土壤中的磷素
土壤肥料学课件-第七章 土壤与植物磷素营养与磷肥-土肥
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、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
与代谢过程和生长中心的转移有密切关系 营养生长期：集中在幼芽和根尖（具有明显的顶端优 势） 生殖生长期：大量转移到种子或果实中。再利用能力 达80％以上 细胞水平：细胞质---液泡 区域化现象
三、土壤中磷的形态与转化
（一）形态： 土壤无机磷 50－80％ 土壤全磷 土壤有机磷 20－50％
1.植 素 2.核酸类 3.核蛋白 4.磷脂类
无机磷：主要由土壤中矿物质分解而成 根据溶解度的不同，土壤无机磷可分为： 1.水溶性磷：多以离子状态存在于土壤中，可被植 物直接吸收利用 2.弱酸溶性磷：能被弱酸（2%柠檬酸）溶解，但不 溶于水，能被植物吸收利用； 3.难溶性磷：不能被水和弱酸溶解，作物不能直接 吸收利用，但可溶解于强酸，主要是 石灰性土壤的磷酸八钙，磷酸十钙等
第七章 土壤、植物磷素营养与磷肥
主要内容
土壤磷素营养 植物磷素营养 磷肥性质与合理施用
第一节 土壤磷素营养
一、土壤磷来源 二、土壤磷含量 三、土壤磷形态与转化
一、土壤磷来源
※
土壤磷来源于成土矿物和含磷肥料。 成土母质 气 候：北方少雨，淋洗作用弱，含磷量 高，南方土壤含磷量低 有机质：有机质含量高，含磷量高 质 地：无机磷多吸附于土壤粘粒上， 质地粘重土壤含磷高
※某些种植作物产生缺P的症状的旱地，改为水田后缺 磷症状会消失！
☆ 淹水后磷有效性提高的主要原因：
土壤磷素的转化及固定
土壤磷素的转化及固定土壤中各种形态的磷酸盐可以在一定条件下互相转化。
这种转化可以概括为难溶性磷（包括闭蓄态磷、吸附态磷等）的有效转化过程与土壤磷的固定作用。
这两个过程互相转化的速率与方向决定着土壤供磷能力以及磷肥的有效施用。
一、土壤磷的释放1.难溶性磷酸盐的释放指原生或次生的矿物态磷酸盐、化学沉淀形成的磷酸盐，经过物理的、化学的、生物化学的风化作用转变为溶解度较大的磷酸盐的过程。
例如，在石灰性土壤上，通过植物根系与微生物呼吸作用以及有机肥分解所产生的碳酸、有机酸可将难溶性的磷酸钙盐转变为有效性高的磷酸盐。
2.无机磷的解吸指吸附态磷重新进入土壤溶液的过程，但土壤中呈吸附态的磷并不能全部被解吸下来。
土壤吸附态磷解吸的原因包括两个方面：一是化学平衡反应，土壤溶液中磷浓度因植物的吸收而降低，从而改变了原有的平衡，使反应向解吸的方向进行；二是竞争吸附，所有能进行阴离子吸附的阴离子大多可与磷酸根离子进行竞争吸附作用，而导致吸附态磷的解吸。
3.有机磷的矿化土壤中有机态磷的化合物（植素、核酸、磷脂等）在土壤中磷酸酶的作用下，逐步分解，最终释放出磷酸，以供作物吸收利用，或与土壤中的金属离子结合，形成溶解度较低的磷酸盐，而降低其有效性。
二、土壤中无机磷的固定磷的固定作用是指土壤液相中的无机磷酸盐等有效态磷转变为无效态磷的过程。
土壤磷酸根离子被固定的两个主要反应是化学沉淀和吸附；其次是磷的生物固定。
1.沉淀反应在中性和石灰性土壤中，如施用可溶性磷肥后，提高了土壤中有效磷的浓度，磷酸根离子可与碳酸钙或方解石以及交换性钙生成二水磷酸二钙、无水磷酸二钙、磷酸八钙和羟基磷灰石等难溶性磷酸钙盐。
