第三章 植物的磷素营养与磷肥

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1、第三章 植物的磷素营养与磷肥第一节 磷的营养作用一、植物体内磷的含量和分布磷是植物生长不可缺少的营养元素，它既是构成作物体内许多重要有机化合物的组成成分，同时又以多种方式参与作物的生命过程，对作物生长发育和代谢、产量和品质等均有重要的作用。作物体内磷大部分以有机态磷存在，占全P85%，主要以核酸、磷脂、植素等形态存在；无机P占15%，主要以钙、镁、钾的磷酸盐形态存在。体内无机磷的含量与土壤有效磷含量及植物体内磷素水平密切相关。增施磷肥不仅可以提高体内全磷量及各种形态磷的比例，而且明显提高无机磷含量。体内无机磷的消长程度与体内磷素供应水平关系极为密切，因此，通过测定植物某一部位无机磷的含量，可作

2、为诊断作物磷素营养状况（组织速测）。作物体内含磷量（P2O5，P(%) = P2O5% 0.43；P2O5 (%) = P% 2.29）一般为0.2%1.1%。不同作物种类、器官、发育时期、体内磷含量不同。籽粒：油料作物（油菜籽1.1%）豆科作物（大豆、花生1%）禾谷类作物（水稻、玉米等0.6%0.7%）。繁殖器官营养器官；幼嫩器官衰老器官；种子叶根茎；生长前期生长后期生长点、根尖磷含量较高。体内磷的分布、转运和积累总是随着作物生长中心的转移而变化的，表现出明显的顶端优势。当磷营养不足时，体内磷的分布总是保证生长中心器官的需要。因此，缺磷症状首先从最老的器官开始出现。二、磷的营养功效（一）磷是

3、植物体内重要化合物的组成元素P741核酸与核蛋白的组成成分磷是核酸与核蛋白的不可缺少的成分。核酸与核蛋白是细胞核与原生质的组成成分，DNA是构成遗传物质的基础，RNA为蛋白质合成提供模版并进行蛋白质合成等。供P充足有利于细胞分裂和增殖，促进作物生长发育；缺磷，新细胞形成受到抑制，根发育不良，生长停滞不前，出现僵苗现象。2磷脂磷脂是生物膜结构的基本组成成分。生物腊是外界的物质流、能量流和信息流进出细胞的通道，并对这三种流有选择性，从而调节生命过程。几乎所有的生命现象都与腊有关。磷脂分子中既有亲水基团，也有亲脂基团，因此在脂-水界面有一定取向并保持稳定。磷脂分子与蛋白质分子相结合，形成各种生物膜的

4、基本结构。磷脂（卵磷脂和脑磷脂）似乎与原生质的结构框架有关，因此磷脂是叶绿体结构的一部分。这样，磷也可以说是结构性元素。3肌醇六磷酸（植素）（1）肌醇六磷酸是种子中储藏磷的主要形态。种子萌发时，植素磷释放出磷供种子发芽和幼苗生长之需。（2）植素的形成和积累有利于淀粉的生物合成。P75葡萄糖-1-磷酸脂淀粉+nPi（无机磷）合成淀粉时同时释放磷酸，当无机磷积累多时，会抑制上述反应进行，所以在作物生育后期，当淀粉大量积累时，植素的形成相应地使无机磷的浓度降低，利于淀粉的继续进行。生产实践中在作物开花后根外追施磷肥可促进磷酸葡萄糖的形成、转化与淀粉的积累，作物籽粒饱满，所以磷对改善作物品质也很重要。

5、4腺苷磷酸腺苷三磷酸（ATP）、腺苷二磷酸（ADP）、腺苷一磷酸（AMP）储存和传递能量。ATP在能量转换过程中起“中转站”的效能。在光合作用和呼吸作用放出的能量通过ADP与无机磷酸结合，生成具有高能量的ATP。腺苷磷酸参与各种需能过程，ATP水解产生的能量参与蛋白质、核酸、蔗糖的生物合成、养分的主动吸收及植物体内同化物运输等。5多种酶的组成成分氨基转移酶、脱氢酶，黄素酶（FAD），辅酶（NAD），辅酶（NADP）。（二）磷能加强光合作用和碳水化合物的合成和运转作物体内碳水化合物来源于光合作用。1磷与光合作用有着极为密切的关系，无论C4循环还是C3循环，完成光合作用各个阶段物质转化，几乎都需要

6、磷的参加。（1）CO2的受体和最初产物是磷酸化合物。C3循环：1，5二磷酸核酮糖羧化酶（RUBP），C4循环：烯醇式磷酸丙酮酸（PEP）。RUBPPGA（3-磷酸甘油酸）PEP+ADP丙酮酸+ATP（2）磷酸参与光合磷酸化作用。H2O+NADP+Pi+ADPNADP.H2O+ATP+1/2O22单糖合成蔗糖、淀粉也需要磷的参与。单糖（己糖）在体内须经磷酸化作用，形成磷酸己糖，才能合成蔗糖、淀粉。合成反应式见P76。3磷促进碳水化合物从叶绿体输送出来。只有把叶绿体中碳水化合物输送出来，光合作用才能继续进行。作物缺磷，叶绿体碳水化合物不能及时运送出来，而以淀粉形式在叶内积累，这会导致其它器官碳水化

7、合物的不足（即能量缺乏），影响这些器官的生长发育。4磷也促进碳水化合物在体内的运输。蔗糖、棉子糖、水苏糖等糖只有在形成蔗糖或棉子糖磷酸酯后才能在植物体内运转。通常蔗糖磷酸酯为主要运输形态。磷缺乏时植株内糖类相对积累，并可能形成花青素，植株上会出现紫红色。生产实践中施足磷肥，禾谷类作物的籽粒饱满，块茎块根类作物淀粉含量增加及浆果、干果含糖量增加，果树落花落果减少。（三）磷促进氮素代谢（1）磷是作物体内氮素代谢过程中酶的组成成分之一。如氨基转移酶其活性基为磷酸吡哆醛素。在它的影响下，促进了氨基化作用、脱氨基作用和氨基转移作用等的进行。（2）磷加强有氧呼吸作用中糖类的转化，有利于形成各种有机酸如丙酮

