第二节土壤磷素与磷肥
(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.
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)。
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。
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
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
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。
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。
叶面喷肥 氮磷配全施
种 肥
与有机肥混合施
(2)与有机肥料配合施用
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
(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。
(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。
– 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。
按磷酸盐的溶解性分为三类
重点
1、生产过程
(一)普通过磷酸钙
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。
城镇、及化肥厂附近
(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。
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。
(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 高浓度磷肥 低浓度磷肥