土壤中磷的形态及转化
土壤中氮和磷的形态提取方案
土壤中氮和磷的形态提取方案土壤中的氮和磷是植物生长所必需的重要元素，它们的形态分布对土壤肥力和环境质量具有重要的影响。
因此，科学合理地提取土壤中的氮和磷形态，对研究土壤养分循环和管理具有重要意义。
下面将介绍几种常用的土壤中氮和磷形态提取方案。
一、土壤氮形态提取1.水热提取法这是一种简单易行的提取方法。
将土壤样品与一定体积的去离子水或0.01 mol/L的氢氧化钾（KOH）混合，放置在水槽中进行水热提取。
一般提取时间为1-2小时。
提取完毕后离心沉淀，将上清液收集并用适当的仪器进行分析。
水热提取法适用于提取土壤中的无机氮和有机氮形态，如铵态氮（NH4-N）、硝态氮（NO3-N）、游离氨态氮（FAA-N）等。
2.吸附膜提取法该方法采用多孔性膜过滤土壤水解液，通过吸附膜上的无机氮化合物，来提取土壤中的无机氮形态。
该方法在提取过程中避免了液固分离的步骤，避免了溶液中微量的无机氮流失。
吸附膜提取法适用于研究土壤氨化作用、硝化作用、固氮作用等。
3.酸提取法酸提取法是将土壤样品与适量的酸（如盐酸、硫酸等）混合，进行提取。
酸提取法可以提取土壤中的无机氮和有机氮形态，如全氮（TN）、容易水解氮（EH-N）、难水解氮（NH-N）等。
这种方法操作简单，但有一定的局限性。
酸提取法提取的氮形态可能不够准确，因为部分有机氮可能会转变成其他形态，从而造成损失。
二、土壤磷形态提取1.酸提取法酸提取法是将土壤样品与适量的酸（如盐酸、硫酸等）混合，进行提取。
酸提取法可以提取土壤中的无机磷和有机磷形态，如全磷（TP）、有效磷（AP）、碱解磷（AL-P）等。
在酸提取过程中，酸可以溶解土壤中的磷酸盐，从而提取出土壤中的磷形态。
不同酸提取条件可以提取到不同形态的磷。
2.树脂吸附提取法树脂吸附提取法是利用强阴离子交换树脂（如强阴I树脂、琥珀酸树脂等）吸附土壤中的磷形态，从而进行提取。
树脂吸附提取法可以提取土壤中的有效磷、铁结合态磷、铝结合态磷等特定的磷形态。
土壤中的磷素
土壤中的磷素土壤是作物磷素营养的主要来源，土壤中的磷素包括有机和无机两种形态，主要是磷酸钙（镁）盐、磷酸铁、铝盐。
大部分有机磷多作物是有效的，但大部分无机磷酸盐在水中的溶解都很低，作物非常难以吸收。
进入土壤的各种磷酸盐，都非常迅速地与土壤中的钙、铁、铝等离子作用，形成难溶性的磷酸盐沉淀，或吸附在土壤胶体上，并逐渐转化为难溶性磷酸盐。
土壤pH 值和氧化还原状况是影响磷酸盐有效性的主要因素。
1土壤中磷的含量、形态及其有效性1.1 土壤磷素含量土壤中的磷来自于成土矿物、有机物质和所施用的肥料。
我国大多数土壤的全磷含量为0.04% ～0.25%，一般说来有机质含量高、熟化程度高、质地粘重的土壤，全磷含量都比较高。
土壤磷素含量不仅有明显的地带性分布，而且也呈现出有规律性的局部变化。
