磷在土壤中的轉化

關于磷在土壤中的轉化一、土壤中磷的含量我國耕地土壤的全磷量：0.2~1.1g/kg呈地帶性分布規(guī)律：從南到北、從東到西逐漸增加西北南東增加增加第2頁,共42頁，2024年2月25日，星期天影響因素：

土壤母質、成土過程耕作施肥氣候條件土壤全磷量并不能作為土壤磷素供應水平的確切指標，因為大部分是遲效的，全磷與有效磷之間缺乏相關性。第3頁,共42頁，2024年2月25日，星期天土壤供磷狀況以土壤有效磷(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，表示有效磷不足我國土壤有效磷素含量分布圖AvailablePcontent(BrayII)Pink<30mg/kg(moderatelydeficient)Red:<20mg/kg(deficient)Darkred:<10mg/kg(severelydeficient)第4頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

二、土壤中磷的形態(tài)

形態(tài)：土壤無機磷50－90％

土壤有機磷10－50％

水溶性P鐵、鋁結合態(tài)P閉蓄態(tài)P鈣的磷酸鹽含P礦物土壤磷第5頁,共42頁，2024年2月25日，星期天無機磷

①磷酸鈣（鎂）類（Ca-P）石灰性土壤磷酸鹽的主要形態(tài)。②磷酸鐵（鋁）類（Fe-P、Al-P）酸性土壤主要形態(tài)。③閉蓄態(tài)磷（O-P）由氧化鐵膠膜包被著磷酸鹽，石灰性土壤15－30％以上，酸性土壤超過50％。

有機磷

主要磷酸肌醇、磷脂、核酸、磷蛋白和磷酸糖約占1/2,另一半不清楚。有機磷占全磷的20－50％，與有機質有好的相關性。

第6頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共42頁，2024年2月25日，星期天三、土壤中磷的轉化

土壤中無機磷的固定土壤中磷的釋放第8頁,共42頁，2024年2月25日，星期天（1）土壤中無機磷的固定

土壤溶液中的無機磷酸鹽等有效態(tài)磷轉變?yōu)闊o效態(tài)磷的過程，稱為磷的固定作用。第9頁,共42頁，2024年2月25日，星期天土壤固磷機制主要有以下四種：

化學固定作用:Ca、Mg控制，Fe、Al控制、

吸附作用:專性吸附，非專性吸附（一半交換吸附）

閉蓄作用:與氧化還原性關系直接

生物固定作用:微生物吸收土壤速效磷，以組成其有機體，固定是暫時的。

第10頁,共42頁，2024年2月25日，星期天化學固定：土壤中水溶性磷與鈣、鐵、鋁、錳等離子反應，生成難溶性磷酸鹽的過程；專性吸附：土壤中水溶性磷與土壤膠體上的配位基團進行交換，而被土壤膠體吸附的過程；磷的生物固持：無機磷轉變?yōu)橛袡C態(tài)磷的過程；第11頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

磷的化學固定作用有兩種類型：1）鈣鎂所控制的轉化體系，它主要發(fā)生在石灰性土壤和中性土壤上。2）鐵鋁所控制的轉化體系，主要發(fā)生在酸性土壤上。第12頁,共42頁，2024年2月25日，星期天石灰土上：Ca(H2PO4)2

一鈣

CaHPO4

脫水二鈣

CaHPO4?2H2O

含水二鈣

Ca8H2(PO4)6?5H2O

Ca10(PO4)6(OH)2

羥基磷灰石

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

Fe3+FePO4

FePO4?Fe(OH)3

鹽基性磷酸鐵鋁

AlPO4?Al(OH)3酸性土上：第14頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共42頁，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顆粒表面，變?yōu)橹参镫y以吸收利用的磷的形態(tài)。磷的吸附分為專性吸附和非專性吸附。第16頁,共42頁，2024年2月25日，星期天非專性吸附

的概念：非專性吸附的特點：A：庫侖力的作用，屬非化學反應的結果B：當土壤pH低時，質子化作用強烈，吸附反應加快，吸附量增加，C:是一種可逆反應非專性吸附：在低pH條件下，粘土礦物或鐵鋁氧化物表面的OH基團被H＋質子化，這種由于粘土礦物或鐵鋁氧化物表面質子化而通過庫侖引力作用對磷酸根離子的吸附稱為非專性吸附。第17頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

專性吸附：

磷酸根離子和粘土礦物或鐵鋁氧化物等表面金屬原子配位殼中的OH或OH2配位體進行交換，而被吸附在膠體的表面，稱為專性吸附或配位交換吸附也稱為化學吸附。

不論粘粒帶正電荷、負電或不帶電均能發(fā)生專性吸附專性吸附屬于化學力的作用，其吸附力比非專性吸附大。單鍵吸附時，磷易重新釋放；隨著時間的推移，發(fā)生雙鍵吸附，則吸附變得到牢固，出現磷的"老化"，最后變成晶體狀態(tài)，使磷肥效果降低。第18頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共42頁，2024年2月25日，星期天閉蓄作用：是土壤磷酸鹽被不溶性的鐵（鋁）質或鈣質膠膜所包被，使其失去有效性。3．閉蓄作用它是鐵（鋁）質或鈣質膠體在凝聚時，把溶液中的磷酸鹽包裹在凝聚體內或包裹在磷酸鹽和其他含磷固體的表面第20頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

