土壤中的磷素的轉(zhuǎn)化特點(diǎn)與提高有效性措施演示文稿

土壤中的磷素的轉(zhuǎn)化特點(diǎn)與提高有效性措施演示文稿當(dāng)前第1頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)土壤中的磷素的轉(zhuǎn)化特點(diǎn)與提高有效性措施當(dāng)前第2頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)土壤磷的形態(tài)土壤磷無機(jī)態(tài)磷水溶態(tài)磷礦物態(tài)磷吸附態(tài)磷有機(jī)態(tài)磷植素類磷脂類核酸類當(dāng)前第3頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加題土壤磷的轉(zhuǎn)化土壤磷的轉(zhuǎn)化包括一系列復(fù)雜的化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)過程。沉淀和溶解反應(yīng)吸附和解吸反應(yīng)有機(jī)磷的礦化和無機(jī)磷的生物固定等當(dāng)前第4頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)沉淀和溶解反應(yīng)沉淀反應(yīng)：可溶性磷與碳酸鈣、鐵鋁氧化物及其水化物、層狀鋁硅酸鹽及鈣、鐵、鋁等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，變成羥基磷灰石、氟磷灰石或磷酸鐵鋁等。（主要發(fā)生在石灰性土壤中）溶解反應(yīng)主要受土壤水分狀況和干濕交替時間的限制。厭氧條件下的濕地環(huán)境能降低土壤對磷的固定能力，提高磷素的溶解活性。當(dāng)前第5頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)吸附和解吸反應(yīng)點(diǎn)擊添加標(biāo)題影響因素：1.土壤礦物質(zhì)種類與含量2.土壤PH值3.土壤有機(jī)質(zhì)*土壤對磷吸附的結(jié)合位點(diǎn)的數(shù)量主要與土壤組成有關(guān)，環(huán)境條件的改變不會影響土壤對磷吸附的本質(zhì)。一般的，土壤對磷的結(jié)合能越高，其對磷的吸附量越搞高。當(dāng)前第6頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化成無機(jī)磷的過程稱為礦化作用。（磷酸酶參與）有機(jī)磷的礦化和無機(jī)磷的生物固定一在土壤生物轉(zhuǎn)化中無機(jī)磷可重新被微生物吸收組成其細(xì)胞體，轉(zhuǎn)化為有機(jī)磷，成為無機(jī)磷的生物固定。二在土壤中這兩個過程是同時存在的。有機(jī)磷的礦化和無機(jī)磷的生物固定處于動態(tài)平衡。這種平衡決定磷的礦化和固定。三當(dāng)前第7頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)點(diǎn)擊添加標(biāo)題土壤中存在著多種含磷化合物，能不斷地相互轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化所需時間特點(diǎn)：

1.即時發(fā)生如：施入水溶性磷肥后向低溶和難溶磷酸鹽轉(zhuǎn)化

2.需要較長時間如：礦物態(tài)磷的風(fēng)化和轉(zhuǎn)變成對作物有效的磷當(dāng)前第8頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)一三四二PH值一般認(rèn)為，土壤中不同類型磷酸鹽相互轉(zhuǎn)化點(diǎn)的PH值是6.5~7.0活性陽離子種類有機(jī)質(zhì)含量及其組成施用磷肥的種類和數(shù)量等影響含磷化合物相互轉(zhuǎn)化的土壤條件當(dāng)前第9頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)土壤中各種形態(tài)的磷的轉(zhuǎn)化遵守一定的物理化學(xué)法則，并在環(huán)境條件不變時保持著動態(tài)平衡，該平衡決定了土壤中磷的有效性。當(dāng)前第10頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)點(diǎn)擊添加標(biāo)題附復(fù)合體的飽和度施肥位置影響磷的有效性的因素標(biāo)題標(biāo)題標(biāo)題標(biāo)題標(biāo)題反應(yīng)時間土壤組分及其性質(zhì)pH值的影響陽離子陰離子的影響吸附復(fù)合體的飽和度有機(jī)質(zhì)濕度、溫度反應(yīng)時間當(dāng)前第11頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)點(diǎn)擊添加標(biāo)題