在酸性土壤中，当当过磷酸钙施入土壤中后，因发生异成分溶解而使土壤酸性增强，促使土壤中如赤铁矿、针铁矿、三水铝石等矿物溶解，转变为活性铁铝，开始形成无定型磷酸铁铝盐，然后转化成晶质的粉红磷铁矿、磷铝石等。
此外，土壤中交换性铁、铝、锰等离子也可与水溶性磷产生沉淀反应，不同程度地降低了磷的有效性。
土壤磷素流失的途径、环境影响及对策
土壤磷素流失的途径、环境影响及对策
土壤磷素流失的途径、环境影响及对策
土壤磷素是一种重要的营养元素，它在土壤中的含量和植物的生长密
切相关。
然而，由于土壤磷的活动性和流动性，它容易从土壤中流失，给环境带来严重的污染和危害。
土壤磷素的主要流失途径有两个：一是磷的物理性流失，即土壤中的
磷物质被洪水冲走，或被风吹走；二是磷的生物性流失，即磷被植物
吸收，随着植物的收获而离开土壤。
土壤磷素的流失会给环境带来一系列问题，首先，磷的流失会导致土
壤肥力的下降，使植物生长受阻；其次，土壤磷素的过量排放会导致
河流、湖泊等水体中的磷沉积物的积累，从而引发水体富营养化现象；最后，土壤磷素的流失也会增加大气的污染，对人类的健康造成危害。
针对土壤磷素流失带来的环境问题，应采取有效的对策。
首先，要加
强土壤肥力的管理，增加磷的营养供给；其次，要加强对土壤磷素的
监测，及时发现磷的流失情况；最后，应采取有效的控制措施，减少
土壤磷素的流失，保护环境。
综上所述，土壤磷素的流失会给环境带来严重的危害，因此，我们应
采取有效的措施，加强土壤肥力的管理，减少土壤磷素的流失，保护
环境，确保人们的健康。
土壤养分分级标准
土壤养分分级标准土壤养分是指土壤中的养分元素，包括氮、磷、钾等，对于作物的生长发育和产量质量起着至关重要的作用。
为了科学合理地评价土壤养分状况，制定了土壤养分分级标准，以便于农业生产和土壤管理的需要。
一、氮素。
氮素是作物生长发育不可或缺的元素，土壤中氮素的含量直接影响着作物的生长和产量。
根据土壤中全氮含量，可以将土壤氮素分为充足、适中、不足三个级别。
充足级别的土壤氮素含量在2%以上，适中级别为1%~2%，不足级别则低于1%。
二、磷素。
磷素是作物生长发育的关键元素之一，对于促进作物的生长和发育具有重要作用。
根据土壤中全磷含量，可以将土壤磷素分为充足、适中、不足三个级别。
充足级别的土壤磷素含量在0.3%以上，适中级别为0.1%~0.3%，不足级别则低于0.1%。
三、钾素。
钾素是作物生长发育的重要元素，对于提高作物的抗逆性和产量具有重要作用。
根据土壤中全钾含量，可以将土壤钾素分为充足、适中、不足三个级别。
充足级别的土壤钾素含量在2%以上，适中级别为1%~2%，不足级别则低于1%。
四、有机质。
有机质是土壤中的重要组成部分，对于改良土壤结构、提高土壤肥力和保持土壤湿度具有重要作用。
根据土壤中有机质含量，可以将土壤有机质分为高、中、低三个级别。
高级别的土壤有机质含量在3%以上，中级别为2%~3%，低级别则低于2%。
五、微量元素。
微量元素是土壤中的微量元素，虽然含量较少，但对于作物的生长发育至关重要。
根据土壤中微量元素含量，可以将土壤微量元素分为充足、适中、不足三个级别。
充足级别的土壤微量元素含量在标准范围内，适中级别为接近标准范围，不足级别则低于标准范围。
综上所述，土壤养分分级标准对于科学合理评价土壤养分状况，指导农业生产和土壤管理具有重要意义。
通过对土壤养分状况的分级，可以有针对性地进行土壤改良和肥料施用，提高土壤肥力，促进作物生长，实现农业可持续发展。
