章 节

第十章 植物的磷素营养与磷肥

重 点

难 点

10 植物的磷素营养与磷肥施用

10.1 植物的 磷素营养

重点和难点：

重点掌握磷素营养失调的症状。难点为磷的生理功效。

10.2 土壤中的磷素极其转化

重点： 土壤中的磷素的转化固定

10.3 磷肥的种类、性质及施用

重点： 过磷酸钙的性质、在土壤中的转化及施用技术。

难点： 磷肥施入土壤中的转化过程

10.4 磷肥的合理分配和施用

重点： 如何综合考虑土壤条件，作物营养特性及磷肥性质来合理施用磷肥。

10 植物的磷素营养与磷肥

10.1 植物的磷素营养

学时分配： 50 分钟

教法： 提出问题，启发学生自主思维，结合放映植物磷营养失调的彩色图谱，给学生以直观的认识。

导入： 由磷在农业生产中的重要性，创设问题情景，进入主题。

问题：农业生产中磷为什么被称为肥料的“三要素”之一？

内容：

一、 作物体内磷的质量分数与分布

1 ．质量分数 ： 占干物质重 (P 2 O 5 )0.2 — 1.1% ，其中：有机态８５％（核酸、磷脂）

｛ 无机态１５％（磷酸盐）

作物某一部位的无机磷 含量，可作为诊断磷营养的指标

2 ． 分布： 集中在幼芽和根尖 ， 再利用能力强达 80 ％以上

3 ． 影响因素：

① 作物种类 喜磷作物高于一般作物

油菜种子 (P 2 O 5 ) 1.1% ， 水稻 0.6%

② 生育期 一般生育前期高于生育期

③ 组织器官 繁殖器官、幼嫩器官高于衰老器官

④ 环境条件与供磷水平 高磷土壤 > 低磷土壤

二、 磷的生理作用

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

2.磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转

3.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

4.促进脂肪代谢

5.提高作物对外界环境的适应性

① 提高作物抗寒、抗旱、抗病虫害的能力

② 增强作物对酸碱的适应能力

三、 植物对磷的吸收

1 ．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（ PO 3 - ）、焦磷酸盐（ P 2 O 7 4- ）： 偏磷酸盐和焦磷酸盐在植物体内能很快水解转化为正磷酸盐然后被植物同化，参与新陈代谢。亚磷酸盐 (H 3 PO 3 ) 和次磷酸盐 (H 3 PO 2 ) 不易同化 , 不宜作磷源 .

③ 少量的有机磷化合物

2 ．吸收机理：主动吸收， H ＋ 与 H 2 PO 4 2 － 共运

吸收部位为：根毛区

2 ．影响因素：作物种类和生育期；介质的 pH ；伴随离子；其它环境因素

3 ． 磷的同化和运输

同化： 磷酸盐 → 有机磷化合物

运输：占全磷 60 ％以上无机磷，由根系的木质部导管运往地上部， 主要是无机磷 导管 磷也可以沿着韧皮部向下输送。

四、植物磷素营养失调症状

1 ．磷素营养缺乏症

＊植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立，分蘖或分枝少， 根系不发达，

＊花芽分化延迟，落花落果多， 成熟延迟，籽实细小。

＊多种作物茎叶呈紫红色，水稻等叶色暗绿

光合作用、呼吸作用不能进行， ATP 、核酸、蛋白质合成受阻，细胞不能正常分裂与增殖；影响糖类物质的代谢与运转—花青甘积累 ----- 紫红色斑点或条纹， 症状从茎基部开始。

2 ．磷素过多

＊ 呼吸过旺、碳水化合物消耗过多， 无效分蘖、 空粒、秕粒增加 ，易早衰。

＊ 早花、过早成熟

＊ 过多的磷诱发 Zn 、 Fe 、 Mn 缺乏。

10.2 土壤中磷素及其转化

学时分配： 45 分钟

教法： 课堂教学穿插多媒体

内容：

土壤中磷的质量分数、形态及植物的有效性

1 ． 土壤中磷的质量分数

我国耕地土壤全磷量： 0.2~1.1g/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 ） <5mg/kg ，表示有效磷不足