从南往北、由东向西，我国土壤中的全磷含量逐渐增加；离城镇村庄越远，土壤含磷量越低1.2 土壤磷素的形态及其有效性土壤中的磷可分为有机态磷和无机态磷，有机态磷主要是植酸盐、磷脂和核酸，耕地土壤一般占全磷的20%左右，对作物几乎都是有效的。
无机态磷占土壤全磷的80% 以上，主要有钙（镁）磷酸盐(Ca - P) 、铁铝磷酸盐（Fe - P 、Al - P ）、闭蓄态磷（O - P ）。
1）钙（镁）磷酸盐：磷酸根与钙、镁结合形成不同溶解度的磷酸钙、镁盐类，主要是磷酸钙盐，是我国北方石灰性土壤中磷酸盐的主要形态。
磷酸钙盐有多种，常见的磷酸钙盐的溶解度和对作物的有效性大小顺序为：氟磷灰石< 羟基磷灰石< 磷酸八钙< 磷酸二钙< 磷酸一钙。
2）铁、铝磷酸盐：磷酸根与Fe3+ 、Fe2+ 、Al3+ 结合形成各种形态的磷酸铁、铝类化合物，是酸性土壤磷酸盐的主要形态，常见的有粉红磷酸铁（Fe(OH)2·H2PO4 ）和磷铝石（Al(OH)2·H2PO4 ），其溶解度极小，对作物的有效性很低。
在水田主要是蓝铁矿（Fe3(PO4)2·3H2O ），有效性有所提高。
土壤磷的固定
土壤磷的固定
土壤磷的固定是指将土壤中的可溶性磷转化为难溶性磷盐，使其在土壤中固定不易被植物和微生物利用的过程。
土壤磷的固定主要是通过以下几种方式实现的：
1. 吸附固定：土壤颗粒表面带有负电荷，能够吸附和固定磷离子。
磷酸盐以阴离子形式存在于土壤中，与土壤颗粒表面的负电荷形成静电吸附作用，使磷离子附着在土壤颗粒表面，形成吸附固定的状态。
2. 沉淀固定：土壤中的磷酸盐与钙、镁、铁等离子结合形成难溶性的颗粒沉淀，从而固定磷在土壤中。
3. 矿物转化：土壤中的磷酸盐可以与土壤矿物质发生化学反应，形成磷酸盐矿物，从而固定磷在土壤中。
常见的矿物转化反应包括磷灰石转化为氟磷灰石、铝磷酸盐或镁铝磷酸盐等。
4. 微生物作用：土壤中的微生物可以参与磷的固定过程。
一些微生物能够分泌有机酸、胞外多糖等物质，与磷酸盐结合形成难溶性的有机磷络合物，从而固定磷在土壤中。
综上所述，土壤磷的固定是通过吸附固定、沉淀固定、矿物转化和微生物作用等方式实现的。
这些固定过程能够使土壤中的磷离子转化为不易溶解的形态，降低磷素的有效性，对土壤磷循环和植物磷吸收起到重要的调节作用。
第二节土壤磷素与磷肥
（一）根据土壤条件合理分配和施用磷肥
缺磷土壤 在有效磷低（速效磷含量<10mg/kg）的土壤中，如生土地、远薄 地，盐碱地、有机质含量低，施用有机肥少的土壤中要重点分配 和施用磷肥。 土壤氮磷比 在供磷水平低，氮磷比大（N/P2O5＞3）的土壤中施用磷肥增 产显著，而在供磷水平高，氮磷比小的土壤上施用磷肥，效果 较差。 土壤酸碱性 土壤的pH值在6.0～7.5之间，有效磷含量高，可少施或不施；而 在偏酸或偏碱性的土壤中，应选择适宜的磷肥品种合理施用.