因此，我们应该加强对土壤养分分级标准的学习和应用，为农业生产和土壤管理提供科学依据。
土壤磷素的固定机制
土壤磷素的固定机制土壤磷素是植物生长和发育的重要元素，土壤对植物的供应量直接影响着农作物的产量，因此，研究土壤磷素的固定机制具有重要的意义。
本文将从以下几个方面介绍土壤磷素的固定机制：一、土壤磷素的形态土壤磷素存在于土壤中的主要形态有两种，即有机磷和无机磷。
有机磷是指土壤中细菌和真菌经过一系列化学反应后形成的高分子有机物质，其中含有大量的磷元素，例如尿素和蛋白质。
而无机磷主要是指土壤中磷酸盐类物质，例如磷酸钙、磷酸铵等。
二、土壤磷素的固定机制1. 电荷作用磷酸盐类物质是带有正电荷的，因此，磷酸盐可以与土壤中的多种元素形成化合物，如磷酸钙、磷酸铁、磷酸铝等，这些化合物就叫做磷的电荷固定物，它们通过离子交换反应被固定在土壤中，从而使土壤中的磷元素不易被植物吸收，从而保持土壤磷素的稳定。
2. 酸碱效应磷在酸性或碱性土壤中的移动性不同，碱性土壤中的磷比较容易被植物吸收，而酸性土壤中的磷在酸性离子的作用下就会形成酸性离子的化合物，例如磷酸铝，这些化合物很难被植物吸收，从而保持土壤磷素的稳定。
3. 微生物作用土壤中的细菌和真菌也可以参与到磷的固定过程中，细菌和真菌可以将有机磷转化为无机磷，使无机磷易于被土壤矿物质吸附，从而保持土壤磷素的稳定。
三、影响土壤磷素固定机制的因素1. 土壤性质土壤性质，如酸碱度、碱解度、结构和粒径等，都会影响到磷的固定机制，例如，土壤的酸碱度越高，磷的固定性就越低，从而影响植物的吸收。
2. 土壤养分土壤的养分含量也会影响磷的固定机制，例如，钾离子的含量越高，磷的固定性就越低，从而影响植物的吸收。
3. 土壤温度土壤温度也会影响磷的固定机制，土壤温度越高，磷的固定性就越低，从而影响植物的吸收。
四、磷固定剂的应用为了提高土壤中磷的固定性，人们可以在土壤中添加磷固定剂，使土壤中的磷元素更容易被植物吸收，从而提高农作物的产量。
磷固定剂有很多种，其中一些常用的磷固定剂有磷酸盐、磷酸钙、磷酸铵、磷酸氢钠等。
第8章 8.2 土壤磷素与磷肥
②在土壤中的转化
溶解过程与化学沉淀(固定)作用 异成分溶解 Ca(H2PO4)2.H2O+H2O→CaHPO4.2H2O+H3PO4 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。 在溶解的过程中，溶液中的P/Ca不断变化。溶液中P/Ca可由2.升
至3.50。 磷酸沉淀作用(化学固定作用)
④闭蓄固定 由于酸性土壤中的铁、铝含量比较高，磷酸盐易被溶解度很 小的无定型铁、铝胶膜所包被，形成更难溶解的含磷化合物，称为闭蓄态 磷(O-P)。在我国南方水稻土中闭蓄态磷占土壤无机磷总量的40%~70%， 在旱作条件下，这种磷素难以被植物吸收利用，但在淹水还原条件下，胶 膜溶解消失，其包被的磷可以释放出来供植物吸收。
在石灰性土壤中，难溶性磷酸钙盐一般需要借助于各种有机酸等转入土壤溶液。 在酸性土壤中，磷的释放过程则主要表现在铁磷的释放上，土壤还原性增强导
致高价铁变为亚铁时发生，闭蓄态磷转变为非闭蓄态磷，使磷的有效性提高， 有利于植物吸收利用，这对土壤中肥料残留磷的利用尤为重要。淹水、落干交 替过程中，淹水期间有效磷含量增加，落干期间有效磷含量降低。因此在水旱 轮作制中，磷肥应重点分配在旱作上，水田利用其后效或残效。
