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1、v植物的磷素营养与磷肥施植物的磷素营养与磷肥施用用vPhosphorus (P)华南农业大学作物营养与施肥研究室华南农业大学作物营养与施肥研究室2009.11 主要内容主要内容 要求要求 植物的磷素营养植物的磷素营养 了解了解 (掌握磷素的掌握磷素的 失调症状及其原因失调症状及其原因) 土壤中的磷素及其转化土壤中的磷素及其转化 了解了解 磷肥的种类、性质及其施用磷肥的种类、性质及其施用 掌握掌握 磷肥的合理施用磷肥的合理施用 掌握掌握第一节第一节 植物的磷素营养植物的磷素营养一、植物体内磷的含量、分布和形态一、植物体内磷的含量、分布和形态1. 含量含量(P2O5)：植株干物重的植株干物重的0.
2、21.1% 影响因素影响因素 植物种类：植物种类：油料作物油料作物豆科作物豆科作物禾本科作物禾本科作物 生育期：生育期：生育前期生育前期生育后期生育后期 生长环境：生长环境：高磷土壤高磷土壤低磷土壤低磷土壤 3. 形态形态 有机磷：有机磷：占占85，以核酸、磷脂、，以核酸、磷脂、 植素为主植素为主 无机磷：无机磷：占占15，以钙、镁、钾的，以钙、镁、钾的 磷酸盐形式存在磷酸盐形式存在2. 分布：分布：集中在幼芽和根尖集中在幼芽和根尖 器官：器官：幼嫩器官幼嫩器官衰老器官；繁殖器官衰老器官；繁殖器官营养器官；营养器官； 种子种子叶片叶片根系根系茎秆茎秆再利用能力高达再利用能力高达80以上以上(一
3、一) 磷是植物体内重要化合物的组分磷是植物体内重要化合物的组分1. 核酸和核蛋白核酸和核蛋白 核酸核酸 决定植物的遗传变异性决定植物的遗传变异性 核酸蛋白质核酸蛋白质 核蛋白核蛋白2. 磷脂磷脂 磷脂糖脂胆固醇磷脂糖脂胆固醇 膜脂物质膜脂物质 生物膜生物膜+ 蛋白质蛋白质二、磷的营养功能二、磷的营养功能3. 植素植素（环己六醇磷酸脂的钙镁盐）（环己六醇磷酸脂的钙镁盐） 作用：作用：(1) 作物开花后在繁殖器官迅速积累，有利于作物开花后在繁殖器官迅速积累，有利于 淀粉的合成；淀粉的合成； (2) 作为磷的贮藏形式，大量积累在种子中；作为磷的贮藏形式，大量积累在种子中； (3) 种子萌发时，作为磷
4、的供应库。种子萌发时，作为磷的供应库。环己六醇环己六醇植酸植酸OHOHOHOHOHOHOHO P OO(- 6 H )2O PO34+6HOHO P OOHO P OOOHO P OOOHO P OOOHO P OOO环己六醇环己六醇植酸植酸OHOHOHOHOHOHOHO P OO(- 6 H )2O PO34+6HOHO P OOHO P OOOHO P OOOHO P OOOHO P OOO4. 高能磷酸化合物高能磷酸化合物 ATPGTP、 UTP、CTP均均在在新新陈陈代代谢谢中中起起重重要要作作用用体体内内。尤尤其其是是ATP，是能量的中转站。是能量的中转站。5. 辅酶辅酶 酶的辅基，
5、作为递氢体或生物催化剂酶的辅基，作为递氢体或生物催化剂（二（二）磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转）磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转l 在光合作用中，磷参与光合磷酸化作用，并把光能在光合作用中，磷参与光合磷酸化作用，并把光能贮藏在贮藏在ATP中，同时形成中，同时形成NADPH。l 磷是作物代谢过程的调节剂。作物体内碳水化合物磷是作物代谢过程的调节剂。作物体内碳水化合物的合成、分解、互变和转移都需要磷的参与。的合成、分解、互变和转移都需要磷的参与。l 作物体内蔗糖和淀粉的合成也需要有磷的参加，因作物体内蔗糖和淀粉的合成也需要有磷的参加，因为己糖在作物体内需经磷酸化作用，形成磷酸己糖