地壳平均全磷（P2O5）0.28％；土 壤0.04-0.25％，低者，砖红壤、浸蚀型 红壤小于0.01％；高者，黄土母质0.2%、 海南岛达0.4％。
（二）磷的形态
1、有机态磷 为磷酸肌醇、磷脂和核酸及磷蛋白中的磷(约占1/2)，另一半不清楚）。 占全磷10%~15%，仅少数能直接吸收利用，大部分转化为无机磷后才可利用。 2、无机态磷占全磷50~90%。按溶解性大小分3种： （1）水溶性磷：主要是钾、钠、钙、镁的一代磷酸盐类。可溶速效。如： K2HPO4、NaH2PO4、Ca(H2PO4)2（一钙）、Mg (H2PO4)2。6—40PPM。 （2）弱酸溶性磷：金属离子的二代磷酸盐，不溶于水，可溶于2%柠檬酸。如： CaHPO4 （二钙）、Mg HPO4。 水溶性磷和弱酸溶性磷占全磷1-2%。统称有效磷。 （3）难溶性磷肥：不溶于水和弱酸，溶于强酸，不能直接吸收利用。主要是： 磷酸八钙[Ca8(H2P4)6]、磷酸十钙[Ca10(PO4)6.F2]、羟基磷灰石 [Ca10(PO4)6.(OH)6] 、氯磷灰石[Ca10(PO4)6.Cl2] 、盐基性磷酸铝等 [AlPO4.Al(OH)3]。 • 按其所结合的阳离子的不同分为4类： Ca—P；Fe—P；Al—P；O—P（闭蓄态磷）。
磷在土壤中的迁移转化与固定
磷在土壤中的迁移转化与固定土壤磷的迁移转化包括一系列复杂的化学和生物化学反应，如有机磷的矿化和无机磷的生物固定，有效磷的固定和难溶性磷的释放过程。
(一)有机磷的矿化和无机磷的生物固定土壤有机磷的矿化和生物固定是两个方向相反的过程，前者使有机态磷转化为无机态磷，后者使无机态磷转化有机态磷。
(1)有机磷的矿化土壤中的有机磷除一部分被作物挺直汲取利用外，大部分需经微生物的作用举行矿化转化为无机磷后，才干被作物汲取，其分解反应示例如下：土壤中有机磷的矿化，主要是土壤中的微生物和游离酶、共同作用的结果，其分解速率与有机氮的矿化速率一样，打算于土壤温度、湿度、通气性、pH、无机磷和其他养分元素、耕作技术及根分泌物等因素。
温度在30～40℃之间，有机磷的矿化速度随温度增强而增强，矿化最适温度为31℃，30℃以下不仅不举行有机磷的矿化，反而发生磷的净固定。
干湿交替可以促进有机磷的矿化，淹水可以加速六磷酸肌醇的矿化，氧压低、通气差时，矿化速率变小。
在酸性条件下易与活性铁、铝形成难溶性的化合物，降低其水解作用；同时，核蛋白的水解亦需一定数量的Ca2+，故酸性土壤施用石灰后，可以调整pH和Ca/Mg比，从而促进有机磷的矿化；施用无机磷对有机磷的矿化亦有一定的促进作用。
有机质中磷的含量，是打算磷是否产生纯生物固定和纯矿化的重要因素，其临界指标约为0.2%，大于0.3％时则发生纯矿化，小于0.2％则发生纯生物固定。
同时有机磷的矿化速率还受到C/P比和N/P比的影响，当C/P比或N/P比大时，则发生纯生物固定，反之则发生纯矿化。
同样供硫过多时，也会发生磷的纯生物固定。
土壤耕作能降低磷酸肌醇的含量，因此，多耕的土壤中有机磷的含量比少耕或免耕的土壤少。
植物根系分泌的、易同化的有机物能增强强曲霉、青霉、毛霉、根霉、和假单胞菌属等微生物的活性，使之产生更多的，加速有机磷的矿化，特殊是菌根植物根系的具有较大的活性。
可见土壤有机磷的分解是一个生物作用的过程，分解矿化的速度受土壤微生物活性的影响，环境条件相宜微生物生长第1页共3页。
土壤中磷的形态及转化..