－ 680.9
397.4 ( P2O5>24%) 679.8
约旦
440.7
217.8
203.3
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
过磷酸钙
土壤速效磷组分
土壤速效磷组分土壤速效磷是指土壤中能够被植物迅速吸收利用的磷素形态，是评价土壤磷素供应能力的重要指标。
土壤速效磷的组分主要包括以下几种：一、有机态磷有机态磷是土壤中以有机物质形式存在的磷，主要来源于动植物残体、微生物代谢产物等。
有机态磷的化学性质较为稳定，不易被土壤中的微生物降解，因此，土壤中有机态磷的含量通常较低。
二、无机态磷无机态磷是土壤中以无机物质形式存在的磷，主要包括磷酸盐、磷酸铁等。
无机态磷可分为水溶性磷和难溶性磷。
水溶性磷是指在水中能够溶解的磷，包括正磷酸盐、氟磷酸盐等。
难溶性磷是指在水中难以溶解的磷，主要包括磷酸铁、磷酸铝等。
三、土壤速效磷组分的测定方法测定土壤速效磷的组分，通常采用连续浸提法。
该方法通过不同浓度的酸性溶液对土壤进行连续浸提，将土壤中的速效磷组分按照溶解度的大小进行分级。
根据各级浸提液中磷的浓度，可以确定土壤中速效磷的组分及其含量。
四、土壤速效磷组分的应用了解土壤速效磷的组分有助于评价土壤磷素供应能力，为农业生产提供科学依据。
通过对土壤速效磷组分的测定，可以确定土壤中哪些磷素形态容易被植物吸收利用，哪些磷素形态难以被植物吸收利用，从而指导农民合理施用磷肥，提高磷肥利用率。
五、土壤速效磷组分与土壤肥力的关系土壤速效磷组分与土壤肥力密切相关。
一般来说，土壤速效磷含量越高，土壤肥力越强。
但是，土壤速效磷的含量并非越高越好，过多的磷素会导致土壤酸化，影响土壤微生物的生存和土壤生态系统的平衡。
因此，在评价土壤肥力时，需要综合考虑土壤速效磷的含量、土壤酸碱度等因素。
综上所述，土壤速效磷组分是评价土壤磷素供应能力的重要指标。
了解土壤速效磷组分有助于为农业生产提供科学依据，指导农民合理施用磷肥，提高磷肥利用率。
同时，在评价土壤肥力时，需要综合考虑土壤速效磷的含量、土壤酸碱度等因素，以保持土壤生态系统的平衡。
土壤营养元素含量标准
土壤营养元素含量标准土壤是植物生长的重要基础，而土壤中的营养元素含量则直接影响着植物的生长发育和产量。
因此，对土壤中营养元素含量的标准进行科学合理的制定和监测是非常重要的。
一、氮素含量标准。
氮素是植物生长所必需的主要营养元素之一，其含量标准直接关系到植物的生长发育和产量。
一般来说，土壤中氮素的含量标准应根据不同作物的需求量来确定，但一般来说，对于大部分作物来说，土壤中氮素的含量应在0.1%~0.2%之间为宜。
二、磷素含量标准。
磷素是植物生长所必需的主要营养元素之一，其含量标准也直接关系到植物的生长发育和产量。
一般来说，土壤中磷素的含量标准应在0.01%~0.05%之间为宜。
但需要根据具体作物的需求量来确定具体的标准。
三、钾素含量标准。
钾素是植物生长所必需的主要营养元素之一，其含量标准同样直接关系到植物的生长发育和产量。
一般来说，土壤中钾素的含量标准应在0.2%~0.5%之间为宜。
但同样需要根据具体作物的需求量来确定具体的标准。
四、微量元素含量标准。
除了氮磷钾这三种主要营养元素外，土壤中还需要含有一定量的微量元素，如铁、锌、锰、铜等。
这些微量元素对植物的生长发育同样非常重要。
