土壤磷

贵州土壤磷素肥力磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一。

它既是植物体内许多重要有机化合物的组分，同时又以多种方式参与植物体内各种代谢过程。

土壤[1]是植物磷营养的主要来源，生产上人们通过向土壤中施加磷肥来提高土壤中磷的含量，由于磷是以沉积的形式存在和贮存的，而且，在土壤中具有特定的化学行为，使其在当季作物的利用率仅为10%～25% [2]。

为此土壤中磷的含量、存在形态及其有效性对作物磷素吸收极为重要，成为当今关注的热点问题。

贵州位于我国西南，居云贵高原东部，是介于四川盆地和广西丘陵之间的岩溶高原山区。

省内地带性土壤以黄壤为主，还有红壤、黄棕壤等土壤呈酸性或强酸性，土壤中活性铁、铝含量较高，可溶性磷多与铁、铝相结合，转化为难溶性磷酸铁、磷酸铝等形态而被固定，其有效磷含量不高[3]。

人们通过在土壤中施加磷肥来提高土壤中磷的含量，但是，随着磷肥的大量施用，我国各区耕地土壤速效磷含量呈显著增加趋势，部分耕层土壤速效磷含量表现为过量累积，导致农田生态系统水体富营养化，给环境带来不利影响，文章通过对磷素在土壤中存在的状态，土壤对磷的固定积累以及提高磷的有效性展开综述，以期为提高作物对土壤磷的吸收利用方面研究提供参考。

1.贵州土壤磷素肥力利用现状贵州位于我国西南，居云贵高原东部。

其具有低纬度、高海拔，自然条件复杂，地貌多种多样，母岩组合复杂，气候变化悬殊，土壤类型较多，从亚热带的红壤到暖温带的棕壤都有分布的特点。

其中，以黄壤分布面积最多，遍及贵州高原的主体部分。

贵州土壤pH 值在~范围。

通常林草地土壤与耕地土壤之间有一定的差异。

全省耕地土壤以微酸性(pH ~ 所占面积比例最大，为%。

由于黄壤地区温暖湿润;地形以低山丘陵为主；旱地面积分布较广;是我国农业生产的主要区域之一，由于对土地资源的不合理利用；多数旱地土壤侵蚀严重；引起土壤养分流失；导致土壤退化，在农业生产上磷肥施用是提高作物产量的有效措施之一；然而当季施用磷肥的利用率一般为10%～25%；大量磷肥在土壤中积累;当地表径流和土壤侵蚀发生时；土壤磷由陆地向水体迁移；这不仅造成磷矿资源的损失与浪费；而且会加速附近水体富营养化的产生。

据贵州省土壤肥料研究所测定，黄壤旱地耕作层土壤有效磷含量为kg，侵蚀后黄壤底土土壤有效磷为痕量。

2土壤中磷的形态分布磷素在土壤中的形态是人们研究的重点，因为只有了解了磷素在土壤中的形态才可以正确的利用土壤，因地制宜。

不同的土壤类型磷素的形态[4]以及组成成分不同。

土壤中磷的形态可分为有机态磷和无机态磷，后者包括矿物态磷、吸附态磷和土壤溶液中的磷。

其中，土壤溶液中的磷是最有效的部分，是可供植物利用的主要形态。

土壤磷素分级的目的是评价土壤有效磷库大小和土壤磷素供应状况[5]。

它常用于研究耕作条件下土壤中磷素的耗竭；不同管理措施对土壤磷素分布的影响；微生物活动对土壤磷素的影响；土壤磷素的迁移与转化。

土壤中无机磷的分布形态及分级测定土壤中无机磷的形态在农业土壤中，无机磷是主体，一般占土壤全磷的60%～80%，主要包括土壤中残存的原生含磷矿物、各种次生的无机磷酸盐和磷酸根离子，大致有3种形态: 水溶态、吸附态和矿物态。