化学沉淀反应一般发生在土壤溶液中 磷浓度高的微域环境内,特别是在肥料颗 粒周围.在水溶性肥料施入土壤中后,磷肥 颗粒开始吸收土壤水分 ,颗粒内部磷的浓 磷的吸附包括阴离子交换吸附和配位吸附， 有机态磷 (影响矿化率的因素) 施 肥 度升高至饱和或接近饱和 ,由于存在浓度 其中阴离子的交换吸附是以静电引力为基础， 在分解利用有机物质的过程中 , 梯度 ,磷和质子以扩散方式进入周围土壤 磷酸根与土壤胶体的吸附反应 土壤生物将它们所需要的磷同化 ,基本原理与阳 , 溶 铁、铝、钙、镁 溶液里和土壤中的金属离子发生化学反应 离子交换吸附类似；磷的阴离子配位吸附 将多余的磷释放出来 ,这个过程就 (又 解 产生难溶沉淀物。 溶 称专性吸附或化学吸附 是有机磷的矿化.如果有机质提供 )是指磷酸根粒子作为 出 配位体与土壤胶体表面的 的磷不能满足这些生物的需要 -OH基发生的配位体 ,它 老化 ,这就构成 化学沉淀 交换 们就会从土壤中吸收磷 , 保持在胶体表面的过程 , 具有某种程度 结晶态磷酸盐 无定形磷酸盐 H2PO4的专一性。磷的吸附主要发生在氧化物，粘 了磷的生物固持作用。 释放作用 土矿物和有机固相表面。 磷的吸附与解吸量取决于土壤中磷的含量： Eh交替变化 闭蓄态磷 (有效性降低) 磷含量较高时，土壤以吸附为主，磷素浓度 HPO42较低时，土壤吸附的磷即发生解吸。 有机态磷和难溶性磷酸盐在 土壤磷的有效化是磷由土 溶 一定条件下，转化为植物可以 壤固相向液相的释放过程 随着时间的延续，生 ,包 出 吸收利用的水溶性的磷酸盐或 括无机磷的溶解，吸附态磷的 面物老化、结晶，一部 吸附态磷 弱酸溶性的磷酸盐的过程是其 解吸、有机磷的矿化、迁移过 分磷还会转化为闭蓄态 矿物矿化 有效性提高的过程，通常称之 程中与其它土壤组分的反应等。 磷，肥效就大大下降了。 为磷的释放。
土壤中的磷素的转化特点与提高有效性措施
湿度
土壤的湿度直接影响着无机磷的生物有效 性。土壤水分充足，土壤无机磷的有效性 高，在土壤含水量低的情况下，磷酸根离 子的有效扩散系数小，移动慢，伴随着土 壤含水量的增加，磷酸根离子由非根际土 向根际土扩散量增加。高含水量条件有利 于土壤磷由易溶态向难溶态转化，低含水 量条件下转化率随施肥量增加而降低，高 含水量条件下转化率随施肥量增加而升高。
吸附和解吸反应
影响因素： 1.土壤矿物质种点类击与添加含标题量 2.土壤PH值 3.土壤有机质
*土壤对磷吸附的结合位点的数量主要与土 壤组成有关，环境条件的改变不会影响土 壤对磷吸附的本质。一般的，土壤对磷的 结合能越高，其对磷的吸附量越搞高。
有机称为矿化作用。 （磷酸酶参与）
2.需要较长时间 如：矿物态磷的风化
和转变成对作物有效的 磷
土壤中存 在着多种 含磷化合 物，能不 断地相互 转化。
影响含磷化合物相互转化的土壤条件
一
PH值 一般认为 ，土壤中 不同类型 磷酸 盐相互转 化点的PH 值是 6.5~7.0
二
活性阳 离子种 类
三
四
有机质 含量及 其组成
施用磷 肥的种 类和数 量等
End
Thank you！
讨论组成员： 朱俊英、胡 辉等
土壤中各种形态的磷的转化遵守一定的物理化 学法则，并在环境条件不变时保持着动态平衡 ，该平衡决定了土壤中磷的有效性。
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土壤组分及 其性质
标题
有机质
标题
pH值的影响
标题
阳离子阴离子 的影响
影响磷的 有效性的
因素
湿度、温度
标题
反反应应时时间间
附吸复附合复体合的体饱的和 饱和度度
