土壤中的磷素的转化特点与提高有效性措施课件

,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,土壤中的磷素的转化特点 与提高有效性措施,土壤磷的形态,土壤磷,无机态磷,水溶态磷,矿物态磷,吸附态磷,有机态磷,植素类,磷脂类,核酸类,点击添加标题,点击添加标题,点添加标题,点击添加题,土壤磷的转化,土壤磷的转化包括,一系列复杂的化学,和生物化学反应过,程。,沉淀和溶解反应,吸附和解吸反应,有机磷的矿化和无机,磷的生物固定等,沉淀和溶解反应,沉淀反应：,可溶性磷与碳酸钙、铁铝氧化物及其水化物、层状铝硅酸盐及钙、铁、铝等发生化学反应产生沉淀，变成羟基磷灰石、氟磷灰石或磷酸铁铝等。（主要发生在石灰性土壤中）,溶解反应,主要受土壤水分状况和干湿交替时间的限制。,厌氧条件下的湿地环境能降低土壤对磷的固定能力，提高磷素的溶解活性。,吸附和解吸反应,点击添加标题,影响因素：,1.土壤矿物质种类与含量,2.土壤PH值,3.土壤有机质,*,土壤对磷吸附的结合位点的数量主要与土壤组成有关，环境条件的改变不会影响土壤对磷吸附的本质。一般的，土壤对磷的结合能越高，其对磷的吸附量越搞高。,有机磷转化成无机磷的过程称为矿化作用。（磷酸酶参与）,有机磷的矿化和无机磷的生物固定,一,在土壤生物转化中无机磷可重新被微生物吸收组成其细胞体，转化为有机磷，成为无机磷的生物固定。,二,在土壤中这两个过程是同时存在的。有机磷的矿化和无机磷的生物固定处于动态平衡。这种平衡决定磷的矿化和固定。,三,点击添加标题,土壤中存在着多种含磷化合物，能不断地相互转化。,转化所需时间特点：,1.即时发生,如：施入水溶性磷肥后向低溶和难溶磷酸 盐转化,2.需要较长时间,如：矿物态磷的风化和转变成对作物有效的磷,一,三,四,二,PH值 一般认为，土壤中不同类型磷酸,盐相互转化点的PH值是6.57.0,活性阳离子种类,有机质含量及其组成,施用磷肥的种类和数量等,影响含磷化合物相互转化的土壤条件,土壤中各种形态的磷的转化遵守一定的物理化学法则，并在环境条件不变时保持着动态平衡，该平衡决定了土壤中磷的有效性。,点击添加标题,附复合体的饱和度,施肥位置,影响磷的有效性的因素,标题,标题,标题,标题,标题,反应时间,土壤组分及其性质,pH值的影响,阳,离子阴,离子的影响,吸附复合体的饱和度,有机质,湿度、,温度,反应时间,点击添加标题,土壤组分,及其性质,(一)水合铁铝氧化物,一般认为，在含铁铝氧化物的土壤中，氧化物结晶程度越差，其固磷能力就越大。这由其较大的表面积所致。结晶的水化金属氧化物通常也比层状硅酸盐固持更多的磷。,(二)粘土矿物的类型,11型比21型粘土矿物固持磷的程度大。富含高岭石的土壤，如多雨高温地区的土壤，比含21型粘土矿物的土壤固定或固持更多的磷。11型粘土矿物之所以固磷较多可能是因为与高岭石粘粒结合的大量水化铁铝氧化物所致。此外，高岭石晶体边缘能产生pH值依变电荷，使磷发生吸着反应。,点击添加标题,点击添加标题,点添加标题,点击添加题,（三）土壤质地不同，固定磷的数量也不同。粘粒含量多比含量少的土壤固定更多的磷。换言之，同一类型粘粒可暴露的表面积越大，对磷的固持能力越强。,二、pH值的影响,点击添加标题,土壤pH值对可溶性磷固定的数量和方式有很大影响。铁铝氧化物对磷的吸附随着pH值上升而降低。三水铝石（-Al(OH)2）在pH45之间吸附最多的磷。针铁矿（-FeOOH）在pH312之间对磷的吸附稳步减少。,粘土矿物在pH值大于4时会引起Al3+的水解，从而增加磷的吸附。但如果像很多蛭石那样在晶层存在羟基铝聚合物，那么提高pH值会降低磷的吸附。,在pH值为66.5时，大多数土壤中磷的有效性最高。低pH值时，磷与铁铝及其水化氧化物发生反应而被固持。随pH值上升，这些反应物的活度下降，直到pH 66.5时磷活度达到最高为止。pH值在7以上时，土壤中的钙、镁离子及它们的碳酸盐使施用的磷沉淀，使其有效性再度降低。,湿度,土壤的湿度直接影响着无机磷的生物有效性。土壤水分充足，土壤无机磷的有效性高，在土壤含水量低的情况下，磷酸根离子的有效扩散系数小，移动慢，伴随着土壤含水量的增加，磷酸根离子由非根际土向根际土扩散量增加。高含水量条件有利于土壤磷由易溶态向难溶态转化，低含水量条件下转化率随施肥量增加而降低，高含水量条件下转化率随施肥量增加而升高。