機磷 成為無機磷的生物固定 在土壤中這兩個過程是同時存在的 有機磷的礦化和無機磷的生物固定處于動態(tài)平衡 這種平衡決定磷的礦化和固定 點擊添加標題 土壤中存在著多種含磷化合物 能不斷地相互轉化 轉化所需時間特點 1 即時發(fā)生如 施入水溶性磷肥后向低溶和難溶磷酸鹽轉化2 需要較長時間如 礦物態(tài)磷的風化和轉變成對作物有效的磷 PH值一般認為 土壤中不同類型磷酸鹽相互轉化點的PH值是6 5 7 0 活性陽離子種類 有機質含量及其組成 施用磷肥的種類和數量等 影響含磷化合物相互轉化的土壤條件 土壤中各種形態(tài)的磷的轉化遵守一定的物理化學法則 并在環(huán)境條件不變時保持著動態(tài)平衡 該平衡決定了土壤中磷的有效性 點擊添加標題 施肥位置 影響磷的有效性的因素 標題 標題 標題 標題 標題 土壤組分及其性質 pH值的影響 陽離子陰離子的影響 吸附復合體的飽和度 有機質 濕度 溫度 反應時間 點擊添加標題 土壤組分及其性質 一 水合鐵鋁氧化物一般認為 在含鐵鋁氧化物的土壤中 氧化物結晶程度越差 其固磷能力就越大 這由其較大的表面積所致 結晶的水化金屬氧化物通常也比層狀硅酸鹽固持更多的磷 二 粘土礦物的類型1 1型比2 1型粘土礦物固持磷的程度大 富含高嶺石的土壤 如多雨高溫地區(qū)的土壤 比含2 1型粘土礦物的土壤固定或固持更多的磷 1 1型粘土礦物之所以固磷較多可能是因為與高嶺石粘粒結合的大量水化鐵鋁氧化物所致 此外 高嶺石晶體邊緣能產生pH值依變電荷 使磷發(fā)生吸著反應 點擊添加標題 點擊添加標題 點添加標題 點擊添加題 三 土壤質地不同 固定磷的數量也不同 粘粒含量多比含量少的土壤固定更多的磷 換言之 同一類型粘?？杀┞兜谋砻娣e越大 對磷的固持能力越強 二 pH值的影響 點擊添加標題 土壤pH值對可溶性磷固定的數量和方式有很大影響 鐵鋁氧化物對磷的吸附隨著pH值上升而降低 三水鋁石 Al OH 2 在pH4 5之間吸附最多的磷 針鐵礦 FeOOH 在pH3 12之間對磷的吸附穩(wěn)步減少 粘土礦物在pH值大于4時會引起Al3 的水解 從而增加磷的吸附 但如果像很多蛭石那樣在晶層存在羥基鋁聚合物 那么提高pH值會降低磷的吸附 在pH值為6 6 5時 大多數土壤中磷的有效性最高 低pH值時 磷與鐵鋁及其水化氧化物發(fā)生反應而被固持 隨pH值上升 這些反應物的活度下降 直到pH6 6 5時磷活度達到最高為止 pH值在7以上時 土壤中的鈣 鎂離子及它們的碳酸鹽使施用的磷沉淀 使其有效性再度降低 濕度 土壤的濕度直接影響著無機磷的生物有效性 土壤水分充足 土壤無機磷的有效性高 在土壤含水量低的情況下 磷酸根離子的有效擴散系數小 移動慢 伴隨著土壤含水量的增加 磷酸根離子由非根際土向根際土擴散量增加 高含水量條件有利于土壤磷由易溶態(tài)向難溶態(tài)轉化 低含水量條件下轉化率隨施肥量增加而降低 高含水量條件下轉化率隨施肥量增加而升高 陰陽離子濃度的影響 土壤對磷的吸附作用受體系中陽離子的種類和濃度影響 二價陽離子對磷吸著的影響大于一價陽離子 例如 Ca2 飽和的粘粒比Na 或其他一價離子飽和的粘粒固持更多的磷 現在對這種效應解釋為Ca2 使粘土礦物晶體帶正電荷的邊緣更易為磷酸根陰離子接近 Ca2 只有在pH值略低于6 5時才有這種作用 而在堿性更強的土壤中 磷酸二鈣和其他一些堿性較強的鈣鎂磷酸鹽可能會直接從溶液中沉淀 