土壤中磷的形态极其植物的有效性

① 有机态磷

含量：占土壤全磷量的 10 ～ 50 ％

来源：动物、植物、微生物和有机肥料

影响因素：母质的全磷量、全氮量、地理气候条件、土壤理化性状、耕作管理措施等

有机磷需要微生物的活动使其变为无机磷后才能被作物吸收利用。

影响有机磷转化的因素：水热条件与土壤的理化性状等，如：通气性、 pH 、温度及 C/P 等。

②无机态磷

含量：占土壤全磷量的 50 ～ 90 ％

包括：土壤液相中的磷 ( 以 H 2 PO 4 － 和 HPO 4 2 － 为主 ) 、 固相的磷酸盐、 土壤固相上的吸附态磷

其中土壤液相中的磷，其他形态的磷逐步转化后，对作物才可能有效。

二、土壤磷素的转化及固定

土壤中磷的转化概括为：
难溶性磷的有效化过程与土壤磷的固定，这两个过程的相互转化速率与方向决定土壤的供磷能力极其磷的有效性。

1 ．土壤磷的释放

① 难溶性磷酸盐的释放

原生或次生磷酸盐等经过物理、化学、生物化学的风化作用，使之转变为溶解度较大的磷酸盐的过程，使难溶性磷变为有效磷的过程。

②无机磷的解吸

吸附态磷重新进入土壤溶液的过程。土壤中吸附态磷解吸的原因有二：一是化学平衡反应；二是竞争吸附。

2 ．土壤中无机磷的固定

土壤液相中的有效磷转变为无效态磷的过程，包括化学沉淀反应与吸附反应。

①化学沉淀

土壤中有效磷与碳酸钙等发生化学反应，形成难溶性磷酸盐的过程。

②吸附反应

包括专性吸附和非专性吸附。 了解这两种吸附的特点与区别。

10.3 磷肥的种类、性质和施用技术

学时分配： 80 分钟

教法： 课堂讲授结合多媒体

导入： 对上一节的内容加以回顾，引出本节内容。

内容：

常见磷肥的性质和施用

磷矿分级与磷肥的制造方法

P 2 O 5 含量 磷矿品位 制造方法 磷肥种类及品种

>28% 高 酸制法 水溶性磷肥－过磷酸钙

18 ～ 28 ％ 中 热制法 枸溶性磷肥－钙镁磷肥

<18% 低 机械法 难溶性磷肥－磷矿粉

水溶性磷肥的种类性质与施用技术

凡主成分能溶于水的磷肥 ，称为水溶磷肥。

例如：过磷酸钙、重过磷酸钙、半过磷酸钙、氨化过磷酸钙

特点： 含水溶性的磷酸一钙，其中的磷易被植物吸收，肥效快，属速效性磷肥

1. 过磷酸钙（普钙）

① 成分与性质

一般为灰白色粉末，也有呈颗粒状的，稍有酸味。

一水磷酸一钙：占 30 ～ 50 ％， 硫酸钙：占 40 ％， 杂质：少量磷酸或硫酸，以及硫酸铁和硫酸铝；

磷酸退化作用： 过磷酸钙中的磷酸一钙会与制造时生成的硫酸铁、铝等杂质起化学反应，形成溶解度低的铁、铝磷酸盐，从而降低磷的有效性。

② 在土壤中的转化

a. 溶解过程与化学沉淀 ( 固定 ) 作用

异成分溶解

过磷酸钙施入土壤后会迅速吸收肥料颗粒周围土壤（或大气）中的水分，使磷酸一钙水解，生成二水磷酸二钙和磷酸，局部土壤溶液磷酸离子浓度升高，当 pH 达 1.0-1.5 时，肥料颗粒周围的粘土矿物结构遭到破坏，铁、铝、锰、钙、镁等成分被溶解出来，对磷酸产生固定作用，形成不同溶解度的磷酸盐沉淀。

特点： 1mol 一水磷酸一钙溶解时，溶液中生成 1mol 二水磷酸二钙和 1mol 磷酸。

磷酸沉淀作用 ( 化学固定作用 ) ：

b. 化学沉淀

石灰性土壤中：磷酸离子在扩散过程中能与土壤中 C a 2+ 、 Mg 2+ 吸附性 C a 2+ 、 Mg 2+ 或游离 CaCO 3 、 CaMg(CO 3 ) 2 结合 MPC---DCPD---OCP---HAP

