磷是作物生长不可缺少的元素,它以多种方式参与作物体内的生理过程,而我国大多数土壤缺磷,磷肥的施用在生产上特别受重视。
第一节 作物的磷素营养
一、磷的含量、分布和形态
♣ 作物含磷(P2O5)占植株干重的0.2%-1.1 %,仅次于氮、钾。
♣ 作物生育前期含磷高于后期,种子高于茎叶,幼嫩组织高于衰老组织。
磷在作物体内的形态分为:
♦有机态磷:核酸、植素、磷脂等 85%
♦无机态磷:磷酸二氢根、磷酸氢根的钙、镁盐类 15%
二、磷的营养作用
1、重要化合物的组分
(1)核酸、核蛋白:
存在于细胞核和原生质中,对植物的生命活动及遗传变异起重要作用。
(2)磷脂:
生物膜的成分,影响着物质、能量、信息的交换 ;影响膜的流动性;影响作物抗性。
(3)植素:
环己六醇磷酸脂的钙镁盐,种子储存磷
(4)腺三磷ATP:
含高能磷酸键的化合物,能量的中转站
(5)酶的成分:
辅酶ІNAD、辅酶ΠNADP、FAD等含磷
2、促进碳水化合物代谢
碳水化合物的合成、分解、互变、运输 都离不开磷参与:
C3途径二氧化碳的固定需磷参与:
双糖和多糖的合成需要磷酸化作用。
糖的运输以蔗糖磷酸脂的形式进行。
施磷后作物根系发达,籽粒饱满,根茎类作物淀粉含量高。
3、磷参与氮素代谢
(1)养分的吸收,如:硝态氮需ATP
(2)酶的成分FAD,硝酸还原的黄素蛋白酶
(3)促进呼吸作用产生酮酸为氮化物合成提供碳骨架
(4)促进豆科植物固氮
4、磷与脂肪代谢
脂肪合成的原料甘油和脂肪酸的转化需要磷参与(磷酸化)
5、提高作物抗逆性
(1)抗旱
A 促进根系发育
B 提高细胞的充水度和原生质胶体的持水能力
(2)抗寒
可溶性糖、磷脂类物质增加,冰点下降
(3)抗酸碱性:
作物体内磷酸盐含量提高,缓冲酸碱的能力增强:
三、植物对磷的吸收
无机态磷:
♦ 正磷酸(H3PO4、H2PO4- 、HPO42-、PO43- )可直接吸收
♦ 偏磷酸HPO3、焦磷酸H4P2O7需转化 成正磷酸后才能同化利用。
有机态磷也可吸收,但量较少。如:己糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、核酸等。
四、磷素缺乏与过多症状
1、缺磷症状:
(1)植株矮小,叶片暗绿。
♣ 细胞变小程度大于叶绿素减少的程度,叶绿素含量相对增加。
♣ 缺磷时,铁的吸收增加,间接促进叶绿素合成。
(2)严重缺磷时,茎叶出现紫红色条纹或斑点(糖累积形成花青素)。
(3)根系小,次生根少,禾本科作物分蘖少。
(4)症状先从老叶开始。
(5)生长缓慢,延迟成熟。
2、磷素过多:
(1)促进呼吸作用,碳水化合物过多消耗,不利于产量的形成
(2)发育提前,茎叶早衰;
(3)降低土壤中铁、锌、镁等元素的有效性。
第二节 磷肥的种类、性质和施用
我国从1955年开始生产磷肥,比氮肥发展慢,中国磷矿资源缺乏,品位低,多在12%以下。主要在云南、贵州、四川等中南、西南地区蕴藏。
磷矿资源:
世界 144212×106 吨
美国 38790×106吨
摩洛哥 40000×106吨
中国 9000×106吨
磷矿品位:
五氧化二磷含量
<8% 不成矿
8%-12% 贫矿
18%-28% 中矿
>28% 富矿
一、难溶性磷肥
1、成分:
♣ 氟磷灰石 Ca10(PO4)6F2 ,以氟磷灰石为主,氟被氯、氢氧根同晶置换后形成:
羟基磷灰石 Ca10(PO4)6(OH)2
