Transcript 第二节土壤磷素与磷肥
第 二 节 土 壤 磷 素 与 磷 肥 一、土壤磷的含量、形态与转化 （一）土壤中磷的含量 （二）土壤磷的形态 （三）土壤中磷的转化 二、磷肥的种类、性质与施用 （一）磷肥的生产和种类 （二）磷肥的性质及施用 三、磷肥的合理施用 （一）根据土壤条件 （二）根据作物特性 （三）根据轮作制度 （四）根据磷肥种类牲 （五）改进施用技术 一、土壤磷的含量、形态与转化 （一）磷的含量 全磷量约在0.3~0.5%之间，其中99%以上为迟效磷，速效速效磷 仅占1%。 影响因子：全磷的含量与母质有关。速含磷量与气候、有机质 含量、耕作年限、生产水平等有关。北方雨量少，淋融弱，含 磷量较高，南方淋溶强，含磷量低。 地带性规律：北 → 南、 西 → 东，逐渐递减。 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）。 难点 （三）土壤中磷的转化 1、有效磷化物的固定 （1）化学固定：与Ca+2、Fe+3、Al+3、等发生的化学反应。 （2）吸附固定：土壤胶体对阴离子态磷酸根的吸附。 专性吸附：在铁铝多的土壤中，磷酸根离子与氢氧化铁铝等 的— OH基发生配位交换称之。 非专性吸附：酸性土壤中粘粒表面的—OH 经质子化形成 —OH2+ 后，对磷酸根的吸附。 • （3）闭蓄固定：磷酸盐被溶度很小的无定形铁、铝、 钙等胶膜所包蔽的现象。石灰性土 壤占无机磷总量 15－30％以上，酸性土壤占40%以上。 （4）生物固定：微生物和植物争磷所固定的磷。 2、土壤中磷的释放 （1）无机态磷的释放 难溶的无机态磷主要依靠pH、Eh的变化等用完成向 有效态的转化。如在CO2等酸性物质的作用下： 磷酸三钙 磷酸二钙 磷酸一钙 磷酸 （2）有机磷的分解 土壤中的有机磷在酶的作用 下进行水解，逐步释 放出有效磷。 二、磷肥的种类、性质及施用 磷肥资源及生产简况 最初用兽骨生产磷肥，1918年发现磷矿床后始用其制作磷肥。 我国从1955年开始制作。 制作磷肥的原料有：磷灰石（产于磷灰岩）、胶磷矿（产于 磷块岩）、含磷铁矿、鸟粪石等。 磷矿资源较集中的分布在摩洛哥、美国、俄罗斯、突尼斯中 国，其中北非（突、摩）、美国佛罗里达和科拉半岛三大磷矿最 为著名。我国主要在云贵一带。 •磷矿的品位： 高品位：P2O5＞ 28% 品位P2O5 28—18% 低品位 P2O5＜18% •磷肥生产方法简述 1、机械法：机械破碎及球磨 2、酸制法：硫酸、硝酸、混酸 3、热制法：高温熔溶、水淬、球磨 按磷酸盐的溶解性分为三类 重点 （一）普通过磷酸钙 1、生产过程 是在100目磷矿粉中加浓度62-67%的浓H2SO4，经化成而成的。化成过程中的反 应如下： 第一步：Ca(PO4)3F+7H2S04 5CaSO4+3H3PO4+HF 第二步：Ca5(PO4)3F+7H3PO4+5H2O 5Ca(H2PO4)2+HF 以上两步合为：2Ca5(PO4)3F+7H2SO4+3H2O 3Ca(H2PO4)·H2O+7CaSO4+2HF 或：Ca(PO4)2+2H2SO4+H2O Ca(H2PO4)·H2O+2CaSO4 同时存在的副反应 ： 一是杂质（ Fe 、Al）与 H2S04作用： Fe2O3+3H2PO4 Fe2(SO4)3+3H2O Al2O3+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2O 二是游离H3PO4酸与杂质 作用： Fe2O3+2H3PO4 2FePO4+3H2O Al2O3+2H3PO4 2AlPO4+3H2O 杂质、游离酸的存在，给肥料性质带来不良影响，故其含量不能超标，否则 易使普钙发生退化作用。 