8、酸、-酮戊二酸和ATP的形成。有机酸可作为氨的受体形成各种氨基酸，ATP为氨基酸和蛋白质的合成提供能源。（3）磷对硝态氮的吸收、转化和利用也有良好的作用。缺磷，硝态氮在体内还原受阻（FAD），影响蛋白质的合成。严重缺磷，蛋白质会分解，体内积累过多的可溶性含N化合物如游离氨基酸和酰胺积累，影响作物体内N素的正常代谢，对氮素利用不利。所以，在缺磷的土壤上单施氮肥效果很差，还会因N过多而造成体内养分失调而受害。因此，加强磷素，对促进作物对硝态氮的吸收利用与含N化合物的代谢，提高作物体内蛋白质含量有良好的影响。（4）磷还能提高豆科作物根瘤菌的固氮活性，增加固氮量。（四）磷促进脂肪的代谢体内的油脂由碳水

9、化合物转化而来，在糖转化为甘油和脂肪酸的过程中以及两者合成脂肪时都需要有磷的参加，见P77。油料作物对缺磷敏感，需增施磷肥。（五）磷提高作物对外界环境的适应性1提高作物的抗逆能力磷提高作物抗旱、抗寒、抗病和抗倒伏能力。磷提高抗旱能力的原因是：（1）提高细胞结构的充水度和胶体束缚水的能力，减少水分损失。磷促进蛋白质、磷脂的合成，有利于原生质形成，增加原生质胶体含量，束缚水随之增加。磷还增加液泡中无机磷的含量，提高其渗透压，使细胞保持一定充水度。（2）增加原生质的粘性和弹性，因而增强原生质对局部脱水的抵抗能力。（3）磷促进根系发育。磷主要促进贮藏根和块根的发育。磷促进根系向纵深方向发展，形成强大的

10、根系组织，从而增强了对土壤水分的利用，但有人认为，磷促进根系生长发育的作用不大。生长在缺磷土壤上的作物，增施磷肥，作物蒸腾系数减少，抗旱能力提高。其它方面见P77782增强作物体内对酸碱的缓冲性能磷充足时，体内无机磷量占全磷的一半左右，体内无机磷多数以正磷酸盐形态存在，体内K2PO4和KHPO4组成缓冲对，这种磷形态液泡存在较多，故增加细胞的渗透压。中性、微碱性（pH68）缓冲作用最大。此外，磷还促进花芽分化和缩短花芽分化时间，从而作物的整个生育期缩短，因此，增施磷肥，作物能提早开花成熟，如磷充足时，玉米的吐丝期比供磷不足时提早57天。菜豆、番茄可提早上市。三、作物对磷的吸收和运转作物可吸收无

11、机磷和有机磷两大类，但主要吸收无机磷。无机磷中，作物主要吸收正磷酸盐(H3PO4)，正磷酸有3种价态，即H2PO4-、HPO42-和PO43-，常以一价和二价正磷酸盐形式被植物吸收。也吸收焦磷酸盐(H4P2O7)和偏磷酸盐(HPO3)，吸收后转化为正磷酸盐后作物才能利用。作物能够吸收利用的有机磷化合物包括已糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、甘油磷酸脂、卵磷脂、植素等，在酸性土壤中它们不易被固定，其吸收速率和利用率较无机磷高。土壤中的磷通过根系主动吸收进入植物体内，需要供应代谢能。根毛区是作物吸收磷的主要部位。土壤溶液中的磷可扩散进入根的质外体，植物根上的H+泵ATP酶将磷泵入共质体和液泡。作物吸收磷的能力

12、取决于根系、土壤、温度、水分等因素。不同作物，不同品种对磷的吸收能力不一样。P78土壤pH值是影响磷酸根离子存在形态的主要因素。pH67，磷的有效性高。P78低温、通气不良降低磷的吸收。NH4+，K+，Mg2+等促进作物对磷的吸收，Ca2+,Fe3+浓度较高，NO3-，Cl-等降低作物对磷的吸收。质地、菌根等也影响磷的移动和吸收。磷是作物体内移动性最大的营养元素，可被反复再利用。作物生长前期吸收P占60%70%，生长后期主要是磷的再转运利用。磷的转运率可达吸收量的70%80%，比N的转运率高。故磷肥常用作基肥、种肥或早期追肥，其效果比晚施好。根吸收的磷经木质部薄壁细胞运入木质部导管后可随蒸腾液

13、流很快运到地上部，再利用的磷是通过韧皮部运输。四、磷与作物产量、品质的关系P7981五、作物磷素失调症状1缺磷症状植物缺磷症状不及缺氮那样明显，缺磷可观察到如下症状：（1）植株生长迟缓、植株矮小、苍老、茎细直立，分枝或分蘖较少。（2）叶小，呈暗绿或灰绿色而无光泽，有时呈紫红色。由于磷易从较老组织运输到幼嫩组织中再利用，故症状从较老叶片开始向上扩展。缺磷叶片变小致使叶绿素密度相对提高，此外缺磷有利于铁的吸收和利用，间接促进叶绿素的合成，使叶片呈暗绿色。缺磷利于碳水化合物的积累，茎叶常因积累花青素而带紫红色，甚至红苗。如玉米、番茄、油菜。（3）根系发育差，根生长细弱，长，易老化，根毛增多。侧枝不易

14、形成，侧芽可能死亡或休眠，不易萌发。（4）缺磷植物的果实和种子少而小，成熟延迟，产量和品质降低。轻度缺磷外表形态不易表现。不同作物症状表现有所差异。禾谷类作物植株明显瘦小，不分蘖或少分蘖，叶片直挺。不仅每穗粒数减少且籽粒不饱满，穗上部常形成空瘪粒。缺磷水稻返青慢，形成“僵苗”，分蘖少，叶片小而长，植株直立呈“一炷香”株型，叶片及茎为暗绿色或灰兰色，叶尖及叶缘常带紫红色，无光泽，缺磷水稻未老先衰。缺磷玉米植株瘦小，茎叶大多呈明显的紫红色，缺磷严重时老叶叶尖枯萎呈黄色或褐色，花丝抽出迟，雌穗畸形，穗小，结实率低，推迟成熟。缺磷小麦苗期叶鞘呈特别明显的紫色，新叶呈暗绿色，分蘖不良。缺磷小麦叶片细狭，