土壤組分及其性質(zhì)(一)水合鐵鋁氧化物一般認(rèn)為，在含鐵鋁氧化物的土壤中，氧化物結(jié)晶程度越差，其固磷能力就越大。這由其較大的表面積所致。結(jié)晶的水化金屬氧化物通常也比層狀硅酸鹽固持更多的磷。(二)粘土礦物的類型

1∶1型比2∶1型粘土礦物固持磷的程度大。富含高嶺石的土壤，如多雨高溫地區(qū)的土壤，比含2∶1型粘土礦物的土壤固定或固持更多的磷。1∶1型粘土礦物之所以固磷較多可能是因?yàn)榕c高嶺石粘粒結(jié)合的大量水化鐵鋁氧化物所致。此外，高嶺石晶體邊緣能產(chǎn)生pH值依變電荷，使磷發(fā)生吸著反應(yīng)。當(dāng)前第12頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加題（三）土壤質(zhì)地不同，固定磷的數(shù)量也不同。粘粒含量多比含量少的土壤固定更多的磷。換言之，同一類型粘粒可暴露的表面積越大，對磷的固持能力越強(qiáng)。當(dāng)前第13頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)二、pH值的影響當(dāng)前第14頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)點(diǎn)擊添加標(biāo)題土壤pH值對可溶性磷固定的數(shù)量和方式有很大影響。鐵鋁氧化物對磷的吸附隨著pH值上升而降低。三水鋁石（γ-Al(OH)2）在pH4~5之間吸附最多的磷。針鐵礦（α-FeOOH）在pH3~12之間對磷的吸附穩(wěn)步減少。粘土礦物在pH值大于4時會引起Al3+的水解，從而增加磷的吸附。但如果像很多蛭石那樣在晶層存在羥基鋁聚合物，那么提高pH值會降低磷的吸附。在pH值為6~6.5時，大多數(shù)土壤中磷的有效性最高。低pH值時，磷與鐵鋁及其水化氧化物發(fā)生反應(yīng)而被固持。隨pH值上升，這些反應(yīng)物的活度下降，直到pH6~6.5時磷活度達(dá)到最高為止。pH值在7以上時，土壤中的鈣、鎂離子及它們的碳酸鹽使施用的磷沉淀，使其有效性再度降低。當(dāng)前第15頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)濕度土壤的濕度直接影響著無機(jī)磷的生物有效性。土壤水分充足，土壤無機(jī)磷的有效性高，在土壤含水量低的情況下，磷酸根離子的有效擴(kuò)散系數(shù)小，移動慢，伴隨著土壤含水量的增加，磷酸根離子由非根際土向根際土擴(kuò)散量增加。高含水量條件有利于土壤磷由易溶態(tài)向難溶態(tài)轉(zhuǎn)化，低含水量條件下轉(zhuǎn)化率隨施肥量增加而降低，高含水量條件下轉(zhuǎn)化率隨施肥量增加而升高。當(dāng)前第16頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)陰陽離子濃度的影響土壤對磷的吸附作用受體系中陽離子的種類和濃度影響。二價陽離子對磷吸著的影響大于一價陽離子。例如，Ca2+飽和的粘粒比Na+或其他一價離子飽和的粘粒固持更多的磷?，F(xiàn)在對這種效應(yīng)解釋為Ca2+使粘土礦物晶體帶正電荷的邊緣更易為磷酸根陰離子接近。Ca2+只有在pH值略低于6.5時才有這種作用，而在堿性更強(qiáng)的土壤中，磷酸二鈣和其他一些堿性較強(qiáng)的鈣鎂磷酸鹽可能會直接從溶液中沉淀。無機(jī)陰離子和有機(jī)陰離子都不同程度地與磷競爭吸附點(diǎn)，時或減少磷的吸附，時或促使磷的解吸。硝酸根、氯離子等吸著力弱的無機(jī)陰離子沒什么作用，但羥基、硅酸、硫酸鹽和鉬酸鹽等專性吸附陰離子或酸與磷競爭吸附。陰離子與吸附表面結(jié)合的鍵強(qiáng)決定其競爭力。以硫酸鹽為例，盡管它是專性吸附，卻不能解吸出多少磷酸鹽。顯然，磷酸鹽比硫酸鹽與表面的結(jié)合鍵更強(qiáng)。當(dāng)前第17頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)