氯磷灰石 Ca10(PO4)6Cl2
全磷(五氧化二磷)含量:10%-25%
♣ 可给性用枸溶率表示,即磷矿粉中2%柠檬 酸溶性磷占全磷的百分数
♣ 枸溶率≥10%的磷矿粉才能直接用作肥料
2、性质:灰白色粉末,难溶于水,中性偏碱
3、土壤中转化:
Ca5(PO4)3F+4H+ 5 Ca2++3 HPO42-+HF
4、施用:
(1)作物营养特性:
A:CEC大,利用力强的作物, 豆科大于禾本科作物。
B:根系分泌二氧化碳及有机酸能力的强弱。
(2)土壤条件
A 土壤酸碱性
♣ p H2PO4- =2pH-5.18 ,有效性与 pH反相关
♣ pH小于5时,有效性升高
♣ 红壤、黄壤有效性高
B 有效性与土壤有效磷含量反相关
(3)细度与用量
细度:90%过100目筛(目:每英寸长度上的孔数)
用量: P2O5≥30%,可给性强,40Kg斤/666.7m2;否则,大于50Kg/666.7m2,不必连年施用
(4)与其他肥料配合施用
♣ 与酸性肥料配合施用
♣ 与有机肥混沤后施用
(5)施用方法:
♣ 作基肥施用
♣ 撒施、深施,加大与土壤和根系的接触面
(二)骨粉
动物骨骼加工而成;
含五氧化二磷25%-33%;
磷的形态为磷酸三钙 Ca3(PO4)2;
不溶于水,溶于弱酸,肥效缓慢;
发酵后施用效果好;
酸性土上施用,作基肥。
二、弱酸溶性磷肥
(一)钙镁磷肥
磷矿石与镁硅酸盐在高温(1350℃)下共熔后球磨而成,是热制磷肥的一种。
1、成分性质
a-Ca3(PO4)2 ,含钙镁的硅酸盐;
含五氧化二磷14%-20% ,氧化钙25%-30%,氧化镁、二氧化硅40%;
灰绿色粉末、不吸湿结块;
化学碱性 pH8-8.5;
粒径 : 要求80%过80目筛;
95%的磷溶于弱酸,不溶于水。
2、土壤中的转化:
3、施用
(1)作基肥、深施;
(2)酸性土上效果好;
(3)喜钙作物(豆科)、喜硅作物 (水稻)、绿肥作物、油菜等优先选用;
(4)与有机肥混沤后施用效果好。
(二)沉淀磷肥
磷矿粉H3PO4CaHPO4∙H2O
(磷酸二钙)
含五氧化二磷30%-42%;
中性-酸性土上效果好;
施用方法:同钙镁磷肥;
可作饲料添加剂(“饲钙”)。
(三)钢渣磷肥:炼钢工业的副产品
1、性质
♣ 强碱性,物理性质良好
♣ 形态:磷酸四钙 Ca4P2O9
磷酸四钙与硅酸钙的复盐 Ca4P2O9∙CaSiO3
♣ 有效磷(P2O5):高者17% 低者7%-8%
2、在土壤中转化:
靠土壤酸度和根系分泌的酸使之溶解:
Ca4P2O9∙CaSiO3 +6CO2+4H2O2CaHPO4+3Ca(HCO3)2+SiO2
3、施用:
不宜作追肥或种肥,作基肥为好;
♣ 与有机肥混沤施用效果好;
♣ 果树、豆科作物及生长期长的作物施用;
♣ 水稻施用可使茎杆健壮,增强抗倒伏能力(二氧化硅多)。
三、水溶性磷肥
(一)过磷酸钙
♣普通过磷酸钙,简称普钙,是世界上最早生产的磷肥。
♣用62%-67%硫酸与磷矿粉充分作用, 熟化1-2周后,干燥、磨碎、过筛制取。
1、成分:
P2O5 12%-20%
CaSO4∙2H2O 40 % -50%
Ca(H2PO4)2∙H2O 30%-40%
CaHPO4∙H2O 2.4%
Ca3(PO4)2 1.6%
SiO2 7.0%
2、性质:
(1)化学酸性,含游离的硫酸、磷酸;
(2)稍有酸味,腐蚀性很强;
(3)易吸湿结块;