因此，土壤中微量元素的含量标准也需要进行科学合理的制定和监测。
综上所述，土壤中营养元素含量标准的制定和监测对于植物的生长发育和产量具有非常重要的意义。
只有合理掌握土壤中营养元素的含量，才能更好地指导农民的种植生产，提高作物的产量和质量。
因此，我们应该高度重视土壤中营养元素含量标准的制定和监测工作，为农业生产提供更科学的指导。
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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。
3）闭蓄态磷：在酸性土壤，大部分磷酸盐常常被铁的氧化物或水化氧化物的胶膜所包被着，而在石灰性土壤，磷酸盐的表面也常常形成钙质胶膜，有效性
大大降低。
2 土壤中磷的转化
土壤中磷的转化包括磷的固定和磷的释放两个方向相反的过程，实际上有效磷无效化与无效磷有效化的过程，二者总处于动态平衡之中。
2.1 磷的固定
大多数土壤都具有很强的固定磷的能力，其过程十分复杂，主要有 4 个机制：化学固定、吸附固定、闭蓄固定和生物固定，主要是化学和吸附固定。
不同的土壤，有不同的固磷机制（图片：不同pH 时磷在土壤中被固定的情况）。
1）化学固定：是指由于化学反应，产生磷酸盐沉淀。
一般二价以上的金属离子与磷酸根形成的化合物，其溶解度都很低。
土壤中常见的磷酸盐沉淀有钙镁磷酸盐和铁铝磷酸盐，前者主要发生在石灰性、中性以及大量施用石灰的酸性土壤上，后者则是酸性土壤磷化学固定的原因（化学反应链接：石灰性土壤磷酸盐沉淀反应，酸性土壤磷酸盐沉淀反应）。
2）吸附固定：酸性土壤中大量的铁、铝氧化物或水化氧化物，可以吸附磷酸根，并逐渐转化为各种难溶的磷酸盐。
土壤胶体上吸附的铁、铝离子也可起类似的反应（化学反应链接：酸性土壤磷的吸附固定）。
在石灰性土壤存在大量碳酸钙，磷酸根可以吸附在碳酸钙的表面而被固定下来（化学反应链接：石灰性土壤磷的吸附固定）。
土壤胶体上吸附的Ca2+ 也可以起类似的作用。
黏土矿物上有许多OH 基，磷酸根可以吸附在这些矿物上，从而被固定（化学反应链接：黏土矿物磷的吸附固定）。
3）闭蓄固定：当磷酸盐的表面形成不溶性的铁、铝质或钙质胶膜时，磷酸盐的有效性很低。
在强酸性旱地土壤，由铁、铝质胶膜所形成的闭蓄态磷占无机磷的比例较高，只有将旱地改为水田时，由于Fe3+ 被还原为Fe2+ ，胶膜被破坏，磷的有效性才提高。
4）生物固定：微生物在分解碳磷比（C/P ）高于200 ～300 有机物质时，需要吸收利用土壤中的有效磷，从而降低土壤有效磷含量。
但是微生物死亡后，所吸收的磷又将转化为土壤有效磷。
所以磷的生物固定不是严格的固定，反而可以减少或延缓磷的化学和吸附固定，从而提高磷的利用效率。
2.2 磷的释放
磷的释放是多种因子综合作用的结果，主要与土壤pH 值的变化、氧化还原条件、有机物质的分解等因素有关。
一般说来，酸性土壤pH 值升高，碱性土壤pH 值降低，都可提高磷的有效性。
还原条件下Fe3+转化Fe2+，也使磷的有效性提高，尤其可以提高闭蓄态磷的有效性。
有机物质的分解产生的有机酸，不仅降低土壤pH 值，促进磷酸盐的溶解；同时有机酸能够与铁、铝、钙等结合，一方面减少磷的固定，另一方面释放出被铁、铝、钙所固定的磷。
作物根系分泌的有机酸也起类似的作用。
微生物和作物的呼吸作用产生的CO2 ，也可降低土壤的pH 值，从而提高磷的有效性。