土壤中解磷机制
土壤中解磷机制
土壤中的解磷机制是指土壤中的磷化合物（通常以无机磷形式）转化为植物可吸收的磷形式的过程。
磷是植物生长的关键元素之一，但通常以难溶性的磷酸盐形式存在于土壤中。
以下是一些常见的土壤中解磷机制：
1.酸解机制：
酸解是一种重要的土壤解磷机制。
土壤中的酸性环境（低pH值）可以促使难溶性磷酸盐溶解成可吸收的磷酸根离子（H2PO4-）。
酸解的过程中，土壤中的溶解性有机酸和无机酸会与磷酸盐反应，促使磷酸盐的释放。
2.微生物活动：
微生物在土壤中参与磷的循环。
微生物通过产生有机酸和酶的方式，促进有机磷的分解，将其转化为无机磷形式。
微生物还能够分泌胞外酶，将有机磷降解成可溶性的无机磷，使其更容易被植物吸收。
3.植物根系分泌：
植物根系分泌酸类物质，例如溶解磷的根系酸。
这些根系酸有助于溶解土壤中的难溶性磷酸盐，提高土壤中的可溶性磷含量。
植物通过根系分泌的方式，调节土壤中的pH值，影响磷的溶解和吸收。
4.土壤微生物-植物相互作用：
一些土壤微生物和植物之间存在着相互合作的关系，有些微生物能够产生有机酸和酶，有助于提高土壤中磷的有效性。
植物通过根际分泌物质，为土壤微生物提供碳源，激发微生物的磷溶解活性。
这些机制相互作用，共同促使土壤中的磷形成可供植物吸收的形式。
然而，不同土壤类型、植被类型和环境条件都可能影响这些机制的相对重要性。
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2. 有机磷
土壤有机含磷化合物主要来自于植物,也有相当一部分来自于 土壤生物、特别是微生物.绝大多数土壤有机磷以单脂键或双脂 键与土壤腐殖质结合。由于与磷结合的有机分子多样性，有机 磷的化合物也有许多种。其中相当一部分是未知组分，已知组 分的有机磷化合物主要有三类：
2.1 植素类(肌醇类)
植素类物质主要来自于植物的六磷酸肌醇和五磷酸肌醇， 也有一些肌醇类物质来源于微生物，它们是土壤有机磷的主要 部分，一般占有机磷总量的1/3，变幅在10%~50%之间，高时可 达60%。
1.2 吸附态磷
土壤中吸附态磷包括以配位吸附(又称专性吸附或化学吸附) 和阴离子交换吸附等形式保存在土壤固相表面的磷。其中，磷 的配位吸附是指发生在土壤固相表面以配位键形式结合的磷。 其化学实质是磷酸根取代其它配位体（主要是-OH基），并与 固相物质表面的金属离子配位,保持在胶体表面的过程,具有某 种程度的专一性。阴离子交换吸附则是以静电引力为基础的磷 酸根与土壤胶体吸附反应，其基本原理与阳离子交换吸附类似。
土壤中磷的形态及转化
2011.8
参考文献
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三、土壤中磷素的存在形态
土壤磷按化学结构可分为有机磷和无机磷两种形态，在大多 数土壤中，磷以无机形态为主，主要以正磷酸盐的形式存在， 焦磷酸盐的数量很少；有机形态的磷含量较低，而且变幅比较 大。按其溶解度可分为水溶性磷、枸溶性磷和难溶性磷。
1. 无机磷
1.1 矿物态磷 1.2 吸附态磷 1.3 水溶态磷
在正常土壤pH值范围内，溶液中以H2P04-和HPO42-为主。其 中，pH在3~7之间以H2PO4-为主；在7~11之间以HPO42-为主； 而H3PO4只在土壤pH值<4时出现，PO43-只在pH值>11时出现。 H2PO4-，HPO42-离子出现的最初、最终以及比例最高时的pH值 列在表2中。
离子的含磷原生矿物。
它们中有些只是处于过渡状态， 在土壤中不稳定，如三斜磷灰 石、水化磷酸二钙等。
1.1 矿物态磷