(4)过磷酸钙(磷酸)的退化
过磷酸钙由于含游离酸,在潮湿条件下吸水,使磷酸一钙与肥料中的硫酸铁、硫酸铝起反应,生成难溶性的磷酸铁铝,降低了磷肥的有效性。
3、在土壤中的转化
磷的固定:
磷肥施入土壤后,向着生成溶解度低,有效性差的磷酸盐方面的转化。
磷肥利用率低的主要原因:
(1)化学固定
肥料施入土壤,肥粒 从外界吸水,磷酸一钙溶解或水解
磷酸向四周扩散
溶解了土壤铁铝钙盐,形成活性离子
与磷酸作用,形成Al-P、Fe-P、Ca-P沉淀
酸性土上:
(2)吸附固定:
磷酸根离子以各种形式被粘土矿物、 铁铝氧化物、碳酸钙和有机质吸附
(3)生物固定:
生物吸收后自身利用,暂时无效
(4)移动性慢:
多数集中在施肥点周围0.5cm范围内
4、施用:
施用原则:
因易固定、移动性小:尽量减少与土壤的接触面,又要扩大与根系的接触面。
施用要点:
(1)可以作基肥、追肥、种肥;
(2)基肥要深施、分层施用, 集中施;
(3)与有机肥混合施用(减少与 土壤的接触面,使分解的有 机酸络合铁、铝、钙);
(4)根外追肥效果好(酸性有利于阴离子吸收) ;
(5)含游离酸多的磷肥不作种肥(拌种)用;
(6)制造颗粒磷肥施用。
(二)重过磷酸钙(三料过磷酸钙)
先用硫酸处理磷矿粉,萃取磷酸后用磷酸处理磷矿粉制取
主要成分为磷酸一钙Ca(H2PO4)2
含:五氧化二磷 40%-50% 游离酸 4%- 8%
易吸湿结块,不易退化。无硫 酸钙,杂质少。
对喜硫作物【马铃薯、十字花 科(油菜、萝卜等)、豆科】肥效差。
用法与普钙相似。
第三节 磷肥的有效施用
磷肥利用率当季为10%-25%,利用率低于氮肥。
水溶性磷肥施入土壤后立即测定,有30%的磷不溶,
1小时后, 40%不溶于水
1天后, 60%不溶于水
1月后, 80%不溶于水
要根据作物营养特性,土壤条件,肥料种类等合理施用。
一、根据作物营养特性施磷肥
1、不同作物对磷反应不同
♦ 对磷肥有良好反应的作物:
豆科作物(包括绿肥作物)、糖用作物、 纤维作物、油料作物
♦ 对磷肥反应较敏感的作物:
玉米、小麦、大麦
♦ 对磷肥反应不敏感的作物:
谷子、水稻
不同作物对磷肥的利用能力:
2、生育期不同,对磷要求不同
初期需磷少,吸磷弱,但不能缺——临界期。后期吸磷弱,施磷效果差,可根外追肥。
二、土壤条件与施磷
1、土壤有效磷
♣ 等级:(0.5mol/LNaHCO3浸提)
土壤含量(mg/Kg ) 供磷能力 施磷效果
<5 极低 显效
5-10 低 有效
10-20 中 部分有效
>20 高 多数无效
♣ 肥效与土壤有效磷反相关,为均衡增产,磷肥优先施在低磷的土壤上。
2、有机质含量
♣有机质含量与有效磷含量正相关;
♣有机质含量与磷肥肥效反相关;
♣磷肥优先分配在有机质含量低、土壤肥力差的土壤上。
三、轮作制度与施磷
1、豆科及绿肥作物参与轮作:
♣该季要重施磷肥,轻施氮肥,发挥以磷增氮的作用;
♣后季作物轻施磷肥或只施种肥。
2、小麦-玉米轮作:
重施越冬作物小麦;轻施后季玉米(种 肥) ,利用磷肥后效。
3、水-旱轮作:
旱重水轻。淹水条件下Eh降低,磷酸高铁还原,闭蓄态磷的铁膜消失,磷有效性升高。
四、肥料性质与施用
1、水溶性磷肥:普钙、重钙、适合各 种作物与土壤,作基肥或追肥。
2、弱酸溶性磷肥:作基肥施用,在酸性土壤或中性土壤上优于碱性土壤。
3、难溶性磷肥:骨粉和磷矿粉施在酸性土上作基肥。