第五 章 磷素营养与磷肥

第五章植物的磷素营养与磷肥施用江西小麦试验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0.2~1.1%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2.分布：集中在幼芽和根尖再利用能力强达80％以上有机磷：占85％，以核酸、磷脂、3.形态植素为主无机磷：占15％，以钙、镁、钾的磷酸盐形式存在磷在细胞及植物组织内有明显的区域化现象，植物细胞及组织内复杂的膜系统，将细胞和组织分隔成不同的区域。分布一般来讲，无机磷的大部分是在液泡中，只有一小部分存在于细胞质和细胞器内。液泡是细胞磷的贮存库，而细胞质则是细胞的代谢库。二、磷的生理作用（一）磷是植物体内重要化合物的组分核酸和核蛋白、磷脂、植素、ATP、辅酶（二）磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运载（三）促进氮素代谢1.促进蛋白质合成.2.利于体内硝酸的还原和利用3.增强豆科作物的固氮量（四）促进脂肪代谢（五）提高作物对外界环境的适应性如抗旱、抗寒、抗病等三、植物对磷的吸收和利用（一）吸收形态：1.主要是正磷酸盐：H2PO4－HPO42－P043－2.偏磷酸盐、焦磷酸盐3.少量的有机磷化合物四、植物对缺磷和供磷过多的反应（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＊植物缺磷的症状常首先出现在老叶1、叶片肥厚而密集，叶色浓绿；植株矮小，节间过短；出现生长明显受抑制的症状；2、繁殖器官常因磷肥过量而加速成熟进程，并由此而导致营养体小，茎叶生长受抑制，也会降低产量。地上部与根系生长比例失调，在地上部生长受抑制的同时，根系非常发达，根量极多而粗短。3、谷类作物的无效分蘖和瘪籽增加；叶用蔬菜的纤维素含量增加、烟草的燃烧性差等品质下降；4、施用磷肥过多还会诱发缺铁、锌、镁等养分。（二）供磷过多植物呼吸作用加强，消耗大量糖分和能量，对植株生长产生不良影响。磷肥促进玉米成熟中磷高磷缺磷导致作物植株矮小，禾谷类作物分蘖减少，叶色暗绿缺磷正常缺磷导致小麦成熟期推迟缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化较重，如玉米秃尖，自左至右，依次为油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。幼叶老叶缺磷图为缺磷的油菜叶片，缺磷使体内碳水化合物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色。左为缺磷的最老叶右为缺磷的较老叶•缺磷的苹果叶：叶片小、叶色暗淡、发紫色或青铜色。油菜缺磷：深紫色的叶片正在转红色一炷香型水稻玉米缺磷出现紫苗缺磷植株瘦小，茎叶大多呈现紫红色，叶尖枯萎呈褐色，花丝抽出迟，结实率低磷素过多引起的水体富营养化及其结果第二节土壤中的磷素及其转化一、土壤中磷含量我国耕地土壤的全磷量：0.2~1.1g/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：土壤有效磷（P）10mg/kg，表示有效磷较高土壤有效磷（P）5～10mg/kg，表示有效磷中等土壤有效磷（P）5mg/kg，表示有效磷不足二、土壤中磷的形态1.有机态磷含量：占土壤全磷量的10～50％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50～90％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三、土壤中磷的转化施化肥H2PO4－HPO42－(有效性降低)Eh交替变化老化生物矿化固定作用化学固定释放作用解吸吸附作用固定铁、铝、钙、镁吸附态磷闭蓄态磷结晶态磷酸盐无定形磷酸盐有机态磷溶解溶出溶出矿物有效磷转变为无效磷的过程称为磷的固定第三节磷肥的种类、性质和施用磷矿分级与磷肥的制造方法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18～28％中热制法枸溶性磷肥－钙镁磷肥18%低机械法难溶性磷肥－磷矿粉我国目前使用的磷肥品种主要为过磷酸钙和钙镁磷肥，约占总磷用量的95％，其中过磷酸钙占75%。一、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（一）过磷酸钙（普钙）1.成分与性质成分：一水磷酸一钙：占30～50％（P2O512～20%)特级：≥20%，一级18%，二级16%，三级14%，四级12%硫酸钙（石膏）占40％；少量（3.5～5.0%）磷酸或硫酸，以及（2～4%）硫酸铁和硫酸铝性质：灰白色粉末，呈酸性反应，具有腐蚀性磷酸退化作用：磷肥吸潮后，使水溶性磷转变为难溶性磷的过程。2.在土壤中的转化(1)溶解过程与化学沉淀(固定)作用异成分溶解特点：1mol一水磷酸一钙溶解时，溶液中生成1mol二水磷酸二钙和1mol磷酸。