無機陰離子和有機陰離子都不同程度地與磷競爭吸附點 時或減少磷的吸附 時或促使磷的解吸 硝酸根 氯離子等吸著力弱的無機陰離子沒什么作用 但羥基 硅酸 硫酸鹽和鉬酸鹽等專性吸附陰離子或酸與磷競爭吸附 陰離子與吸附表面結合的鍵強決定其競爭力 以硫酸鹽為例 盡管它是專性吸附 卻不能解吸出多少磷酸鹽 顯然 磷酸鹽比硫酸鹽與表面的結合鍵更強 吸附復合體的飽和度 土壤對施用磷的吸附量取決于吸附復合體的飽和度和有效反應位點的多少 磷的解吸同樣也受吸附復合體飽和度的強烈影響 飽和度越高 磷的解吸越容易 因為表面吸附物的增多使其對磷的吸附力減弱 這種關系有重要的實踐意義 對于連年施用大量磷肥的土壤 有可能做到 a 減少當季磷肥施用量 b 更充分地利用土壤中現有的磷 c 綜合以上兩點 有機質 磷與腐殖質形成復合物 成為植物容易同化的形態(tài) 磷與腐殖酸鹽陰離子交換 腐殖質在倍半氧化物顆粒外表形成保護膜 從而減小了土壤固磷能力 溫度 溫度影響大多數物理過程 化學反應速度通常隨溫度上升而加快 高溫可以略增加磷灰石 羥磷灰石 磷酸八鈣 磷鋁石和紅磷鐵礦等一些化合物的溶解度 土壤有機質和作物殘體中磷的礦化取決于土壤生物的活性 而增加溫度可提高生物活性 達到主要生物系統(tǒng)的最適條件 高溫一方面加速水溶性磷顆粒的溶解 另一方面促進磷與土壤組分反應 生成難溶化合物 表6 6中的數據表明 每增溫15 水溶性磷的濃度降低33 絕大多數研究都證明 高溫增加磷的固持 表 溫度和磷的來源對以1 15水提取的可溶性P的影響 反應時間 土壤和許多土壤組分吸附磷的過程分為兩個相當不同的階段 起初反應迅速 繼而是極慢的反應階段 吸附反應包括陰離子或鐵鋁氧化物表面的金屬原子的配位體與磷進行快速交換 接著非常緩慢的吸著反應包括下列變化 a 表面吸附的磷通過擴散滲透或化學吸附進入土壤組成 例如 磷與羥基鋁鐵聚合體結合或在方解石表面吸留 b 超過溶度積時產生磷化合物沉淀 這些緩慢的反應使磷被表面所吸持的形態(tài)由松結態(tài)變成緊結態(tài) 更難被植物利用 施肥位置 土壤質地越細 固定的磷肥越多 從化學反應速度與反應物表面積大小之間的相關性也可推斷出這一點 如果將粉狀磷肥撒施或耙入而不是條施到土壤中 磷肥便暴露出較大的表面 因此比起條施等量肥料固定得更多 條施減少磷肥與土壤的接觸面積 固定的磷也隨之減少 有效的施用磷肥方法 點擊添加標題 點添加標題 點擊添加題 1 早施 農作物在苗期吸收磷最快 要占生長期吸收總磷的一半 若苗期缺磷 會影響后期生長 即使后期再補施 也很難挽回缺磷的損失 故苗期不能缺磷 2 細施 過磷酸鈣在貯存時易吸潮結塊 在施用時 要打碎過篩 以利根系吸收 3 集中施 應穴施 條施 使磷固定在種子和根系的周圍 即可減少與周圍土壤的固定 又有利于根系吸收 4 與有機肥混合施 磷肥 特別是鈣鎂磷肥與有機肥混合 可使磷肥中那些難溶性的磷轉化為農作物能利用的有效磷 點添加標題 點擊添加題 5 分層施 在底層和淺層部位都要施用磷肥 有利于秋苗的吸收 6 與氮肥混合施 與氮肥混合施用 既可平衡養(yǎng)分 又能促進根系下扎 為豐產打下基礎 7 根外噴施 可將水溶性的過磷酸鈣噴施在作物葉片上 使磷通過葉面的氣孔或角質層進入植物體 8 施在缺磷的土壤上 紅壤旱田 黃泥田 鴨屎泥田 冷浸田等都缺磷 施用磷肥土壤的濕度直接影響著無機磷的生物有效性 土壤