15、叶尖发焦，穗小，穗上部的小花不孕或空粒。缺磷大麦和燕麦矮小僵直，叶尖焦黄，个别老叶呈暗紫色。油菜子叶期即可出现缺磷症状。叶小色深，背面紫红色，真叶迟出，直挺竖立，随后上部叶片呈暗绿色，基部叶片暗紫色，尤以叶柄及叶脉为明显，有时叶缘或叶脉间出现斑点或斑块。分枝节位高，分枝少而细瘦，荚少粒小。生育期延迟。同属十字花科的白菜、甘蓝缺磷时也出现老叶发红发紫。缺磷大豆开花后叶片出现棕色斑点，种子小。严重时茎和叶均呈暗红色，根瘤发育差。番茄幼苗缺磷生长停滞，叶背紫红色，成叶呈灰绿色，蕾、花易脱落，后期出现卷叶。根菜类叶部症状少，但根肥大不良。洋葱移后幼苗发根不良，容易发僵。马铃薯缺磷植株矮小，僵直，暗绿，

16、叶片上卷。黄瓜缺磷整株矮小发僵，暗绿，老叶出现红褐色焦枯。甜菜缺磷植株矮小，暗绿。老叶边缘黄或红褐色焦枯。藜科植物菠菜缺磷也植株矮小，老叶呈红褐色。缺磷棉花叶色暗绿，蕾、铃易脱落，严重时下部叶片出现紫红色斑块，棉铃开裂，吐絮不良，籽指低。果树缺磷整株生育不良，老叶黄化，落果严重，含酸量高，品质降低。柑橘缺磷新梢生长停止，小叶密生，叶上有坏死斑点，老叶青铜色，枝和叶柄带紫色，果实质粗、皮厚，疏松，未成熟即变软。苹果和梨缺磷幼叶小，暗绿色，成叶深暗带紫、无光泽，呈青铜色，叶背、叶柄及新梢均呈紫色，有时有褐色小斑发生，叶与梢枝成锐角。缺磷桃成叶红紫或青铜色，叶辐狭长，叶柄、叶背、叶脉带紫红色。草莓缺

17、磷植株矮小，色暗绿。下位叶呈红紫色。葡萄缺磷生长缓慢，老叶边缘变为红褐色，果串减少。香蕉缺磷生长缓慢，症状由老叶开始，初期墨绿色，后期呈现褐紫斑，继而坏疽成锯齿状。十字花科作物、豆科作物、番茄、茄子及甜菜等是对磷极为敏感的作物。其中油菜、番茄常作为缺磷指示作物。玉米、芝麻属中等需磷作物，在严重缺磷时，也表现出明显症状。小麦、棉花、果树对缺磷的反应不甚敏感。根据各种作物缺磷后的不同症状，可以初步判断作物缺磷与否及其程度。结合植株、土壤的化学指标，可以进一步确诊。2磷过量症状（1）磷过量能增强作物的呼吸作用，消耗大量碳水化合物，使谷类作物无效分蘖和瘪粒增加。豆类籽粒蛋白质下降，叶菜纤维素含量增加，

18、烟草的燃烧性等品质下降。（2）磷过量，植株叶片肥厚密集，叶色浓绿，植株矮小，节间过短。（3）磷过量，营养生长期缩短，繁殖器官提前成熟，导致营养体小，地上部生长受抑制而根系非常发达，根量多而短粗。（4）磷过量，柑桔着色推迟，果汁的糖浓度、酸、维生素下降，风味变差。而且皱皮果数量增多。（5）磷过量常导致缺锌、锰、铁、硅等元素。磷过多引起的症状常以缺锌、锰、铁等的失绿症表现出来。土壤和植物化学分析第二节磷肥的种类、性质及施用一、我国磷矿资源与其合理利用我国磷矿资源较为丰富，蕴藏量仅次于摩洛哥、美国和前苏联。磷矿按矿石中全磷量的大小，大致分为三级：全磷量（P2O5）大于28%的称为高品位磷矿；28%1

19、8%的称中品位磷矿；18%以下的称低品位磷矿。我国45个磷矿矿石中全磷量在2%18%的为20%，20%27%的占47%，28%35%以上的仅占1/3左右。这说明我国磷矿大多为中低品位的。磷肥按制造方法可分为3种：1机械法，由磷矿石经机械磨碎后直接利用，如磷矿粉。2酸制法，用硫酸、硝酸、磷酸等处理磷矿粉而成，如过磷酸钙（普钙）、重过磷酸钙（重钙）、硝酸磷肥。3热制法，借电力或燃料面产生的高压分解磷矿粉而得，如钙镁磷肥、脱氟磷肥。不同制造方法，对磷矿的质量要求不一样。生产酸制磷肥，对磷矿的要求较高。除应选用含P2O5高的磷矿外，对矿物中的有害物如金属三氧化物（R2O3），MgO和碳酸盐等都有一定限

20、制。要求MgO/ P2O5小于0.05；R2O3/ P2O5小于0.08。热制法生产的磷肥对磷矿要求较低。P82磷肥按其所含的磷酸盐的溶解度也可分为3种类型：1水溶性磷肥，溶于水，肥效较快，又称速效性磷肥。如普钙、重钙。2难溶性磷肥，不溶于水和弱酸，但溶于强酸，肥效迟缓，肥效长，又称迟效性磷肥。如磷矿粉、鸟粪磷肥。3弱酸溶性磷肥，不溶于水，但可溶于2%的柠檬酸或中性柠檬酸铵溶液的磷肥，又称枸溶性磷肥，如钙镁磷肥。二、常用磷肥的性质和施用（一）难溶性磷肥的性质及其有效施用1磷矿粉的成分和性质常用的难溶性磷肥主要是磷矿粉，磷矿粉由磷矿石直接磨碎而成，为灰褐色粉末，中性至微碱性，难溶于水，有商品价值