吸附復(fù)合體的飽和度土壤對施用磷的吸附量取決于吸附復(fù)合體的飽和度和有效反應(yīng)位點(diǎn)的多少。磷的解吸同樣也受吸附復(fù)合體飽和度的強(qiáng)烈影響。飽和度越高，磷的解吸越容易，因?yàn)楸砻嫖轿锏脑龆嗍蛊鋵α椎奈搅p弱。這種關(guān)系有重要的實(shí)踐意義。對于連年施用大量磷肥的土壤，有可能做到：(a)減少當(dāng)季磷肥施用量；(b)更充分地利用土壤中現(xiàn)有的磷；(c)綜合以上兩點(diǎn)。當(dāng)前第18頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)一二三有機(jī)質(zhì)磷與腐殖質(zhì)形成復(fù)合物，成為植物容易同化的形態(tài)磷與腐殖酸鹽陰離子交換腐殖質(zhì)在倍半氧化物顆粒外表形成保護(hù)膜，從而減小了土壤固磷能力當(dāng)前第19頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)

溫度溫度影響大多數(shù)物理過程，化學(xué)反應(yīng)速度通常隨溫度上升而加快。高溫可以略增加磷灰石、羥磷灰石、磷酸八鈣、磷鋁石和紅磷鐵礦等一些化合物的溶解度。土壤有機(jī)質(zhì)和作物殘體中磷的礦化取決于土壤生物的活性，而增加溫度可提高生物活性，達(dá)到主要生物系統(tǒng)的最適條件。高溫一方面加速水溶性磷顆粒的溶解，另一方面促進(jìn)磷與土壤組分反應(yīng)，生成難溶化合物。表6-6中的數(shù)據(jù)表明，每增溫15℃，水溶性磷的濃度降低33%。絕大多數(shù)研究都證明，高溫增加磷的固持。當(dāng)前第20頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)(表：溫度和磷的來源對以1:15水提取的可溶性P的影響)磷肥來源(15毫克P/200克土)1：15水提取的肥料磷(%)*磷肥來源平均值**5℃20℃35℃磷酸一鉀52.435.223.537.0磷酸一銨40.726.017.027.9a磷酸二銨39.824.418.327.5a磷酸一鈣24.316.29.516.7二水磷酸二鈣3.34.43.43.7溫度平均值32.121.214.4溫度平均值標(biāo)準(zhǔn)誤=±0.42,磷肥來源平均值標(biāo)準(zhǔn)誤=±0.54,溫度×磷肥來源平均值標(biāo)準(zhǔn)誤=±0.93.當(dāng)前第21頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)

反應(yīng)時間土壤和許多土壤組分吸附磷的過程分為兩個相當(dāng)不同的階段：起初反應(yīng)迅速，繼而是極慢的反應(yīng)階段。吸附反應(yīng)包括陰離子或鐵鋁氧化物表面的金屬原子的配位體與磷進(jìn)行快速交換。接著非常緩慢的吸著反應(yīng)包括下列變化：(a)表面吸附的磷通過擴(kuò)散滲透或化學(xué)吸附進(jìn)入土壤組成（例如，磷與羥基鋁鐵聚合體結(jié)合或在方解石表面吸留）；(b)超過溶度積時產(chǎn)生磷化合物沉淀。這些緩慢的反應(yīng)使磷被表面所吸持的形態(tài)由松結(jié)態(tài)變成緊結(jié)態(tài)，更難被植物利用。當(dāng)前第22頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)

施肥位置土壤質(zhì)地越細(xì)，固定的磷肥越多。從化學(xué)反應(yīng)速度與反應(yīng)物表面積大小之間的相關(guān)性也可推斷出這一點(diǎn)。如果將粉狀磷肥撒施或耙入而不是條施到土壤中，磷肥便暴露出較大的表面。因此比起條施等量肥料固定得更多。條施減少磷肥與土壤的接觸面積，固定的磷也隨之減少。當(dāng)前第23頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)有效的施用磷肥方法當(dāng)前第24頁\共有25頁\編于星期二\4點(diǎn)點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加題1、早施：農(nóng)作物在苗期吸收磷最快，要占生長期吸收總磷