以矿物态为主。

土壤水溶态磷是可供植物直接吸收利用的磷，其含量极低，一般只有～1mg/kg，最低甚至只有μg/kg[6]。

它的补给主要依赖于磷酸盐矿物的溶解和吸附固定态磷的释放。

吸附态磷是土壤中为粘土矿物或有机物所吸持的那部分磷酸盐。

土壤中吸附态磷的含量一般很低，通常以H2PO4-和HPO42-为主，PO43-很少。

吸附态磷一般随pH下降而升高，且能通过pH调节而释放。

在相同pH条件下，胶体吸附磷的数量因胶体种类而异，如氧化铁、铝吸附量最大，蒙脱石最少，高岭石介于其间。

一般来说，土壤中SiO2/R2O3值愈小，胶体吸附的磷愈多。

土壤无机磷中约有99%以矿物态存在，在石灰性土壤中，部分磷肥通过一系列的沉淀反应最后成为羟基磷灰石或氟磷灰石，无机磷几乎全部为正磷酸盐，根据其所结合的主要阳离子的不同，可分为:(1) Ca-P，它是石灰性土壤中磷酸盐的主要形态;(2) Fe-P Al-P，在酸性土壤中，这一类磷酸盐占无机磷的很大部分［7］; (3) O-P，闭蓄态磷是以水化氧化铁胶膜包被的磷酸盐，其溶解度小矿物态是最难被植物吸收利用的磷素形态，在没有除去其外层铁质包膜前，很难发挥其效用，是农田土壤潜在磷库［8］，土壤解磷微生物会使部分难溶性磷酸盐分解［9］土壤中有机磷的分布形态及分级测定土壤有机磷分布形态土壤中的有机磷一般占土壤全磷的10%～15%，有少数耕地土壤可达土壤全磷的50%，草地、森林土壤有机磷占全磷的20%～50%。

也有研究结果显示土壤有机磷可达全磷的20%～80%[11]。

这一含量范围因土壤母质的不同而有明显差异，如发育于长江中游老冲积物上的水稻土，有机磷含量为%～%，约占全磷的30%～50%;发育于酸性母岩风化物和红壤上的水稻土，有机磷含量为%～%，约占全磷的26%～49%;发育于石灰性母岩上的水稻土，有机磷含量为%～%，占土壤全磷的18%～48%[11]。

土壤有机磷化合物包括植酸、核酸、磷脂、磷蛋白、糖脂和磷酸盐等。

植酸类有机磷约占土壤有机磷的40%～80%，可在植酸酶或植素酶的作用下分解释放出磷酸。

核酸类有机磷占土壤总有机磷的例不到10%，与植素相比较为容易被磷酸酶水解释放出磷酸和糖类。

磷脂、磷酸化糖类等其它含磷化合物一般很少，几乎不到有机磷总量的1%，并且不稳定，易分解。

近年来，土壤有机磷在植物磷素营养中的作用已逐步受到重视。

有研究证明，NaHCO3所提取的有机磷与植物吸磷量呈显著相关[12]。

溶解于水的有机磷是可以直接为作物所吸收利用的形态。

与无机磷相比，有机磷在土壤中具有较大的移动性，被土壤无机矿物的固定程度低，即使是难溶于水的有机磷经矿化后可持续释放出无机磷，对作物生长也极为有利。

3土壤中磷的化学行为土壤磷素资源的化学行为直接影响土壤和肥料磷对作物的有效性。

磷素在土壤中的行为包括化学作用、物理作用、物理一化学作用和生物化学作用等，其行为主要分为固定和释放过程。

磷酸盐的土壤固定过程包括吸附和沉淀过程，其反方向则为释放过程，包括解吸和溶解。

土壤中磷的固定土壤中磷的固定主要包括化学固定、吸附固定、闭蓄态固定和生物固定。

土壤中磷的化学固定在酸性土壤中，磷的固定由铁、铝体系所控制。

酸性土壤中的磷酸离子(主要是H2PO4)与活性铁、铝或交换性铁、铝以及赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、三水合铝、无定形铁铝、等化合物作用形成一系列溶解度较低的Fe(Al)一P化合物。