21、的磷矿石含全磷11.5%17.5%（P2O527%41%），其中枸溶性磷占5%17%，不含水溶性磷。自然界有200多种磷酸盐矿物，但95%以上是磷灰石矿物，且主要是氟磷灰石。2磷矿粉直接施用的条件。磷矿粉作为磷肥直接施用是有一定条件的，它的肥效决定于磷矿本身的结晶性质、土壤条件和作物种类等。（1）磷矿的结晶性质磷矿粉作为磷肥直接施用的可能性和其相对有效性高低，首先取决于磷矿本身的结晶性质和同晶置换程度（碳酸盐取代磷灰石结构中磷酸盐的程度）。原生的或变质的磷灰石，结晶完整，结构致密，晶型极大，单体（颗粒）大小在310 m，晶格中PO43-被CO32-置换程度低，难分解，磷的可给性小，肥效差，一般

22、相当于钙镁磷肥30%以下，不宜直接作磷肥，这类磷矿约占1/4。磷灰土、溶洞型沉积磷矿、鸟粪磷肥（南沙群岛），结晶不紧密，单体极小在0.5 m以下，晶格中PO43-被CO32-置换程度较高，较易分解，磷的可给性大，肥效好，一般相当于钙镁磷肥60%以上，可直接作磷肥，这类磷矿也约占1/4。陆相或海相沉积的磷块岩，结晶介于上述两者之间，有一定结晶形状，单体在0.53 m之间，晶格中PO43-被CO32-置换程度中等，磷的可给性中等，肥效中等，一般相当于钙镁磷肥3060%，这类磷矿约占1/2。磷矿粉的可给性是指用2%柠檬酸浸提磷矿粉中有效磷量来表示，浸提磷量或称枸溶性磷占全磷的比例大（枸溶率），可给性

23、高，肥效高。我国多数磷矿粉（占75%）的可给性中等以上，枸溶率10%20%。广西玉林磷矿粉的可给性较高，枸溶率20%左右。广西溶洞型磷矿分布较广，肥效较好。而江苏锦屏磷矿粉，虽全磷量（P2O5）高达35%，但可给性差，枸溶率只有3.4%左右，不宜直接作肥料施用，可用作加工磷肥的原料。晶格中PO43-被CO32-与磷矿粉直接施用的效果呈正相关，置换程度越高，磷矿粉直接施用的效果越好。P83，图3-8。（2）土壤条件在土壤供磷不足的条件下，影响磷矿粉的肥效的土壤性质以土壤酸度最为重要，包括土壤pH值和水解性酸。酸性介质有利于磷矿粉的溶液，即pH值越低，土壤对磷矿粉的溶解能力强，土壤中磷酸根浓度越大

24、。从理论上推算，磷矿粉施入土壤以后，土壤溶液中磷酸离子（H2PO4-）的浓度和土壤pH值的关系为：pH2PO4-=2 pH-5.18土壤水解性酸的大小也影响磷矿粉的肥效。土壤钙饱和度小，对钙的亲和力高，磷矿粉的肥效较好。土壤有效性磷量大小是影响磷矿粉肥效最重要的土壤因素，即使有效磷低的石灰性土壤施用磷矿粉也有效。石灰性土壤磷矿粉的分解靠根系分泌酸或有机质分解产生的酸来溶解。（3）作物种类不同作物对磷矿粉的吸收利用能力不同。油菜、萝卜、荞麦等利用能力最强，豆科作物和豆科绿肥作物较强，玉米、马铃薯等中等，水稻等作物最弱。产生这种差异的原因有多种解释。如作物根系CEC大小、地上部CaO/P2O5的比

25、值，以及N/P2O5比值都与作物利用磷矿粉中磷的能力大小有一定关系。一般CEC值大，吸收利用磷矿粉中磷的能力强。萝卜（5060 cmol/kg）番茄（34）玉米（17）小麦（9）。根对钙的吸收能力大，作物吸收的CaO/P2O5的比值大于1.3，吸收利用磷矿粉中磷的能力强；小于1.3，吸收利用磷矿粉中磷的能力弱。如番茄，定植-孕蕾期吸收的CaO/P2O5的比值为0.77，吸收能力弱；孕蕾-开花结果期吸收的CaO/P2O5大于7，吸收能力强，所以番茄前期施用磷矿粉时要配合水溶性磷肥。但有些作物有相反的趋势，如棉花吸收的CaO/P2O5大于甜菜，而吸收利用磷矿粉的能力较甜菜弱。近年来发现作物吸收磷量

26、与根系分泌酸，根际土壤pH值关系密切。在一定范围内，随着根际土壤pH值的下降，磷的吸收量也增加。如荞麦、油菜根系分泌物最易降低土壤的pH值，因此其吸磷能力强。此外，多年生经济林木和果树，如油茶、茶树、柑桔等，对利用磷矿粉中磷的能力强。3磷矿粉的施用方法和后效（1）磷矿粉只宜作基肥撒施或深施，不宜作追肥和种肥。（2）磷矿粉的细度也影响其肥效。磷矿粉的有效磷含量，随着粒径的减小而增加，而且粒径愈小，表面积愈大，磷矿粉与土壤和根系接触的机会就愈多，肥效相应地提高。一般磷矿粉的细度要求90%通过100目筛孔，最大粒径为0.149 mm。（3）磷矿粉用量大小。一定范围内磷矿粉用量大，肥效好。施用量与磷矿

27、粉的全磷量和可给性有关。（4）磷矿粉与酸性肥料或生理酸性肥料(如普钙、硫酸铵、氯化钾等)混合施用，可以借助其它肥料的酸性促进磷矿粉的溶解，提高其肥效。如1份普钙和45份磷矿粉配合施用，除促进磷矿粉中磷的转化外，还可弥补磷矿粉中速效磷不足的缺陷，为作物幼苗提供充足的磷，促进根系发育，后期利用磷矿粉能力增强。因此，磷矿粉常用少量酸制成部分酸化磷矿粉，来提高磷矿粉的肥效。（5）与有机肥堆沤后施用也可提高其肥效，但作用有限。（6）磷矿粉具有较长的后效（P85，表3-8）。施用磷矿粉多的土壤，可以暂停12年施用。部分酸化磷矿粉当磷矿粉在短生育期作物上得不到满意的产量和固磷能力强的土壤使有效磷很快转化为无