3、性质 2、成分 主要成份： 一钙： Ca(H2PO4)·H2O，重量 约为50%，含P2O512—20% （四级—特级）。 硫酸钙：CaSO4含量40%。 副成份： 游离H2S04和H3PO43.5—5%； Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3 2-4%； 水分5%左右。 二钙、三钙等少量。 物理性质 外观牲征：灰、黑色粉未。 吸湿性：因含杂质，吸湿性强 腐蚀性：含游离酸，具有腐蚀性 化学性质 酸碱性：化学酸性。 退化作用 吸湿后所发生的结块和水溶性 磷转变为弱酸及难溶性磷的作用。 防止办法：一是在生产磷肥时适 当减少用酸量；二是磷肥应在低 温干燥的条件下保存；三是磷肥 应随买随用，不要久放。 4、施入土壤后的转化 A、溶解：为异成份溶解。首先水解为二钙和磷酸。 B、扩散：水解后磷酸浓度高，向四周扩散。维持五周之久。 但2~3月内不超过1~3厘米，约90%集中在施肥点周围0.5厘 米和5厘米深处。 C、固定：水解后施肥点PH降至1~15，能把铁、铝、钙等溶 解出来，逐步与磷酸发生固定反应。 石灰土中，其固磷方式为Ca-P ， 酸土中固磷方式为Al-P 和Fe-P 以及 O-P。 D、基本特点：在土壤中移动性小，易固定。故施用时： 尽量减少肥料与土壤的接触面。 尽量增加与植物根系的接触面。以提高其利用率 过磷酸钙在土壤中的反应 Ca(H2PO4)2.H2O + H2O → CaHPO4.H2O + H3PO4 5、过磷酸钙施用要点 （1）集中施用 集中施于根际，既减少与土壤接触， 减少固定，又有利于根系吸收，还 增加施肥点土液磷浓度，有利磷酸 根离子向根系扩散。 方法有种肥、穴施、条施或沟施， 蘸根及苗床基肥。 （2）与有机肥料配合施用 叶面喷肥 氮磷配全施 种 肥 与有机肥混合施 分层施肥 有机肥料在分解过程中所产生的有 机酸，能增加弱酸溶性和难溶性磷 肥的溶解度，也可与铁、铝、钙等金属离子形成稳定的 络合物，从而减少或避免了化学固定。同时施用有机肥 料能促进土壤微生物的活动，增加土壤中肥料磷的有效 性。 （3）制成颗粒肥料 – 颗粒磷肥表面积小，与土壤的接触面也小，能 降低磷素的吸附与固定，也便于机械施肥。由 于颗粒磷肥也相应减少了与作物根系的接触面， 因而颗粒不能太大，粒径以3～5mm为宜。 – 对于密植作物、根系发达作物以及固磷能力不 很强的土壤来说，粉状磷肥肥效更好一些。 （4）分层施用 可把2/3的磷肥作基肥深施，以满 足作物生育中、后期对磷的需要。 另外1/3作种肥或面肥施用， 以供苗期（养分临界期）之需。 无磷肥 全层施磷 分层施肥 （二）重过磷酸钙 – 又叫双料或三料过磷酸钙，简称重钙。是以过量的硫酸处理磷矿 粉，提取出磷酸，再与磷矿粉作用而制成重过磷酸钙。 • 成分和性质 – 重过磷酸钙含磷40~50%，不含石膏，呈灰白或灰褐色颗粒或粉 状物，易溶于水。含4%～8%的游离酸，化学酸性。吸湿性和腐 蚀性比过磷酸钙强，易结块。 – 由于不含铁、铝等杂质，吸湿后比普钙稳定，不会发生退化作用。 • 在土壤中的转化及施用 – 转化过程与普钙相似。施用量宜少些。 – 重钙中不含硫酸钙，对喜硫作物，如马铃薯、豆科作物的肥效不 如过磷酸钙。 （三）钙镁磷肥 • 成分及性质 1、成分：将磷矿石和和助熔剂（蛇纹 石等）按一定比例混合，在1400℃高温 下煅烧熔融 转变为玻璃体熔融物，然后 用水淬骤冷，并经磨细而成。 钙镁磷肥的成分比较复杂，主要含弱酸溶性磷酸 三钙[α-Ca3(PO4)2]，P2O5另12~20%，有钙、镁、 硅的氧化物。 一般含有效磷14%～20%。 2、性质： 化学碱性，pH8～8.5，不溶于水，可溶于弱酸。 外观灰白、浅绿、墨绿、或黑褐色。 物理性状良好.