酸性土壤水溶性磷与铁、铝离子形成 AlPO 4 ， FePO 4, 水解生成盐基性磷酸铁、铝沉淀或成闭蓄态磷。 磷 石灰性土壤中：磷酸离子在扩散过程中能与土壤中 C a 2+ 、 Mg 2+ 吸附性 C a 2+ 、 Mg 2+ 或游离 CaCO 3 、 CaMg(CO 3 ) 2 结合 MPC---DCPD---OCP---HAP

酸性土壤水溶性磷与铁、铝离子形成 AlPO 4 ， FePO 4, 水解生成盐基性磷酸铁、铝沉淀或形成闭蓄态磷。 磷

c. 吸附作用

d. 生物固定作用

③施用方法

目的：提高过磷酸钙的利用率。

原则：减少与土壤的接触面积。增加与作物根群的接触面积

方法： a. 集中施用

b. 分层施用

c. 与有机肥料混合施用

d. 制成粒状磷肥

e. 作根外追肥

2 ．重过磷酸钙（双料或三料过磷酸钙）

制造原理：先用酸萃取磷酸，再用磷酸分解磷矿粉，将其中难溶性磷酸钙盐转化为水溶性的磷酸一钙。

①成分性质

深灰色颗粒或粉末状，含 P2O5 40—50% ， 主要成分为磷酸一钙

不含石膏，含 4—8% 的游离酸，腐蚀性和吸湿性比过磷酸钙强，由于不含铁、锰、铝等杂质，吸湿后无退化现象。

② 施用

可按过磷酸钙方法施用，由于含量高，需降低用量

二、弱酸溶性磷肥的种类、性质及施用技术

特点：溶于弱酸，肥效较水溶性磷肥慢

1 ．钙镁磷肥

成分：无定形磷酸钙 [Ca 3 (PO 4 ) 2 ]( 含 P 2 O 5 14 ～ 18 ％ ) 氧化钙、氧化镁、二氧化硅等

性质：①灰绿色或灰棕色粉末 (90 ％过 0.177m m 筛 ) ②溶于 2 ％柠檬酸溶液 ③呈碱性反应 ( 化学碱性， pH8.0 ～ 8.5) ④ 吸湿性小，无腐蚀性

施用

① 钙镁磷肥可作基肥、追肥和种肥施用，以撒施、深施的效果好

② 应施用在酸性土壤上

③ 可以同时为植物补充 P 、 Ca 、 Mg 、 Si 等多种营养元素

④ 应与酸性肥料、生理酸性肥料和有机肥料混合施用

⑤ 肥效随粒径变细而增高

2 ．其它枸溶性磷肥

钢渣磷肥

脱氟磷肥

沉淀磷酸钙

偏磷酸钙

三、难溶性磷肥的种类、性质与施用技术

凡主成分既不能溶于水，也难溶于弱酸而只能溶于强酸的磷肥，均称为难溶性磷肥。

如：磷矿粉、骨粉和磷质海鸟粪

1 ． 磷矿粉

成分性质

灰褐色粉末状，中性至微碱性。含氟、氮、羟基等各种磷矿粉。 [Ca 5 (PO 4 ) 3 F] 含 P 2 O 5 10—25% ，

施用

①磷矿粉是一种难溶性磷肥，肥效缓慢而持久，一般只作基肥，撒施翻耕入土。

②要有一定的施用量， 750 ～ 1 500kg/ha （ 50 ～ 100 公斤 / 亩）

③应与酸性肥料、生理酸性肥料和有机肥料混合施用

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 0.149mm 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）