28、效磷时，部分酸化的磷矿粉可能是个可行的变通办法。加入制造重过磷酸钙常用H3PO4量的10%20%就能大为改善磷矿粉原先较低的反应有效性。用H2SO4酸化生产相应的肥料时，要用制造普通过磷酸钙常用酸量的40%50%。最新结果表明，以少于常规酸用量制造的肥料是有效的磷肥源。鸟粪磷矿粉和骨粉P8586。骨粉主要用作饲料添加剂，很少直接施用。（二）水溶性磷肥的性质和有效施用水溶性磷肥就是能够溶于水的磷肥，主要有普通过磷酸钙和重过磷酸钙，所含磷酸盐为磷酸一钙。1过磷酸钙（1）成分与性质普钙由磷矿粉与硫酸反应制成。磷肥制造过程中放出的氟化物对作物是有害的。普钙一般呈灰白色粉末。主要成分是溶于水的磷酸一钙，

29、占30%50%和难溶于水的硫酸钙，占40%。所含硫酸钙对于缺硫土壤和某些需硫较多的作物如大豆、花生、油菜等有良好的作用。普钙因含有少量游离酸如硫酸、磷酸等，故呈酸性反应，具有腐蚀性和吸湿性，贮藏过程中易吸水结块，并腐蚀包装材料胀裂。还含有少量杂质，主要是硫酸铁、铝盐以及非水溶性磷酸盐如磷酸二钙、磷酸铁等。磷肥退化作用：当普钙吸湿后，其中的磷酸一钙与制造时生成的硫酸铁、铝等杂质起化学变化，形成溶解度低的铁、铝磷酸铁，这种使水溶性磷变成难溶性磷的现象。化学反应式见P87。这要与磷肥在土壤中的吸附固定相区别。所以，普钙中的游离酸，水分含量不能超过国家规定的标准，贮存时还应注意防潮。（2）普钙施入土壤

30、后的转化普钙的当季利用率较低，一般只有10%25%。利用率低的原因是施入土壤后会进行一系列的物理化学变化，其结果生成溶解度低，有效性差的磷酸盐。表观固定率，P87。磷的溶解过程过磷酸钙（包括重钙）施入土壤后有一个异成分溶解过程，其它水溶性磷肥如磷铵、磷酸钾不发生异成分溶解。异成分溶解指当过磷酸钙施入土壤后，水分从肥料周围土壤向施肥点汇集，使磷酸一钙发生溶解和水解，转化为磷酸一钙、含水磷酸二钙和磷酸的饱和溶液的现象。Ca(H2PO4)2.H2O+H2OCaHPO4.2H2O+H3PO4含水磷酸二钙可继续向无水磷酸二钙转化。Ca(H2PO4)2.H2O +x H2OCaHPO4+H3PO4施肥点磷

31、酸浓度可达1020 g/g，比周围土壤溶液磷浓度高数百倍，从而形成磷浓度梯度，因此施肥点磷酸向四周扩散，这种扩散作用可维持几个星期，所以过磷酸钙对作物有较长时间的磷供应能力。与此同时，过磷酸钙溶解和水解后的溶液具有很强的酸性，使微域土壤有pH值急剧下降，能把土壤中的铁、铝、钙、镁溶解出来。磷的化学沉淀（固定）作用当溶解出来的铁、铝、钙、镁达到一定浓度后，就会与磷酸发生反应，形成溶解度很小的磷酸铁、铝、钙、镁盐，从而使水溶性磷变为非水溶性磷，这就是磷酸沉淀作用或磷的化学固定作用。通常由磷的化学固定作用所引起的土壤磷酸盐的转化有两种类型：一是铁铝控制的转化体系酸性土壤和微酸性土壤上多发生这种类型的

32、固定。磷酸离子与土壤溶液中活性Fe，Al，Mn或交换性Fe，Al发生反应，形成磷酸铁、铝盐沉淀。2Fe3+ + Ca(H2PO4)22FePO4+4H+Ca2+ Ca(H2PO4)2AlPO4+ FePO4+反应初期的产物主要有：磷酸铝石，磷酸铁（铝）钾，无定形磷酸铁、铝等，初期的产物是不稳定的，仍具有一定的有效性。随后经水解生成结晶好的磷酸铁、铝盐如粉红磷铁矿和磷铝石，即磷的老化。随着老化时间进一步延长，磷酸盐的溶解度逐渐变小，对作物的有效性变得极差。或在土壤氧化还原电位不断变换的条件下，磷酸盐可被氧化铁胶膜所包蔽，形成所谓的闭蓄态磷，作物就更难吸收利用。二是钙镁控制的转化体系中性和石灰性土

33、壤以及大量施用石灰的酸性土壤多发生这种类型的固定。磷酸离子与土壤溶液中水溶性Ca，Mg、交换性Ca，Mg以及碳酸钙镁发生反应，先磷酸二钙，随后形成磷酸八钙，最后形成稳定的磷酸十钙（羟基磷灰石）。磷酸二钙和磷酸八钙对作物仍有一定的有效性，磷酸十钙的有效性极差，植物难以利用。转化过程见P88。Ca(H2PO4)2+2CaCO3 2CaHPO4+Ca(HCO3)2Ca(H2PO4)2+Ca(HCO3)22CaHPO4+2H2O+2CO26CaHPO4+2Ca(HCO3)2Ca8H2(PO4)6.3H2O+4CO2+H2O磷酸二钙 磷酸八钙，对作物仍有一定的有效性。Ca8H2(PO4)6.3H2O+2