土壤中矿物态磷按其所结合阳离子的不同，可分为以下四类：
① 磷酸铁、铝类化合物（Fe-P、A1-P）。在酸性土壤中常见， 主 要 有 粉 红 磷 铁 矿 Fe(OH)2H2PO4 、 磷 铝 石 Al(OH)2H2PO4 ， 它 们的溶解度极小；在水稻土和沼泽土中，常有蓝铁矿 Fe3(PO4)28H2O和绿铁矿Fe3(PO4)2Fe(OH)2存在。 ② 磷酸钙类化合物（Ca-P）。指各种酸溶性磷酸钙盐，其中 包括原生的磷酸钙盐，如氟磷灰石、羟基磷灰石；次生的磷酸 二钙、磷酸八钙等。
③ 闭蓄态磷（O-P）。磷酸盐（尤其是磷酸铁盐）被氧化铁胶 膜包裹时，称为闭蓄态磷。
一般在酸性土壤中以闭蓄态磷为主，其次为磷酸铁盐；在石 灰性土壤中以磷酸钙盐为主；在中性土壤中，各种形态的磷酸 盐均占有一定的比例，磷酸铝盐所占的比重大于酸性和石灰性 土壤。磷的有效性随土壤pH而变化，当pH在6～7之间时磷的 有效性最大。
2. 有机磷
2.1 植素类(肌醇类) 2.2 核酸类 2.3 磷脂类
土中磷的动态变化
1.1 矿物态磷
矿物态磷包括含磷的原生矿物，次生矿物及其他含磷化合物。 这些磷含灰石磷是化土合壤物中常是见指的肥主料要磷含磷与土壤反应产生的，溶解度较小的 中 物 表1。间原 部 组 含。土产分分生有，变C矿壤物a实 化物2中，+、际、，含它F上磷一-、磷们磷酸般O的灰根存在H石聚在-矿土以包 合于及物壤括 程土其目中了 度壤它前不一 不沙置类 同粒已稳换、经定鉴，定很的快有会3转0化多为种其，它主含要磷的化见合下
磷的吸附主要发生在氧化物、粘土矿物和有机固相表面，土 壤中吸附态磷以专性吸附态为主。
1.3 水溶态磷
土壤溶液中磷含量很低，大多数土壤中水溶态磷的浓度为 10-6~10-5mol/L(0.03~0.3mg/L) 磷 在 土 壤 溶 液 中 主 要 以 正 磷 酸 盐 的形式存在。由于正磷酸盐是三元酸，随着氢离子逐步解离形 成三种不同形式的磷酸根：H2PO4-，HPO42-，PO43-。这三种磷 酸根的浓度受溶液中氢离子解离程度的控制，即与土壤的pH值 有关。
2.2 核酸类
含磷的核酸类物质包括核酸和核苷酸，来源于植物和其它。
2.3 磷脂类
磷脂类化合物包括卵磷脂和脑磷脂等，植物、土壤动物和 微生物残体均可以释放磷脂类化合物，其中以土壤微生物为主， 约占土壤有机磷的1%~5%。
其它一些数量较少的有机磷化合物还有糖磷酸(细菌的胞壁 酸等)，磷蛋白、甘油磷酸等。有机磷在土壤中的存在方式包括 吸附态和磷脂键结合态两种，分布于各有机质组分中，包括与 土壤腐殖质部分结合的，动植物残体中的以及活的土壤生物体 内存在的磷(又称生物磷,或译为生物量磷)。其中，新鲜有机物 质中的磷和生物磷是易分解态磷，其它含磷有机化合物的生物 有效性主要取决于其空间分布。
上层； ❖土壤有机质；
排泄物和分泌物；人为施入土壤 中的各种有机肥料；工农业和生 活废水、废渣等。
❖开垦后，则主要来源于施用磷肥。
中国云南磷矿
二、磷含量降低的原因
从上到下，土壤中磷的含量逐渐降低的原因： ① 磷的迁移率很低； ② 植物根系的富积； ③ 有机胶体或无机胶体对磷酸根的吸附作用，上
层较强； ④ 耕作制度和施肥的影响。
主要内容
❖ 土壤中磷的来源 ❖ 土壤中磷含量降低的原因 ❖ 土壤中磷素的存在形态 ❖ 土壤中磷素的转化 ❖ 磷素在土壤-植物系统中的循环
一、土壤中磷的来源
❖土壤中磷主要来源土于壤矿有物机质质，是指在土长壤期中的含风碳化的有和成
机化合物。它来源十分广泛，其
土过程中，经过生物中的包括积动累、而植逐、渐微生聚物积的到残土体、壤的