第三章植物磷素营养与磷肥

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,李晓林材料,*,第三章 植物的磷素营养与磷肥,李晓林材料,主要内容 要求,植物的磷素营养,了解,(掌握磷素的失调症状及其原因),土壤中的磷素及其转化 了解,磷肥的种类、性质及其施用 掌握,磷肥的合理施用 掌握,李晓林材料,第一节 植物的磷素营养,一、植物体内磷的质量分数、分布和形态,1.,含量,(,P,2,O,5,),：,植株干物重的0.21.1%,植物种类：,油料作物豆科作物禾本科作物,生育期：,生育前期生育后期,器官：,幼嫩器官衰老器官、繁殖器官营养器官,种子叶片根系茎秆,生长环境：,高磷土壤低磷土壤,李晓林材料,植物体的含磷量一般为干物重的,0.2-1.1,其中大部分是有机态磷，约占全磷量的85，而无机磷仅占15左右。幼叶中含有机态磷较高，老叶中则含无机态磷较多。虽然植物体内无机磷所占比例不高，但从无机磷含量的变化能反应出植株磷营养的状况。植物缺磷时，常表现出组织（尤其是营养器管）中的无机磷含量明显下降，而有机磷含量变化较小。,李晓林材料,2. 分布：,集中在幼芽和根尖,再利用能力强达80以上,有机磷：,占85，以核酸、磷脂、,3. 形态,植素为主,无机磷：,占15，以钙、镁、钾的,磷酸盐形式存在,李晓林材料,植物体内含量与分布的变化与供磷水平有密切关系，因此可通过测定植物某一部位中的的含量来判断其磷营养的状况,。,磷是运转和分配能力很强的元素，在植物体内表现有明显的顶端优势。,李晓林材料,二、磷的生理作用,（一）磷是植物体内重要化合物的组分,核酸和核蛋白、磷脂、植素、,ATP、,辅酶,（,二）磷能加强光合作用和碳水化合物的 合成与运载,（三）促进氮素代谢,1. 促进蛋白质合成.,2.利于体内硝酸的还原和利用,3. 增强豆科作物的固氮量,李晓林材料,（四 ）促进脂肪代谢,（五）提高作物对外界环境的适应性 如抗旱、 抗寒、抗病等,李晓林材料,多种重要化合物的组分,1.核酸和核蛋白 核酸是核蛋白的重要组分，核蛋白是细胞核和原生质的主要成分，它们都含有磷。核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定，进行正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。,李晓林材料,李晓林材料,多种重要化合物的组分,2.磷脂,生物膜是由磷脂和糖脂、胆固醇、蛋白质以及糖类构成的。生物膜具有多种选择性功能。它对植物与外界介质进行物质交流、能量交流和信息交流有控制和调节的作用。此外，大部分磷酸酯都是生物合成或降解作用的媒介物，它与细胞的能量代谢直接有关。,李晓林材料,李晓林材料,3.,植素,植素是磷脂类化合物中的一种，它是植酸的钙、镁盐或钾、镁盐，而植酸是六磷酸肌醇，它是由环己六醇通过羟基酯化而生成的。,OH,OH,OH,OH,OH,OH,OH,O P O,O,(- 6,H ),2,O,PO,3,4,+,6H,OH,O P O,OH,O P O,O,OH,O P O,O,OH,O P O,O,OH,O P O,O,O,环己六醇,植酸,李晓林材料,4.腺苷三磷酸(,ATP),植物体内糖酵解、呼吸作用和光合作用中释放出的能量常用于合成高能焦磷酸键，,ATP,就是含有高能焦磷酸键的高能磷酸化合物。,ATP,能为生物合成、吸收养分、运动等提供能量，它是淀粉合成时所必需的。,ATP,和,ADP,之间的转化伴随有能量的释放和贮存，因此,ATP,可视为是能量的中转站。,李晓林材料,李晓林材料,积极参与体内的代谢,1、,碳水化合物代谢,在光合作用中，光合磷酸化作用必需有磷参加；光合产物的运输也离不开磷; 大分子碳水化合物合成需要磷，否则合成受阻，形成花青素。,磷的营养功能,李晓林材料,磷参与光合磷酸化，将太阳能转化为化学能，产生,ATP,CO,2,的固定和同化产物形成要磷参加,蔗糖在筛管中以磷酸脂形态运输,李晓林材料,磷不足影响蔗糖运输，植株内糖相对积累，并形成较多的花青素，使植株呈紫红色。