34、Ca(OH)2 Ca10(PO4)6.(OH)2+ 5H2O 磷酸十钙，植物难以利用。也可直接由磷酸一钙形成磷酸八钙或磷酸二钙直接形成羟基磷灰石。10CaHPO4.2H2O Ca10(PO4)6.(OH)2+4H3PO4+18H2O磷的吸持作用磷的吸持作用是指施用水溶性磷酸盐后，存在于液相中的磷酸或磷酸根离子会被土壤固相所吸持的现象。包括吸附和吸收，这两者难以区分。磷的吸附是土壤固相表面的磷酸离子浓度高于土壤溶液中磷酸离子浓度的现象。磷的吸收是吸附于土壤固相的磷酸根离子部分地、均匀地渗入土壤固相内部的现象。磷的吸持作用主要发生在酸性红、黄壤上。这类土壤含1:1型粘土矿物以及三氧化物多，这类矿物

35、晶格表层有较多的OH-群，在酸性条件下可发生下面两种吸附作用。非专性吸附指在酸性条件下，晶格表层的OH-基质子化形成-OH2+，带正电荷的胶体，通过静电引力（库仑力）对磷酸盐产生的吸附的作用，这种作用力是非化学力作用，与土壤pH值有关，随土壤pH值降低而增加。其反应式如下：这种吸附不牢固，磷可释放出来供作物利用。专性吸附是指在一定条件下，磷酸根离子与晶格的表层OH-基发生配位基团的交换（阴离子交换），而被土壤吸附，有效性降低的现象。这种吸附作用是化学力作用。专性吸附与铁、铝有关，见下式。双键吸附比单键吸附牢固得多，久而久之吸附的磷变为结晶态，有效性极低，植物难以利用这种磷。水化三氧化物如针铁矿

36、（Fe2O3.H2O），三氧化铝（Al2O3.3H2O），铁铝氢氧化物Fe(OH)3, Al(OH)3等均可发生专性吸附。如，Fe2O2.(OH)2+ H2PO4-Fe2O2(OH).H2PO4+OH-针铁矿 丝铁矿Fe(OH)3+H2PO4-Fe(OH)2.H2PO4+OH-2Fe(OH)3+H2PO4-Fe(OH)3.FePO4+OH-+2H2O2Al(OH)3+H2PO4-Al(OH)3.AlPO4+OH-+2H2O进一步形成闭蓄态磷。生产实践中，在酸性土壤施用适量石灰，提高土壤pH值，可减少土壤中活性铁、铝量和抑制粘土胶粒表面OH的解离，从而减弱磷的化学固定和吸附固定作用，并且还可促进

37、已固定的磷释放，从而提高土壤磷的有效性或提高磷肥肥效。生物固定作用土壤微生物吸收有效无机磷构成其驱体而发生的有效磷固定现象称为生物固定作用。这种固定作用是暂时性的，微生物死亡后，分解出来供作物利用或参与无机磷的形态转化。土壤pH值是影响土壤中磷酸盐形态和转化的重要因素。pH值低于5时，大部分磷被可溶性铁、铝和含水氧化铁、铝吸附固定；pH值6.5左右，部分磷被固定在硅酸盐矿物的表面，pH值在中性范围内，磷的有效性高；pH值大于7.5，大部分磷被钙化学固定。通常酸性土壤如砖红壤、红壤对磷的吸附比较强，石灰性土壤，化学固定作用占优势，土壤微酸性至中性，磷的有效性最高。磷的释放磷的释放是指土壤中难溶性

38、磷酸盐在一定条件下可转化为溶解度较大的水溶性磷酸盐，即无效态磷转化为有效态磷，其结果将增加土壤中有效磷的数量的现象。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。如吸持作用的逆过程的是解吸作用，就是磷的有效化过程。解吸作用是指吸附态和吸收态磷被被释放出来重新进入土壤溶液的过程。但一般吸持的多，解吸的少。再如被三氧化物包蔽的闭蓄态磷在淹水条件下，可释放出来。前述酸性土壤施用石灰，提高OH-浓度也可促进吸附态磷释放出来。（3）过磷酸钙的施用普钙施入土壤后肥料磷酸一钙非常容易被土壤固定，且移动性差，一般磷的移动范围为13 cm。针对上述情况，要合理

39、施用普钙，必须要掌握两个原则：一是尽量减少肥料与土壤的接触面积，从而减少土对磷的吸附固定二是尽量增加与根系的接触面积，集中施用在根系密集的地方，从而减少固定。根据上述原则，普钙或其它水溶性磷肥合理施用可采取如下具体措施： 相对集中施用过磷酸钙可用种肥、基肥和追肥，均以适当集中施用和深施。一般使磷肥与10%的土壤混合较好。因为集中施用后一是减少了肥料与土壤的接触面积，从而减少土壤对磷的吸附固定；二是提高了局部磷酸的浓度，使它能在较长时间内维持对作物磷素供应，而且造成施肥点与作物根系的浓度差，有利于磷向根系迁移，根系吸收多。作基肥、追肥时，旱地土壤采用沟施、穴施；水田土壤用秧田肥和蘸秧根的方法均可

40、达到集中施用的目的，而且基肥、追肥深施的效果比浅施效果好。蘸秧根的方法，即每亩用35 kg过磷酸钙与23倍腐熟的有机肥混合，再加泥浆拌成糊状，栽前蘸根，随蘸随插。作种肥时，要先消除过磷酸钙中游离酸的影响，一般用2%草木灰与磷肥混合或用12倍腐熟的有机肥与磷肥混合，然后将肥料集中施入播种行。种肥用量510 kg。 分层施用在集中和深施的基础上，可采用分层施用的方法。即约1/3的磷肥，种植时作面肥或种肥施于表层土壤（56 cm），以满足作物生长前期对磷的需求，促进根系生长；约2/3的磷肥作基肥，在耕翻土地时施入底层（1518 cm），以满足作物中、后期对磷的需求。一般地基肥施用效果比追肥好，或多数

41、作基肥，少数作追肥，效果也比较好。 与有机肥料混合施用这是提高普钙施用效果的重要措施。混合施用提高肥效，有以下几方面的原因：一是由于有机质的保护作用，减少磷肥与土壤的接触面积，如有机胶体对土壤中三氧化物的包蔽，可减少水溶性磷的化学固定。二是有机肥在分解过程中产生的多种有机酸，如柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸等与土壤中的Ca2+, Fe3+, Al3+等起络合作用，从而减少了这些离子对磷的化学固定作用。同时这些有机酸可以络合土壤中磷酸铁、铝、钙中的Ca2+, Fe3+, Al3+等离子而释放磷出来。三是普钙与有机肥混合堆沤腐熟，有保氮作用。Ca(H2PO4)2+ (NH4)2CO3NH4H2PO4