6、，然为己糖在作物体内需经磷酸化作用，形成磷酸己糖，然后才能合成蔗糖或淀粉。后才能合成蔗糖或淀粉。l 磷还能调控碳水化合物的代谢和运输磷还能调控碳水化合物的代谢和运输 。磷酸不足就。磷酸不足就会影响到蔗糖的运转，使糖累积起来，有利于花青素的会影响到蔗糖的运转，使糖累积起来，有利于花青素的形成。形成。(三三) 促进氮素代谢促进氮素代谢1. 促进蛋白质合成促进蛋白质合成2. 利于体内硝酸盐的还原和利用利于体内硝酸盐的还原和利用3. 增强豆科作物的固氮量增强豆科作物的固氮量脂肪合成途径示意图脂肪合成途径示意图 糖糖 1,6-二二磷酸磷酸果糖果糖 3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛磷酸磷酸二羟丙酮二羟丙酮磷酸磷酸
7、甘油甘油甘油甘油 3-磷酸磷酸甘油酸甘油酸脂肪脂肪 丙酮酸丙酮酸 乙酰辅酶乙酰辅酶 A 脂肪酸脂肪酸（四）促进脂肪代谢（四）促进脂肪代谢磷参与脂肪的合成磷参与脂肪的合成(五五) 提高作物对外界环境的适应性提高作物对外界环境的适应性 1. 增强作物的抗旱、抗寒等能力增强作物的抗旱、抗寒等能力（原因）（原因） 抗抗旱旱: 磷磷能能提提高高原原生生质质胶胶体体的的水水合合度度和和细细胞胞结结构构的的充充水水度度，使使其其维维持持胶胶体体状状态态，并并能能增增加加原原生生质质的的粘粘度度和和弹性，因而增强了原生质抵抗脱水的能力。弹性，因而增强了原生质抵抗脱水的能力。 抗抗寒寒: 磷磷能能提提高高体体内
8、内可可溶溶性性糖糖和和磷磷脂脂的的含含量量。可可溶溶性性糖糖能能使使细细胞胞原原生生质质的的冰冰点点降降低低，磷磷脂脂则则能能增增强强细细胞胞对对温度变化的适应性，从而增强作物的抗寒能力。温度变化的适应性，从而增强作物的抗寒能力。OH- H+KH2PO4 K2HPO42. 增强作物对酸碱变化的适应能力增强作物对酸碱变化的适应能力（缓冲性能）（缓冲性能）植物体内磷酸盐植物体内磷酸盐缓冲系统：缓冲系统：l 外外界界环环境境发发生生酸酸碱碱变变化化时时，原原生生质质由由于于有有缓缓冲冲作作用用仍能保持在比较平稳的范围内。仍能保持在比较平稳的范围内。l 缓冲体系在缓冲体系在pH68 时缓冲能力最大。时
9、缓冲能力最大。l 盐碱地上施用磷肥可以提高作物抗盐碱的能力盐碱地上施用磷肥可以提高作物抗盐碱的能力。三、植物对磷的吸收和利用三、植物对磷的吸收和利用(一一) 吸收形态：吸收形态：(无机磷为主无机磷为主)1. 主要是主要是正磷酸盐：正磷酸盐：H2PO4 HPO42P0432. 偏磷酸盐、焦磷酸盐偏磷酸盐、焦磷酸盐3. 少量的有机磷化合物少量的有机磷化合物(磷酸己糖磷酸己糖,磷酸甘油酸等磷酸甘油酸等)(二二) 吸收机理：吸收机理：主动吸收；主动吸收； 吸收部位为：吸收部位为：根毛区根毛区(三三) 影响植物吸收磷的因素影响植物吸收磷的因素1. 作物种类和生育期作物种类和生育期(1) 喜喜磷磷作作物物
10、(豆豆科科绿绿肥肥、油油菜菜、荞荞麦麦)一一般般豆豆类、越冬禾本科类、越冬禾本科水稻水稻(2) 根系发达或根系发达或根毛多根毛多或有菌根的作物吸磷多或有菌根的作物吸磷多(3) 幼苗期对磷的要求较为迫切幼苗期对磷的要求较为迫切 (生生 长长 前前 期期 吸吸 收收 的的 磷磷 占占 全全 吸吸 收收 量量 的的60%70%)。芥菜的根系芥菜的根系2. 介质的介质的pH 酸性介质：酸性介质：H2PO4-为主为主 pH影响磷的形态影响磷的形态 pH7.2：H2PO4-HPO4 2 - pH继续升高：继续升高：HPO4 2 -、PO4 3 -占优占优 通常在通常在pH5.57.0范围内，有利范围内，有
11、利于多数作物对于多数作物对磷的吸收。磷的吸收。溶液溶液pH值对解离的磷酸盐离子形态的影响值对解离的磷酸盐离子形态的影响3. 伴随离子伴随离子具有促进作用的：具有促进作用的：NH4+、K+、Mg2+等等具有抑制作用的：具有抑制作用的：NO3-、OH-、Cl-等等降低磷有效性的：降低磷有效性的：Ca2+、Fe3+、Al3+等等4. 其它环境因素：其它环境因素：温度、光照、土壤水分、温度、光照、土壤水分、 通气状况等通气状况等（四）磷的同化和运输（四）磷的同化和运输同化：同化：磷酸盐磷酸盐 有机磷化合物有机磷化合物运输：运输： 中柱导管中柱导管四、磷与作物产量、品质的关系四、磷与作物产量、品质的关系