（缺磷症状,）,李晓林材料,蔗糖合成不同途经的示意图,葡萄糖 6-,磷酸,葡萄糖 6-,磷酸,果糖 蔗糖,磷酸,蔗糖,果糖,磷酸蔗糖,合成酶,Pi,蔗糖合成酶,李晓林材料,2.氮素代谢:,磷是氮素代谢过程中一些重要酶的组分。硝酸还原酶含有磷，磷能促进植物更多的利用硝态氮。磷也是生物固氮所必需。氮素代谢过程中，无论是能源还是氨的受体都与磷有关。能量来自,ATP，,氨的受体来自与磷有关的呼吸作用。因此，缺磷将使氮素代谢明显受阻。,李晓林材料,3.脂肪代谢:,脂肪代谢同样与磷有关。脂肪合成过程中需要多种含磷化合物(图2-8)。此外，糖是合成脂肪的原料，而糖的合成、糖转化为甘油和脂肪酸的过程中都需要磷。与脂肪代谢密切有关的辅酶,A,就是含磷的酶。实践证明，油料作物需要更多的磷。施用磷肥既可增加产量，又能提高产油率,。,李晓林材料,脂肪合成途径示意图,糖,1,6-,二,磷酸,果糖,3-,磷酸,甘油醛,磷酸,二羟丙酮,磷酸,甘油甘油,3-,磷酸,甘油酸,脂肪,丙酮酸,乙酰辅酶,A,脂肪酸,李晓林材料,1.抗旱和抗寒,抗旱: 磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度，使其维持胶体状态，并能增加原生质的粘度和弹性，因而增强了原生质抵抗脱水的能力。,抗寒: 磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低，磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性，从而增强作物的抗寒能力。越冬作物增施磷肥，可减轻冻害，安全越冬。,提高作物抗逆性和适应能力,李晓林材料,施用磷肥能提高植物体内无机磷酸盐的含量，有时其数量可达到含磷总量的一半。这些磷酸盐主要是以磷酸二氢根和磷酸氢根的形式存在。它们常形成缓冲系统，使细胞内原生质具有抗酸碱变化能力的缓冲性。当外界环境发生酸碱变化时，原生质由于有缓冲作用仍能保持在比较平稳的范围内,.,这有利于作物正常生长发育。这一缓冲体系在,pH6-8,时缓冲能力最大，因此在盐碱地上施用磷肥可以提高作物抗盐碱的能力。,缓冲性,:,李晓林材料,三、植物对磷的吸收和利用,（一） 吸收形态：,1. 主要是,正磷 酸盐,：,H,2,PO,4, HPO,4,2,P0,4,3,2.,偏磷酸盐、焦磷酸盐,3.少量的有机磷化合物,李晓林材料,吸收：,一般认为磷的主动吸收过程是以液泡膜上,H,+,-ATP,酶的,H,+,为驱动力，借助于质子化的磷酸根载体而实现的，即属于,H,+,与,H,2,PO,4,共运方式。进一步的试验证明，根的表皮细胞是植物积累磷酸盐的主要场所，并通过共质体途径进入木质部导管，然后运往植物地上部。,。,作物对磷的吸收和利用,李晓林材料,四、植物对缺磷和供磷过多的反应,李晓林材料,（一）磷素营养缺乏症,叶片变小，叶色暗绿或灰绿，缺乏光泽,。（细胞发育不良，细胞变小的程度大于叶绿素减少程度，叶绿素密度相对提高。缺磷有利于植物对铁的吸收和利用，间接促进叶绿素合成，使叶色深暗）,植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立，分蘖延迟或不分蘖，形成僵苗，长相似一炷香。延迟开花成熟。,落花落果多,糖分运输受阻，糖分相对积累形成花青苷，多种作物茎叶呈紫红色条纹或斑点。,植物缺磷的症状常首先出现在老叶,李晓林材料,1、,叶片肥厚而密集，叶色浓绿；植株矮小，节间过短；出现生长明显受抑制的症状；,2、繁殖器官常因磷肥过量而加速成熟进程，并由此而导致营养体小，茎叶生长受抑制，也会降低产量。地上部与根系生长比例失调，在地上部生长受抑制的同时，根系非常发达，根量极多而粗短。,3、谷类作物的无效分蘖和瘪籽增加；叶用蔬菜的纤维素含量增加、烟草的燃烧性差等品质下降；,4、施用磷肥过多还会诱发缺铁、锌、镁等养分。