土壤中磷的形态及转化

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
含有磷酸一钙、磷酸和含水磷酸二钙的饱和溶液，即所谓的异 成份溶解，其化学反应是：
❖ Ca(H2PO4)2·H2O+H2O→CaHPO4·2H2O+H3PO4 这种具有强酸性（pH值为1.5左右）的饱和溶液向肥粒外面扩散。
水溶性磷被土壤“固定”的过程：
酸性土：
初始ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
“老化”
阶段
阶段
过 程：水溶性 无定形 结晶态
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
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。
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
[1]解锋,李颖飞.土壤中磷的形态及转化的探讨[J].杨凌 职业技术学院学报,2011,10(1):4-8. [2]尹逊霄,华珞,张振贤.土壤中磷素的有效性及其循环 转 化 机 制 研 究 [J]. 首 都 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版),2005,26(3):95-101. [3]陈刚才,甘露,王仕禄,万国江.土壤中元素磷的地球化 学[J].地质地球化学,2011,29(2):78-81.
2.枸溶性和难溶性磷肥的转化
枸溶性和难溶性磷肥都是不溶于水的磷肥，如钙镁磷肥和
磷矿粉。施入土偏壤磷后的酸转钙化过程与水深性磷肥不同，主要是一
个溶解的过程。所以这些磷肥一般只适用于酸性土壤，依靠土
壤酸性逐渐溶解，使它变为有效。
磷矿粉
磷矿粉施入酸性土壤后，即与土壤中的酸作用而部分溶解，
生成的水溶性或有效性磷又大部分重新与土壤中的铁、铝作用
速度有所变慢。二是在等量的肥料情况下，钙镁磷肥所提供的
有效磷比磷矿粉高得多。
骨粉
四、土壤中磷素的转化 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
施肥
溶 解 溶
有其 粒 升机磷开高中态的始至阴在磷吸饱吸离分(影和收附子解响土或包的利矿壤接括交用化水近阴换有率分饱离吸机的和,子颗附因物,素粒由交是质)内于换以的部存吸静过磷在附电程的浓和引中浓度配力, 度梯位为吸基础附，， 磷 度,酸土磷根壤和与质生土子物壤以将胶扩它体散们的方所吸式需附进要入反的周应磷围,同基土化本壤,原溶理与阳 离 液里子将和交多土换余壤吸的中附磷的类释金似放属；出铁离磷来、子的,铝这发阴、个生离钙过化子、程学配镁就反位应吸产附(又 称 生难专是溶性有沉吸机淀附磷物或的。化矿学化吸.如附果)是有指机磷质酸提根供粒子作为
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
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%。
四、土壤中磷素的转化
土壤中各种形态的磷素，根据其所处的土壤环境条件(酸碱度， 有机质、水分、温度、矿物组成、可溶性阳离子性质、氧化还 原状况等)，进行着磷的固定或释放的转化和循环。
1.水溶性磷肥的转化
水溶性磷肥包括磷酸一钙、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸二氢 钾、磷酸氢二钾等，它们进入土壤后,很快被土壤中的铁、铝、 钙等固定成为难溶性磷酸盐。
HPO42-
磷含量较高时，土闭壤蓄以态吸磷附(为有主效，性磷降素低浓) 度 有机态磷和难溶性较磷低酸时盐，在土壤吸附土的壤磷磷即的发有生效解化吸是。磷由土壤
溶 出
一定条件下，转化为植物可以 固相向随液着相时的间释的放延过续程，,包生括面无 吸收利用的水溶性的磷酸盐或 机磷物的老溶化解、，结吸晶附，态一磷部的分解吸、
而生面磷酸铁、磷酸铝。这种溶解作用到第二年时，可有50%
的磷矿粉被溶解。当大部分磷矿粉转化为磷酸铁、磷酸铝后，
溶解作用显著减慢。这种情况与钙镁磷肥的转化情况相似，只
是钙镁磷肥的转化速度快得多，而且在第二年几乎全部都转化
为磷酸铁、磷酸铝。
钙镁磷肥和磷矿粉有两点不同：一是钙镁磷肥的有效水平
增脱长到氟第磷二肥年，即出现下降趋碱势熔，磷而肥磷矿粉则一直上升，虽然
❖ q = A b C / （1 + b C）
式中：q—吸附量；C—平衡浓度；A—最大吸附量；b—常 数，它与结合能有关。
上述方程中的A和b，不同土壤有很大不同。b是与结合能有 关的常数，b愈大，表示磷与土壤间的吸附力愈强。被吸附的 磷结合能愈大，其肥效也就愈小。随着时间的增长，被吸附的 磷可以进一步转化，如在酸性土壤中可由“单核”结构转化为 “双核”结构，其肥效即大大降低，而且部分磷可以逐渐渗透 到土粒内部而转化成闭蓄态磷，即磷的外面被一层铁膜包被， 因此有效性很小。
出 H2PO4-
化学沉淀 释放作用
配位的体磷与不土能壤满胶足体这表些面生的物-的O需H要基,发它生的配位 体交们换就,会保从持土在胶壤体中表吸老面收化的磷过,这程就,具构有成某种程度 的无专了定一磷形性的磷。生酸盐磷物固的持吸作附用主。要发生在结氧晶化态物磷酸，盐粘 土矿物和有机固相表面。
Eh交磷替的变化吸附与解吸量取决于土壤中磷的含量：
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。
弱酸溶性的磷酸盐的吸过附程态是磷其 有机磷磷还的会矿转化化、为迁闭移蓄过态程磷中，与
矿物矿化有效性提高的过程，通常称之 其它肥土效壤就组大分大的下反降应了等。。
为磷的释放。
国内外大量的研究证明土壤中存
有机肥带入的微生物
在许多微生物，能够将植物难以吸
生理收酸利用性的肥磷料转化为可吸收利用的形
态，具有这种能力的微生物叫做解
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 土壤生物，含量较低，约占有机磷总量的0.2%~2.5%。
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。
磷菌或溶磷菌。
解磷菌的解磷机制因不同的菌株
Ca-P
土壤
难溶磷 Al-P
Fe-P
50-80%
解磷菌
而有所不同。有菌机根磷菌微生物在土壤
缺磷的情况下，向外分泌植酸酶、
活化核 转 的 有 pH酸 化 解 机值酶 为 磷 酸，植 共和 无 机 有与菌 在生物磷 机 制 关铁根 植联的酸 磷 一 ，、菌 物合根可溶性磷这酶酸般铝是 的体系等盐认些、特幼。形为有，。定苗钙成与机水无的时、C的微酸解机真期镁O相有磷生能菌，等2 互与真机微物够离作特菌磷生产降子用定侵物生低结，的的入
“闭蓄态固定” 阶段