,阴阳离子浓度的影响,土壤对磷的吸附作用受体系中阳离子的种类和浓度影响。二价阳离子对磷吸着的影响大于一价阳离子。例如，Ca2+饱和的粘粒比Na+或其他一价离子饱和的粘粒固持更多的磷。现在对这种效应解释为Ca2+使粘土矿物晶体带正电荷的边缘更易为磷酸根阴离子接近。Ca2+只有在pH值略低于6.5时才有这种作用，而在碱性更强的土壤中，磷酸二钙和其他一些碱性较强的钙镁磷酸盐可能会直接从溶液中沉淀。,无机阴离子和有机阴离子都不同程度地与磷竞争吸附点，时或减少磷的吸附，时或促使磷的解吸。硝酸根、氯离子等吸着力弱的无机阴离子没什么作用，但羟基、硅酸、硫酸盐和钼酸盐等专性吸附阴离子或酸与磷竞争吸附。阴离子与吸附表面结合的键强决定其竞争力。以硫酸盐为例，尽管它是专性吸附，却不能解吸出多少磷酸盐。显然，磷酸盐比硫酸盐与表面的结合键更强。,吸附复合体的饱和度,土壤对施用磷的吸附量取决于吸附复合体的饱和度和有效反应位点的多少。磷的解吸同样也受吸附复合体饱和度的强烈影响。饱和度越高，磷的解吸越容易，因为表面吸附物的增多使其对磷的吸附力减弱。,这种关系有重要的实践意义。对于连年施用大量磷肥的土壤，有可能做到：,(a)减少当季磷肥施用量；,(b)更充分地利用土壤中现有的磷；,(c)综合以上两点。,一,二,三,有机质,磷与腐殖质形成复合物，成为植物容易同化的形态,磷与腐殖酸盐阴离子交换,腐殖质在倍半氧化物颗粒外表形成保护膜，从而减小了土壤固磷能力,温度,温度影响大多数物理过程，化学反应速度通常随温度上升而加快。高温可以略增加磷灰石、羟磷灰石、磷酸八钙、磷铝石和红磷铁矿等一些化合物的溶解度。土壤有机质和作物残体中磷的矿化取决于土壤生物的活性，而增加温度可提高生物活性，达到主要生物系统的最适条件。,高温一方面加速水溶性磷颗粒的溶解，另一方面促进磷与土壤组分反应，生成难溶化合物。表6-6中的数据表明，每增温15，水溶性磷的浓度降低33%。绝大多数研究都证明，高温增加磷的固持。,(表：温度和磷的来源对以1:15水提取的可溶性P的影响),反应时间,土壤和许多土壤组分吸附磷的过程分为两个相当不同的阶段：起初反应迅速，继而是极慢的反应阶段。吸附反应包括阴离子或铁铝氧化物表面的金属原子的配位体与磷进行快速交换。接着非常缓慢的吸着反应包括下列变化：,(a)表面吸附的磷通过扩散渗透或化学吸附进入土壤组成（例如，磷与羟基铝铁聚合体结合或在方解石表面吸留）；,(b)超过溶度积时产生磷化合物沉淀。,这些缓慢的反应使磷被表面所吸持的形态由松结态变成紧结态，更难被植物利用。,施肥位置,土壤质地越细，固定的磷肥越多。从化学反应速度与反应物表面积大小之间的相关性也可推断出这一点。如果将粉状磷肥撒施或耙入而不是条施到土壤中，磷肥便暴露出较大的表面。因此比起条施等量肥料固定得更多。条施减少磷肥与土壤的接触面积，固定的磷也随之减少。,有效的施用磷肥方法,点击添加标题,点添加标题,点击添加题,1、早施：农作物在苗期吸收磷最快，要占生长期吸收总磷的一半，若苗期缺磷，会影响后期生长，即使后期再补施，也很难挽回缺磷的损失，故苗期不能缺磷；,2、细施：过磷酸钙在贮存时易吸潮结块，在施用时，要打碎过筛，以利根系吸收；,3、集中施：应穴施、条施、使磷固定在种子和根系的周围，即可减少与周围土壤的固定，又有利于根系吸收；,4、与有机肥混合施：磷肥，特别 是钙镁磷肥与有机肥混合，可使磷肥中那些难溶性的磷转化为农作物能利用的有效磷；,点添加标题,点击添加题,5、分层施：在底层和浅层部位都要施用磷肥，有利于秋苗的吸收；,6、与氮肥混合施：与氮肥混合施用，既可平衡养分，又能促进根系下扎，为丰产打下基础；7、根外喷施：可将水溶性的过磷酸钙喷施在作物叶片上，使磷通过叶面的气孔或角质层进入植物体；8、施在缺磷的土壤上：红壤旱田、黄泥田、鸭屎泥田、冷浸田等都缺磷，施用磷肥土壤的湿度直接影响着无机磷的生物有效性。土壤水分充足，土壤无机磷的有效性高，在土壤含水量低的情况下，磷酸根离子的有效扩散系数小，移动慢，伴随着土壤含水量的增加，磷酸根离子由非根际土向根际土扩散量增加。高含水量条件有利于土壤磷由易溶态向难溶态转化，低含水量条件下转化率随施肥量增加而降低，高含水量条件下转化率随施肥量增加而升高。,End,Thank you！,讨论组成员：朱俊英、胡辉等,