,（二）供磷过多,植物呼吸作用加强，消耗大量糖分和能量，对植株生长产生不良影响。,李晓林材料,李晓林材料,缺磷使小麦锈病加重,李晓林材料,+P -Zn,+P +Zn,李晓林材料,李晓林材料,李晓林材料,李晓林材料,磷肥促进玉米成熟,中磷 高磷,李晓林材料,李晓林材料,缺磷导致作物植株矮小，禾谷类作物分蘖减少，叶色暗绿,缺磷,正常,李晓林材料,缺磷使柑桔果实变小,李晓林材料,李晓林材料,缺磷导致小麦成熟期推迟,李晓林材料,缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化较重，如玉米秃尖，,李晓林材料,-K +K,葡萄,李晓林材料,李晓林材料,李晓林材料,自左至,右，依次为油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。,幼叶 老叶,缺磷,图为缺磷的油菜叶片，缺磷使体内碳水化合物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色。,李晓林材料,黄瓜缺磷,左边为缺磷植株,右边为正常植株,李晓林材料,左为缺磷的最老叶,右为缺磷的较老叶,李晓林材料,缺磷的苹果叶：叶片小、叶色暗淡、发紫色或青铜色。,李晓林材料,油菜缺磷：深紫色的叶片正在转红色,李晓林材料,芹菜缺磷：生长矮小，叶色发暗，蓝绿色、老叶发黄、提前死亡脱落。,李晓林材料,图为缺磷的大豆叶片，缺磷使体内碳水化合物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色,李晓林材料,一炷香型水稻,李晓林材料,玉米缺磷出现紫苗,李晓林材料,缺磷植株瘦小，茎叶大多呈现紫红色，叶尖枯萎呈褐色，花丝抽出迟，结实率低,李晓林材料,李晓林材料,李晓林材料,李晓林材料,李晓林材料,李晓林材料,磷素过多引起的水体富营养化及其结果,李晓林材料,第二节 土壤中的磷素及其转化,一、土壤中磷的质量分数,我国耕地土壤的全磷量：,0.21.1,g/kg,，,呈地带性分布规律：,从南到北、从东到西,逐渐增加,影响因素：,土壤母质、成土过程、耕作施肥等,土壤供磷状况以,土壤有效磷,含量表示：,土壤有效磷（,P,）,10mg/kg,，,表示有效磷较高,土壤有效磷（,P,）,28% 高 酸制法,水溶性磷肥,过磷酸钙,1828 中 热制法,枸溶性磷肥,钙镁磷肥,固定,H,+,H,+,微生物和作物根分泌的酸,李晓林材料,（二）其它枸溶性磷肥,钢渣磷肥,脱氟磷肥,沉淀磷酸钙,偏磷酸钙,李晓林材料,三、难溶性磷肥,特点：所含磷酸盐不溶于水，只溶于强酸，,肥效迟缓而稳长，属,迟效性磷肥,(一)磷矿粉,成分：,主要是氟磷灰石,Ca,10,(PO,4,),6,F,2,性质：,灰褐色或黑褐色粉末、难溶于水、呈化学中性,李晓林材料,磷矿粉直接施用的条件：,磷矿的结晶性质（,枸溶率,15,；,粒径细度,90过0.149,mm,筛,）,土壤条件（,主要是,土壤,pH,）、,作物特性（,宜,吸磷能力较强,的及多年生经济林木和果树）,磷矿粉的施用方法和后效,方法：,宜作基肥,用量：,7501 500,kg/ha（50100,公斤/亩）,措施：,与酸性或生理酸性肥料混施，,与过磷酸钙配施,后效：,肥效持久，连施几年后，可暂停施用,李晓林材料,小结：,土壤有效磷增加和减少的途径,施肥 矿物 难容性,(有机、无机) 矿化 磷释放,植物吸收 生物固定,化学沉淀 闭蓄态固定 淋失 吸附固定,我国磷肥的利用率平均为1025,土壤有效磷,李晓林材料,第五节 磷肥的合理分配与施用,一、土壤供磷状况与磷肥的分配,全磷含量在,0.080.1%,以下,，施用磷肥均有增产效果,有效磷含量,更能反映土壤磷素的供应水平,有效磷含量的测定方法：,中性和石灰性土壤：,0.5M NaHCO,3,，,P5mg/kg,酸性土壤：,0.03M