如磷酸铁铝、盐基性磷酸铁铝、粉红磷铁矿、磷铝石等，使植物难以吸收利用。

土壤中磷的吸附固定大量研究证明，磷肥施入土壤后，能很快地被吸附到土壤颗粒表面或与土壤物质作用生成难溶性的磷酸盐，从而在很大程度上影响磷的解吸和对植物的有效性。

普遍认为，吸附一解吸是比溶解一沉淀更为重要的土壤磷的化学过程[17]吸附反应主要发生在溶液中磷的活度较低时，包括阴离子交换吸附和配位吸附。

阴离子交换吸附是指磷酸根与土壤胶体之间通过静电引力的作用发生的吸附反应，没有专一性，又称为非专性吸附叫。

在酸性条件下，活性铁铝上的轻基质子化而带正电荷，就会通过静电引力吸引带负电荷的磷酸根。

这类吸附靠静电引力维持，因而是很弱的。

在酸性条件下，对一般带负电的阴离子如SO42-，SiO42-都能产生非专性吸附。

由于活性铁铝必须先质子化才能进行交换吸附，所以这类吸附只能在活性铁铝等电点以下的pH环境中进行。

环境酸性越强，轻基的质子化越多，非专性吸附也越大。

非专性吸附的磷对作物是有效的。

土壤中磷的闭蓄态固定闭蓄态固定是指磷酸盐被溶解度很小的无定型铁、铝、钙、等胶摸所包蔽的过程(或现象)，这中被包蔽的磷酸盐化合物称谓闭蓄态磷(0一P)。

在我国南方水稻土中，闭蓄态磷大约占土壤无机磷总量的40一70%，在旱作情况下难于为植物所利用，在淹水还原条件下，其中的磷仍有可能释放出来供植物吸收利用。

土壤中磷的生物固定上壤溶液中磷酸盐的浓度取决于磷的矿北作用和固持作用两个方向相反的过程的相对速率，它们的相对速率受被降解有机物含磷量的影响。

当有机物的C/P比大于300时，出现净固持(固持作用速率>矿化速率):反之，当该比值<200时[18]就会出现净矿化。

含磷量小于%一%的秸秆等植物残体分解时，出现有效磷的净固持。

绿肥作物及农家肥等在分解的初期，既有无机磷的释放也有微生物对无机磷的固定。

磷的解吸土壤中磷的解吸和溶解是磷吸附和沉淀过程的逆过程，从磷的生物有效性角度来看，磷的解吸和溶解比沉淀和吸附过程更为重要。

影响土壤磷吸附和沉淀的过程都会影响磷的解吸和溶解过程。

解吸的快慢和多少直接关系到磷从固相补给液相的快慢和缓冲能力的大小，从而影响到磷对植物的有效性。

仅靠静电作用吸附到可变电荷表面的磷，当它们获得与吸附时所释放出的等量的能量时就可解吸。

通过配位体交换而吸附的离子则不然，因为它们与表面金属离子形成了化学键。

这样它们的解吸就变得非常困难而呈现明显的滞后现象。

土壤中磷沉淀一溶解是磷在上壤中转化的一个重要过程，土壤中铁、铝、钙磷酸盐等难溶性含磷化合物的溶解主要受溶度积的控制，并受土壤pH的显著影响。

其它影响因素还有:土壤水分含量、土壤氧化还原电位、水溶态离子的种类和活度、土壤水解性酸度、土壤阳离子交换量、土壤温度、土壤无机磷形态、土壤有机质以及土壤生物活性等[19]4 影响植物对土壤磷素肥力利用的因素从根本上看，土壤有效磷库的容量决定了土壤的供磷能力。

除此之外，土壤的许多理化、生物性质也可直接或间接地影响土壤的供磷力，其中，以土壤的酸碱度、土壤酸体含量与土壤粘粒及矿物组成、土壤的氧化还原状况最为重要。

土壤有效磷库土壤中的有效磷库形成于漫长成土过程中成土母质含磷矿物中磷的分化释放和生物的吸收富集。

在这过程中，几乎所有可被植物利用的无机磷都曾一度转化为有机磷，但由于绝大多数成土母质的含磷量很低，所以，土壤有效磷库其贮量依然有限，而一经耕耘，土壤中的有机磷便迅速矿化而被植物所利用，贮量迅速减少，假若不及时补充磷素，则若干年后便可能显示土壤因缺磷而影响作物生长。

土壤酸碱度土壤酸碱环境直接关系到土壤中无机磷的存在形态，从而影响磷的有效性和土壤的供磷力。

酸性土壤由于土壤中活性铁、铝对磷的吸附固定作用和沉积作用，可降低土壤中磷的有效性和供磷力。

施用石灰调节土壤的酸碱度至中性，可降低无机磷组分中的Fe-P和Al-P，提高Ca-PⅠ和Ca-PⅡ，可有效地改善土壤的供磷力，也提高土壤的有效磷测定值。

施用石灰，土壤对磷的吸附强度(K)和吸持度(S)随之降低，吸附磷被解吸而较易被植物所利用[20]。