不吸湿结块，不易流失，无毒、无臭、 无腐蚀性，便于包装和运输，长期存放不会降低肥效， 以磷为主的多元素肥料，能改善作物的钙、镁、硅营 养，增强作物的抗病虫、抗倒伏能力。 • 施用及肥效 – 肥效较慢，后效较长。土壤中移动性更小。靠土壤中的 弱酸 缓慢溶解。果树定植时适量施用是经济有效的施 肥法。 肥效还与肥料粒度有关。粒度在40～100目内，其弱酸 溶液性磷含量及肥效，均随粒径变细而增加。 – 宜作基肥，追肥早施。 – 适 施 于 酸 土 ： 小 于 5.5 的 强 酸 性 ， 肥 效 高 于 普 钙 ； pH5.5～6.5酸土，当季肥效与普钙相近；在pH大于6.5， 肥效较普钙低； – 适于砂性土：砂壤中肥效高于普钙。 – 喜磷作物优先施用：在油菜、萝卜、豆科作物（绿肥）、 瓜果类等喜磷作物上施用钙镁磷肥的效果，与过磷酸钙 相当或优于过磷酸钙，应优先施用。 重点 三、磷肥合理施用技术 • 磷肥利用率不高的主要原因 磷肥被当季作物的利用率大约为10%～25%。 一是易被土壤固定。 二是移动性小。仅能从施肥点向外移动1～3cm。而与作 物根系直接接触的土壤一般又只占耕层土壤总体积的 4%～10%，这样以来，作物就很难利用土壤中那些没 有和根系接触的磷素。 由于磷素不会挥发，淋失的数量也较少，因此约有75～ 90%未被作物吸收利用的磷素因固定而被保存在土壤中。 （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. （二）根据作物特性合 理分配和施用磷肥 喜磷作物 豆科（包括 豆科绿肥）、糖用作物、 十字花科作物（主要有 油菜等）、块根块茎类作 物、瓜果类作物以及果树 等对磷素的反应敏感，吸 收利用磷素能力强，应满 足其需要。 （三）轮作中的合理分 配 – 在水旱轮作中，如稻油、 稻麦轮作中，应按 “重旱轻水”的原则分 配和施用磷肥。 – 在旱地轮作中，应当 “重越冬，轻越夏作物” 进行分配和施用磷肥。 – 对所有作物来说，应按 照“前足后补”的原则 施用磷肥，若需“后 补”，主要以根外追肥 为主。 （四）根据磷肥品种特性合理分配 水溶性主要用于石灰性土壤，弱酸溶性和难溶性优先施用酸性和习酸 性土壤。边远山区多分配和施用高浓度磷肥，城镇附近多分配和施用 地方产低浓度磷肥。 磷肥的合理分配 水溶性磷肥 弱酸溶性磷肥 难溶性磷肥 ¸ ßÅ ¨¶ ÈÁ ×· Ê µ ÍÅ ¨¶ ÈÁ ×· Ê Ö Ð Ô¼ °Ê ¯» ÒÐ ÔÍ ÁÈ À Ö Ð Ô¼ °Ë áÐ ÔÍ Á Ë áÐ ÔÍ Á¡ ¢Ï ²Á × ÷Î ï ± ßÔ ¶µ ØÇ ø ³ ÇÕ ò¡ ¢¼ °» ¯· ʳ §¸ ½ ü （五）改进施肥技术 早施、深施 – 作物磷素营养临界期一般都在幼苗阶段，磷在植物体内也是 一种可被再利用的元素，因此，作物吸收磷的时期越早，对 作物所起的作用就越长。 – 把磷肥用作基肥、种肥或早期追肥对于提高其利用率中具有 重要意义。 集中施用 – 集中施磷可以减少肥料与土壤的接触面积，从而减少其固定 作用。 – 把磷肥适当集中施于植物根系附近，能大大地促进根系对磷 的截获吸收，同时增大了施肥点的浓度，提高了磷素通过质 流和扩散的供应量。 • 合理用量 – 在一般中等供磷的土壤中: – 谷类作物N：P2O5以1:0.5计，每亩施用P2O54～6kg为宜。 – 磷肥施用过多，不会象氮那样造成疯长倒伏，但会引起早熟减产， 且不经济。 – 许多田间试验和生产实践证明，长年施用磷肥，或施用量比较多 的田块，土壤速效磷含量均有不同程度的提高，应考虑适当少施 或隔年施用——贮备施磷。 • 配合施用其它肥料 – 作物对不同养分按比例吸收。平衡施肥能发挥增产效益。 – 磷肥与氮、钾以及微肥配合，及时满足作物生长发育的需要。 – 与有机肥料配合。