NH,4,F,0.025M,HCl,，,P15mg/kg,水稻土：,0.3M,NaOH,0.5M NaC,2,O,4,李晓林材料,土壤有效磷含量与磷肥反应的分级指标,测定,方法,有效磷,（,P,）,含量,作物对磷肥的反应,0.5M,NaHCO,3,浸提法,5ppm,15ppm,严重缺磷，对磷肥反应极好，磷是限制因子,缺磷，磷肥有良好的反应,对需磷迫切的豆科及绿肥作物，磷肥有效，对水稻小麦效果不显著,一般无效,李晓林材料,影响土壤有效磷的因素：,1.,土壤有效氮与有效磷的比值：,4,，磷肥效果明显,2.,土壤有机质含量：与有效磷含量呈正相关，每增加,0.5,的有机质，可相应提高,5mg/kg,的有效磷,3.,土壤,pH,：,在,pH5.57.0,范围，磷的有效性最大,4.,土壤熟化程度：高，有效磷含量也高，磷肥的效果就差。,5.,水田淹水后，,Eh,降低，磷酸高铁被还原为磷酸亚铁，溶解度提高；酸性土壤,pH,提高，促进磷酸铁、铝水解，可使磷的有效性增加；闭蓄态铁膜消失；有机阴离子与磷酸铝铁中磷酸离子发生代换。,总之，应把磷肥优先分配于有效磷含量低的低产土壤上。,李晓林材料,二、作物需磷特性与轮作中磷肥的分配,作物的需磷特性,需磷较多的作物，如：,豆科作物、豆科绿肥作物、糖用作物（甘蔗、甜菜）、,纤维作物中的棉花、油料作物中的油菜、,块根块茎作物（甘薯、马铃薯）、,瓜类、果树、桑树和茶树等,施磷肥效果较好，既能提高产量，又能改善品质。,大田作物对磷肥的反应顺序如下：,冬季绿肥作物,一般豆科旱地作物,大麦、小麦,早稻,旱稻,李晓林材料,（一）水旱轮作中的磷肥施用,我国稻区的轮作制度：麦类、油菜水稻绿肥水稻,在水旱轮作中，磷肥的分配应掌握“,旱重水轻,”的原则，将磷肥重点分配在旱作上。原因？,当绿肥与水稻轮作时，更应该将磷肥施在绿肥上，特别是豆科绿肥，更能充分发挥“以磷增氮”的效果。,以磷增氮：,？,李晓林材料,（二）旱作轮作中的磷肥施用,有绿肥或豆类的轮作中，优先施在绿肥或豆科作物上，其间接作用很明显。,在麦棉轮作地区，重点施在棉花上。,需磷特性相似的作物轮作时，磷肥用于秋播的越冬作物比用于春播的效果明显。因为秋播后，温度逐步降低，土壤微生物活动能力差，土壤供磷能力差，增施磷肥有利于壮苗，增强抗寒能力，促进早发。,李晓林材料,三、磷肥品种与其合理分配和施用,施用原则：减少水溶性磷肥的固定，增加非水溶性磷的释放。,表 磷肥品种的合理分配和施用,磷肥品种 作物品种,生长期,土壤类型,难溶性磷肥,吸磷能力强,作基肥,酸性土壤,如荞麦、萝卜菜、,油菜及豆科植物,枸溶性磷肥,吸磷能力较强,多作基肥,酸性土壤,有效磷低的,非酸性土壤,水溶性磷肥,吸磷能力较差,苗期、,适于各种土壤,对磷反应敏感,生长前期,中性或,如甘薯、马铃薯,根外追肥,碱性土更好,李晓林材料,多数作物苗期是,磷素的营养临界期,，所以在苗期应分配少量水溶性磷肥。在旺盛生长期植物虽然对磷素需求增加，但此时根系发达，吸收磷的能力强，可以利用作为基肥的难溶性或弱酸溶性磷肥；生长后期可以通过磷在体内的再利用来满足需要。,李晓林材料,四、改进施肥方法,（一）相对集中施用,目的：,减少磷肥与土壤的直接接触，增加与根系的接触面积,要求：,以基肥为主，配施种肥，早施追肥,（二）磷肥与其它肥料配合施用,在中低肥力土壤上，,N,、,P,的配施比在高肥力土壤上显著,与钾肥和有机肥配施,酸性土壤中适当增施石灰或微量元素肥料,李晓林材料,五、磷肥施用与环境污染,1,、水体污染,从土体中淋失到水体中，造成富营养化，例如赤潮。,封闭的水体，含氮,0.2mg/kg,，,PO,4,3-,0.015mg/kg,就会出现“ 藻化”，使水质恶化。,李晓林材料,2,、其他有害元素污染,主要是原矿中镉、氟、铅等在磷肥的制造过程中所造成的。,李晓林材料,思考题,磷的营养作用,磷缺乏或过剩症状,制造磷肥方法，磷肥分类及概念,标准磷肥、过磷酸钙品质检验标准,退化作用、化学沉淀作用,磷肥合理施用与分配（施肥方法，重旱轻水）,李晓林材料,