42、+CaCO3CaSO4+ (NH4)2CO3(NH4)SO4+CaCO3 在酸性土壤上配合施用石灰普钙中磷的利用率可提高17%18%。但要注意两点：一是石灰不能过多施用，过多施用磷的有效性下降。二是石灰与水溶性磷肥不能同时施用，一般先施用石灰，数天后施用过磷酸钙。 根外追肥，也可提高过磷酸钙的肥效。根外追肥，可减少磷在土壤中固定，而且用量少，见效快，尤其在作物生长后期，根外追肥具有良好的效果。根外喷施浓度一般果树及单子叶植物如水稻、小麦可用1%2%过磷酸钙的浸出液，双子叶植物如棉花、油菜、蔬菜等用0.5%1.0%的浸出液较好。喷液量每亩50100 kg，连喷23次。如番茄在采果前20天，用2%

43、的过磷酸钙浸出液喷4次，每亩增产番茄374 kg。柑桔在生理落果前，连续用3%的过磷酸钙浸出液喷2次，增产5%10%，全糖量增加0.5%0.9%，果实颜色鲜艳。为了中和普钙中的游离酸，可用氨处理，以制成氨化过磷酸钙，见P91。施用方法与普钙相同。2重过磷酸钙 （重钙）重钙是由硫酸处理磷矿粉制得磷酸，再以磷酸和磷矿粉作用后制得的。它是一种高浓度的磷肥，含P2O5 40%50%，因含磷量是普钙的23倍，又称双料或三料过磷酸钙。主要成分为磷酸一钙，不含石膏，含4%8%的游离酸，吸湿性和腐蚀性比普钙强，一般制成颗粒，吸湿性减小。呈深灰色。由于不含铁、锰、铝等杂质，故吸湿后不会发生磷酸退化现象。重钙的施

44、用方法与普钙相同，只是施用量酌减。在等磷量的条件下，重钙的肥效一般与过磷酸钙相当。由于重钙不含有硫，对于豆科作物、十字花科作物、马铃薯等喜硫作物，其肥效不如普钙。（三）弱酸溶性磷肥的性质及其有效施用弱酸溶性磷肥包括钙镁磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥和沉淀磷肥等，常见的有钙镁磷肥。这类磷肥均不溶于水，但能被作物根系分泌的有机酸溶解，因此是缓效磷肥。1钙镁磷肥（1）成分和性质钙镁磷肥是我国目前生产的主要磷肥品种之一，它是利用磷矿石与适量的含镁矿物如蛇蚊石、白云石、橄榄石和硅石等在高温下熔融、使-Ca3(PO4)2变为- Ca3(PO4)2，经水淬冷却而成玻璃状碎粒，再磨成细粉状而成的弱酸溶性磷肥。主要成

45、分为无定形磷酸钙盐，含磷量（P2O5）14%18%，不溶于水，但能溶于2%的柠檬酸或柠檬酸铵溶液中。除含磷外，还含有氧化钙、氧化镁和二氧化硅等物质，呈碱性反应，水溶液的pH为8.08.5。一般呈黑绿色、灰绿色或灰棕色的粉末，不吸湿结块，无腐蚀性，物理性状好，易于包装、贮运和施用。（2）在土壤中的转化钙镁磷肥中所含的磷酸盐必须进行溶解进入土壤溶液，才能被作物吸收。其磷酸盐的溶解度与土壤pH值关系密切。钙镁磷肥的表观溶解度随pH值升高而明显降低。见P91图3-11。钙镁磷肥施用到酸性土壤后，靠土壤中酸及根系分泌的酸逐渐溶解，供给作物的磷素营养。其转化过程如下：- Ca3(PO4)2CaHPO4Ca

46、(H2PO4)2钙镁磷肥还含有氧化钙、氧化镁和二氧化硅等碱性物质，酸性土壤施用时还中和土壤酸度和降低土壤中活性铁、锰、铝等，从而提高了土壤中磷和肥料磷的有效性，并提供钙、镁和硅等养分。钙镁磷肥施用到中性或石灰性土壤后，主要靠土根系分泌的酸及有机肥分解的酸作用下，也可逐渐溶解而释放出磷酸来，供给作物的磷素营养，但其释放速度比酸性土壤缓慢，肥效要长些。其转化过程如下：Ca3(PO4)2+2CO2+3H2O2CaHPO4+Ca(HCO3)2CaHPO4+2CO2+2H2OCa(H2PO4)2+ Ca(HCO3)2因此钙镁磷肥有一定肥效。但由于石灰性土壤含钙丰富，施入钙镁磷肥会转化为羟基磷灰石，而使其

47、肥效较低。由于钙镁磷肥施入到土壤后有一溶解过程，其肥效不及普钙迅速，但后效较长。从P92表3-12可以看出，普钙施入土壤中有效磷量是随着时间的增加而不断减少的，基本上是一个逐步固定的过程。而钙镁磷肥施入土壤后，开始时有效磷量较低，但随着时间的延长，有效磷量明显增加，这表明钙镁磷肥在较长一段时间内，溶解过程大于固定过程。（3）施用方法钙镁磷肥施用在酸性土壤最为适宜酸性土壤如红壤、黄壤施用钙镁磷肥的当季肥效与普钙相当或略高，石灰性土壤其效果低于普钙，其肥效只有普钙的50%80%。但某些有效磷低的非酸性土壤上如白浆土、鸭屎泥、冷浸田等施用钙镁磷肥肥效也比较好。轮作中，钙镁磷肥应分配在吸磷能力强的作物