2 ．鸟粪磷矿粉

鸟粪中的磷酸盐＋土壤中的钙 鸟粪石 鸟粪磷矿粉

效果与钙镁磷肥接近

施用方法与磷矿粉相似

3 ．骨粉

兽骨加工而成，肥效缓慢，宜作基肥，宜于施于酸性土壤及生长期长的作物。

10.4 磷肥的合理分配与施用

学时分配： 50 分钟

教法： 课堂讲授结合多媒体

导入： 对上一节的内容加以回顾，引出本节内容。

内容：

一、磷肥的合理分配

磷肥的合理分配

1 ．土壤磷素状况与磷肥的分配

全磷含量在 0.08~0.1% 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 ， P<5mg/kg

酸性土壤： 0.03M NH 4 F － 0.025M HCl ， P<15mg/kg

水稻土： 0.3M NaOH － 0.5M NaC 2 O 4

总之，应把磷肥优先分配于有效磷含量低的低产土壤上。

2 ．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

①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，土壤由干变湿的过程中，有效磷增加，

所以在水旱轮作中，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。

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。

②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。

3 ．磷肥品种与其合理分配和施用

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

二、提高磷肥利用率的途径

1 ．磷肥的利用率

作物对磷肥的利用率为 10-25% 。

2 ．提高磷肥利用率的方法

① 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

②磷肥与其它肥料配合施用

a. 在中低肥力土壤上， N 、 P 的配施比在高肥力土壤上显著

b. 与钾肥和有机肥配施

c. 酸性土壤中适当增施石灰或微量元素肥料

本章小结 ：

1. 植物的磷素营养（掌握磷素的失调症状及其原因）

2. 土壤中的磷素及其转化 (l)

3. 磷肥的种类、性质及其施用（掌握，重点是过磷酸钙）

4. 磷肥的合理施用（掌握）

10 植物的磷素营养与磷肥

10.1 磷的营养作用

10.1.1 作物体内磷的质量分数与分布

•  质量分数

•  分布

•  影响因素

10.1.2 磷的生理作用

10.1.3 植物对磷的吸收

•  吸收形态

•  影响因素

•  磷的同化和运输

10.1.4 植物磷素营养失调症状

10.2 土壤中磷素及其转化

10.2.1 土壤中磷的质量分数、形态及植物的有效性

1 ． 土壤中磷的质量分数

土壤中磷的形态极其植物的有效性

10.2.1 土壤中磷的质量分数、形态及植物的有效性

10.2.2 土壤磷素的转化及固定

1.土壤磷的释放

2.土壤中无机磷的固定

10.3 磷肥的种类、性质和施用

10.3.1 水溶性磷肥的种类性质与施用技术

1 ． 过磷酸钙（普钙）

2 ．重过磷酸钙（双料或三料过磷酸钙）

10.3.2 弱酸溶性肥料的种类及施用技术

1 ．钙镁磷肥

2 ．其它枸溶性磷肥

10.3.3 难溶性磷肥的种类、性质与施用技术

1 ． 磷矿粉

2 ． 鸟粪磷矿粉

3 ． 骨粉

10.4 磷肥的合理分配与施用

10.4.1 磷肥的合理分配

•  土壤磷素状况与磷肥的分配

•  作物需磷特性与轮作中磷肥的分配

•  磷肥品种与其合理分配和施用

10.4.2 提高磷肥利用率的途径

1 ．磷肥的利用率

2 ．提高磷肥利用率的方法

① 相对集中施用

②磷肥与其它肥料配合施用

思考题

1. 简述磷的营养功效。

2. 磷肥分为几种类型？

3. 过磷酸钙在土壤中是如何转化的，如何合理施用？

4. 在磷胁迫的条件下，作物生长发育有何异常？

5.. 试述提高磷肥利用率的措施。

1.. 王琪贞 肥料学 . 北京：北京农业大学出版社， 1993

2 . 奚振帮 . 化学肥料学 . 北京：科学出版社， 1994

3. 王荫槐 . 土壤肥料学 . 北京：中国农业出版社， 1992

4. 陆欣等 . 土壤肥料学 . 北京：中国农业大学出版社， 2002

5. 刘芷宇，唐永良，罗质超等 . 主要作物营养诊断失调图谱 . 北京：农         业出版社， 1982

6. 武希彦 . 我国磷肥工业的现状及展望 . 磷肥与复肥 ,2001,16(1)

7. 马国瑞 . 农作物营养失调原色图谱 . 北京：中国农业出版社， 2002

8. 陈仑寿，陆景陵 . 蔬菜营养与施肥技术 . 北京：农业出版社， 2002

1. 增加提问的比例，以调动学生的积极性。

2. 课后总结。

3. 采用彩色图片，以便深刻理解氮的营养失调症状

4. 鼓励学生多看参考文献。