當有機殘體的碳磷比值（C／P）大于300時，微生物在分解有機質過程中。就需要從土壤吸收速效性磷組成其有機體，從而發(fā)生磷的生物固定作用。4．生物固定作用第21頁,共42頁，2024年2月25日，星期天沉淀的發(fā)展過程：酸性土：過程：水溶性無定形結晶態(tài)閉蓄態(tài)溶解度：大小有效性：高低中性、石灰性土：一鈣二鈣八鈣十鈣結果：過磷酸鈣的當季利用率低初始 “老化” “閉蓄態(tài)固定”階段 階段 階段第22頁,共42頁，2024年2月25日，星期天（2）土壤中磷的釋放

土壤中的難溶性磷轉變?yōu)橛行B(tài)磷的過程，稱為磷的釋放作用。包括：難溶性磷酸鹽的釋放：土壤中的難溶性磷酸鹽在碳酸、有機酸等的作用下轉變?yōu)橛行愿叩牧姿猁}的過程；無機磷的解吸：土壤中吸附態(tài)磷重新進入土壤溶液的過程；有機磷的礦化：有機態(tài)磷在磷酸酶作用下轉變?yōu)闊o機磷的過程；第23頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

三、土壤中磷的轉化施肥

有機態(tài)磷(影響礦化率的因素)

H2PO4－

無定形磷酸鹽結晶態(tài)磷酸鹽HPO42－閉蓄態(tài)磷(有效性降低)

吸附態(tài)磷礦物礦化Eh交替變化老化生物礦化固定作用化學沉淀釋放作用解吸吸持作用固定第24頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

施肥礦物難溶性

(有機、無機)礦化磷釋放植物吸收 生物固定化學沉淀閉蓄態(tài)固定淋失吸附固定土壤有效磷增加和減少的途徑土壤有效磷第29頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)磷肥的有效施用

磷肥利用率當季為10％－25％，利用率低于氮肥。水溶性磷肥施入土壤后立即測定，有30％的磷不溶，

1小時后，40％不溶于水

1天后，60％不溶于水

1月后，80％不溶于水要根據作物營養(yǎng)特性，土壤條件，肥料種類等合理施用。第30頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

水田土壤在由干變濕的過程中，土壤有效磷增加，原因是：①石灰性土壤CO2的積累，pH下降；②酸性土壤pH上升，Fe、Al磷酸鹽水解；③有機離子與磷酸離子代換，磷的擴散增加；④Eh下降，難溶性的FePO4.2H2O變?yōu)橐兹苄缘?。（一）水旱輪作中的磷肥施?/p>

而在土壤由濕變干時，有效磷隨之降低。由此在水旱輪作中，磷肥分配應掌握“旱重水輕”的原則，即將磷肥重點施入旱作上，而水稻大部分或全部利用其后效。一磷肥合理使用第31頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

旱作輪作中，磷肥分配使用應根據作物的生理特性，吸磷能力及輪作制度而定。在有綠肥或豆類輪作中，磷肥應優(yōu)先施用于豆類和豆科綠肥上棉麥輪作中，重點施在棉花上磷肥應重點施用于越冬作物上，如在小麥、雜糧（玉米、谷子等）輪作中，磷肥應重點施用在小麥上，后茬玉米、谷子可利用其后效。

（二）旱作輪作中磷肥施用第32頁,共42頁，2024年2月25日，星期天三）根據作物營養(yǎng)特性施磷肥1、不同作物對磷反應不同?對磷肥有良好反應的作物：

豆科作物（包括綠肥作物）、糖用作物、纖維作物、油料作物

?對磷肥反應較敏感的作物：

玉米、小麥、大麥?對磷肥反應不敏感的作物：

谷子、水稻第33頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

2生育期不同，對磷要求不同

初期需磷少，吸磷弱，但不能缺——臨界期，因而采用水溶性磷肥或某些枸溶性磷肥作種肥和早期追肥。作物生長盛期，對磷的需要量增多，但這時根系發(fā)達，吸磷能力增強，一般可利用作為基肥施用的難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頁,共42頁，2024年2月25日，星期天四）土壤條件與施磷1、土壤有效磷?等級：（0.5mol/LNaHCO3浸提）土壤含量（mg/Kg）供磷能力施磷效果

<5極低顯效

5－10低有效

10－20中部分有效

>20高多數無效?

肥效與土壤有效磷反相關，為均衡增產，磷肥優(yōu)先施在低磷的土壤上。

第35頁,共42頁，2024年2月25日，星期天2、有機質含量?有機質含量與有效磷含量正相關；?有機質含量與磷肥肥效反相關；?磷肥優(yōu)先分配在有機質含量低、土壤肥力差的土壤上。第36頁,共42頁，2024年2月25日，星期天五）肥料性質與施用1、水溶性磷肥：普鈣、重鈣、適合各種作物與土壤，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優(yōu)于堿性土壤。3、難溶性磷肥：骨粉和磷礦粉施在酸性土上作基肥。第37頁,共42頁，2024年2月25日，星期天1相對集中施用

在旱作土壤上，集中程度應使磷肥與10