48、上油菜、萝卜菜、豆科作物和豆科绿肥作物、瓜类等作物施用钙镁磷肥的当季肥效与普钙相当或略高，而水稻、玉米等作物的效果低于普钙，其肥效只有普钙的70%80%。提早施用，作基肥或种肥、作追肥要早施。钙镁磷肥早施的原因：一是作物对磷的需求比其它元素早。二是钙镁磷肥有一溶解过程，必须溶解后，作物才能吸收吸收利用。作基、追肥以深施效果最好，其原因是钙镁磷肥中磷移动性比普钙中磷移动性更差的缘故，且深钙镁磷肥溶解较快。基肥每亩用量2030 kg，种肥或蘸秧根每亩510 kg。作水稻秧田肥料时，每亩3040 kg。与有机肥混合施用或堆沤肥效较好，尤其是与有机肥堆沤可促进钙镁磷肥的溶解，肥效提高。配合酸性和生理酸

49、性肥料如氮肥、钾肥以及水溶性磷肥施用，以提高肥效。要求钙镁磷肥有一定的细度一般要求90%以上钙镁磷肥通过80目筛孔，但不同土壤类型细度标准不一。如酸性缺磷土壤，旱作不低于40目，中性旱地和水田，不低于60目，石灰性旱地和水田，100目左右。2其它枸溶性磷肥见P93第三节 磷肥的合理分配和施用一、根据土壤供磷状况分配和施用磷肥我国土壤全磷量(P2O5)在0.04%0.25%的范围内。统计结果表明，当土壤中全磷量在0.08%0.10%以下，多数情况下，磷肥都可以表现出增产效果。但土壤中全磷量不能很好地反映土壤供磷水平和磷肥的肥效大小，而土壤中有效磷含量更能反映土壤供磷水平，它与磷肥的肥效呈显著负相

50、关，即有效磷含量高，磷肥肥效差，反之则高。土壤有效性磷一般是指近期可被作物吸收利用的一部分磷，它是一种经验性的相对指标，与测定方法、测定条件关系很大。Olsen法的有效磷的指标见P94表3-14。土壤有效氮与有效磷的比例也影响磷肥的肥效。当土壤有效氮与有效磷(P2O5)的比值大于4时，土壤氮多磷少，施用磷肥大多有较好有效果，比值越大，效果越好。土壤有机质含量高低也影响磷肥的效果，其含量与有效磷有明显的正相关。因而有机质含量高的土壤，施用磷肥的效果差。因此，土壤供磷状况是磷肥合理分配的基本依据，应把磷肥优先分配和施用在有效磷低的低产土壤上。二、根据作物种类分配和施用磷肥不同作物对磷的需要量和吸磷

51、能力不同，因而对施用磷肥的反应也有差异。一般豆科作物、豆科绿肥作物、棉花、油菜、块根块茎作物以及瓜类、果树和茶树等需要磷较多，施用磷肥有较好的肥效。禾谷类作物对磷的反应不及上述作物敏感，磷肥肥效较差。其中玉米施用磷肥的肥效又比水稻好，早稻比晚稻好。因此磷肥优先分配和施用在对磷需要较多，磷肥效果较好的作物上。对磷不敏感的作物，可少施或不施磷肥，而利用磷肥的后效。水旱轮作时，应掌握旱重水轻的原则，即旱作重施，水田轻施，大部分或全部利用其后效。这因为水田土壤在由干变湿的过程中，土壤有效磷增加，其原因是：1石灰性土壤中CO2的积聚，使土壤pH值下降2酸性土壤中pH值上升，促进磷酸铁、铝水解3有机阴离子

52、与磷酸铁铝中磷酸离子代换和磷的扩散增加4淹水时氧化还原电位（Eh）下降，使难溶性的FePO4.2H2O转变为较易溶解的磷酸低铁Fe3(PO4)2，或者使晶形的磷酸铁化合物（粉红磷铁矿）转变为无定形的磷酸铁化合物FePO4.nH2O，还会使闭蓄态磷的铁膜消失。而土壤由湿变干的过程中，土壤有效磷随之降低。见表3-15。早稻重施，晚稻轻施。旱作轮作时，应掌握冬重夏轻的原则，即冬作重施，夏作轻施，大部分或全部利用其后效。如冬小麦-夏玉米轮作，冬小麦重施磷肥，夏玉米轻施磷肥。轮作中有豆科作物应把磷肥施用到豆科作物上，以发挥以磷增氮的作用。三、施用方法早施比晚施好，作基肥和种肥比作追肥好。磷肥施用应提倡以

53、基肥为主，配施种肥，早施追肥。没有施用基肥时，可采用追肥方法，但要求在作物临界期前施用，至少在作物最大效率期前施用，并且追肥的位置尽可能接近作物根系。另一补救措施用水溶性磷肥根外喷施。基肥应集中施、分层施和深施，以充分发挥磷的位置效应。如蘸秧根、沟施和穴施。氮、磷肥配施比单施磷肥好，尤其是中等肥力以下的土壤更应配合施用。与有机肥料和钾肥配合施用比单施磷肥好，如果有机肥的用量多，可适当减少磷肥用量。与石灰肥料或微量元素配合施用，才能更好地发挥磷肥对于提高作物产量和改进品质的效果。四、磷肥品种轮作中对磷吸收能力强的作物，如油菜，可分配难溶性磷肥；对于吸磷能力差且对磷反应敏感的作物如马铃薯、红薯等，

54、则施用水溶性磷肥为好。水溶性磷肥或某些枸溶性磷肥作种肥和早期追肥，可以满足幼苗对磷的需求。水溶性磷肥还可用作根外追肥。难溶性或枸溶性磷肥一般用基肥。一般水溶性磷肥适用于各种土壤，但在中性或碱性或石灰性土壤上更为适宜。在酸性土壤上，以分配难溶性磷肥或枸溶性磷肥较为经济。磷肥每亩用量一般在5 kg P2O5较为经济。五、磷肥施用与环境污染1对水体的污染磷的淋失不及氮多，但仍是造成水体富营养化，引起赤潮等现象的重要原因。对封闭性湖泊和水库，水体含氮大于0.2 mg/l，而磷则只要有0.015 mg/l就可能出现藻化，使水质恶化，给渔业生产带来危害。2造成土壤中有害元素的可能积累磷肥主要来源于磷矿石，矿石中含有各种杂质，其中包括镉、铅、氟等有害元素。常年施用磷肥会造成土壤中上述元素尤其是镉的富集。