过磷酸钙的异成分溶解及化学沉淀作用磷酸沉淀作用(化学固定作用)：酸性土：铁、铝盐过程：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快较慢慢(2)磷的吸持作用包括吸附作用和吸收作用一般地：P土液P土粒结果：磷肥的有效性降低吸持作用解吸作用李晓林材料FeOHOH-1+HPO42-FeOPO3OH3-+H2O3.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。增加与作物根群的接触面积方法：适合基肥、追肥、种肥、根外喷施集中施用（开沟、挖穴）分层施用（基肥）与有机肥料混合施用制成粒状磷肥(二)重过磷酸钙（重钙）（不含硫酸钙）二、弱酸溶性肥料特点：溶于（2％柠檬酸）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P2O514～18％)、氧化钙、氧化镁、二氧化硅等性质：①灰绿色或灰棕色粉末(90％过0.177mm筛)②溶于2％柠檬酸溶液③呈碱性反应(化学碱性，pH8.0～8.5)④吸湿性小，无腐蚀性先溶解（主要受介质pH值影响），后吸收：酸性土：在土壤酸的作用下逐步溶解Ca3(PO4)2CaHPO4Ca(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)2Ca(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+微生物和作物根分泌的酸李晓林材料750600450300150306090天两种磷肥施入石灰性土壤后有效磷的动态变化钙镁磷肥过磷酸钙390杨金玉制作（二）钙镁磷肥的施用目的：提高钙镁磷肥的利用率。原则：增加与土壤的接触面积。增加与作物根群的接触面积方法：适合作基肥、撒施也可作追肥，但必须早施、集中施不能作根外追肥和种肥与有机肥混合堆沤施用酸性土壤肥效好于碱性土壤（三）其它枸溶性磷肥钢渣磷肥、脱氟磷肥、沉淀磷酸钙、偏磷酸钙三、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(一)磷矿粉成分：主要是氟磷灰石[Ca10(PO4)6·F2]性质：灰褐色或黑褐色粉末、难溶于水、呈化学中性磷矿粉直接施用的条件：磷矿的结晶性质（枸溶率15％；粒径细度90％过0.149mm筛）土壤条件（土壤pH呈酸性）、作物特性（吸磷能力较强的经济林木和果树）磷矿粉的施用方法和后效方法：宜作基肥用量：750～1500kg/ha（50～100公斤/亩）措施：与酸性或生理酸性肥料混施，与过磷酸钙配施，与有机肥堆沤施用。后效：肥效持久，连施几年后，可暂停施用（二）鸟粪磷矿粉鸟粪中的磷酸盐＋土壤中的钙鸟粪石鸟粪磷矿粉效果与钙镁磷肥接近施用方法与磷矿粉相似（三）骨粉兽骨加工而成肥效缓慢，宜作基肥宜施于酸性土壤及生长期长的作物开采磨细小结：土壤有效磷增加和减少的途径施肥矿物难溶性(有机、无机)矿化磷释放植物吸收生物固定化学沉淀闭蓄态固定淋失吸附固定我国磷肥的利用率平均为10～25％土壤有效磷第五节提高磷肥肥效的措施一、土壤供磷状况与磷肥的分配全磷含量在0.08~0.1%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有效磷含量的测定方法：中性和石灰性土壤：0.5MNaHCO3，P5mg/kg酸性土壤：0.03MNH4F－0.025MHCl，P15mg/kg总之，应把磷肥优先分配于有效磷含量低的低产土壤上。二、作物需磷特性与轮作中磷肥的分配（一）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（二）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。所以在水旱轮作中，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。当绿肥与水稻轮作时，更应该将磷肥施在绿肥上，特别是豆科绿肥，更能充分发挥“以磷增氮”的效果。（三）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。在小麦－玉米轮作地区，重点施在小麦上。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。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。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可作追肥早施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四、改进施肥方法（一）相对集中施用目的：减少磷肥与土壤的直接接触，增加与根系的接触面积要求：以基肥为主，配施种肥，早施追肥（二）磷肥与其它肥料配合施用在中低肥力土壤上，N、P的配施比在高肥力土壤上显著与钾肥和有机肥配施酸性土壤中适当增施石灰或微量元素肥料五、磷肥施用与环境污染1、水体污染•从土体中淋失到水体中，造成富营养化，例如赤潮。•封闭的水体，含氮0.2mg/kg，PO43-0.015mg/kg就会出现“藻化”，使水质恶化。2、其他有害元素污染•主要是原矿中镉、氟、铅等在磷肥的制造过程中所造成的。