12、1.改善作物的磷素营养改善作物的磷素营养 (提高作物的产量和品质提高作物的产量和品质)2.如：油料作物、豆科作物、禾谷类、果树、蔬菜、烟草如：油料作物、豆科作物、禾谷类、果树、蔬菜、烟草等等2. 原因：原因：与磷在植物体内的功能有关与磷在植物体内的功能有关3. 磷的丰缺指标：磷的丰缺指标：营养诊断的标准营养诊断的标准 （测量数据必须要与当地实际情况相结合，才能判断）（测量数据必须要与当地实际情况相结合，才能判断）五、植物磷素营养失调症状五、植物磷素营养失调症状（一）磷素营养缺乏症（一）磷素营养缺乏症 植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立，分蘖或分枝少植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立，分蘖或分枝少 花芽
13、分化延迟，落花落果多花芽分化延迟，落花落果多 多种作物茎叶呈紫红色，水稻等叶色暗绿症状从茎多种作物茎叶呈紫红色，水稻等叶色暗绿症状从茎 基部开始基部开始（二）磷素过多（二）磷素过多 无效分蘖增加、早衰，造成锌、铁、锰的缺乏等无效分蘖增加、早衰，造成锌、铁、锰的缺乏等Rice plants of P deficiency (foreground) and normal rice plant (background)田田 间间 水水 稻稻 缺缺 磷磷Phosphorus DeficiencyStunted, reddish purple tips and leaf marginsCorn 苗期时苗
14、期时植株矮小，植株矮小，因为碳水因为碳水化合物代谢受阻，植物体内易形化合物代谢受阻，植物体内易形成花青素，如玉米的茎常出现成花青素，如玉米的茎常出现紫紫红色红色症状。症状。缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化较重缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化较重玉玉米米秃秃尖尖Sorghum plants of P deficiencyPear tree of P deficiency第二节第二节 土壤中的磷素及其转化土壤中的磷素及其转化一、土壤中磷的含量一、土壤中磷的含量 我国耕地土壤的全磷量：我国耕地土壤的全磷量：0.21.1g/kg，呈地带性呈地带性分布规律：分布规律：从南到北、从东到西从南到北、从东到西
15、逐渐增加逐渐增加 影响因素：影响因素：土壤母质、成土过程、耕作施肥等土壤母质、成土过程、耕作施肥等 土壤供磷状况以土壤供磷状况以土壤有效磷土壤有效磷含量表示：含量表示： (Olsen法法) 土壤有效磷（土壤有效磷（P）10mg/kg，表示有效磷较高，表示有效磷较高 土壤有效磷（土壤有效磷（P） 5 mg/kg，表示有效磷不足，表示有效磷不足Phosphorus Status in Soils of ChinaAvailable P content (Bray II)Pink: 30mg/kg (moderately deficient)Red: 20mg/kg (deficient)Dark
16、red: 28% 高高 酸制法酸制法 水溶性磷肥过磷酸钙水溶性磷肥过磷酸钙1828 中中 热制法热制法 枸溶性磷肥钙镁磷肥枸溶性磷肥钙镁磷肥 固定固定4. 施用方法施用方法(1) 土壤性质土壤性质红壤、黄壤等酸性土壤最适宜红壤、黄壤等酸性土壤最适宜有效磷含量低的非酸性土有效磷含量低的非酸性土(2) 作物种类：作物种类：吸磷能力强的作物效果较好，如吸磷能力强的作物效果较好，如油菜、油菜、 豆科作物和豆科绿肥豆科作物和豆科绿肥(3) 粒径大小：粒径大小：规格要求规格要求90过过0.177mm的筛的筛(80目目)(4) 施用技术施用技术可作基肥、种肥和追肥可作基肥、种肥和追肥 与有机肥料堆沤后施用，
17、可提高肥效与有机肥料堆沤后施用，可提高肥效与水溶性磷肥、氮肥、钾肥等配合施用与水溶性磷肥、氮肥、钾肥等配合施用冷浸田，贫瘠冷浸田，贫瘠土壤效果良好土壤效果良好(二二) 其它枸溶性磷肥其它枸溶性磷肥 钢渣磷肥钢渣磷肥 脱氟磷肥脱氟磷肥 沉淀磷酸钙沉淀磷酸钙 偏磷酸钙偏磷酸钙沉淀沉淀磷酸钙磷酸钙脱氟磷肥脱氟磷肥偏磷酸钙偏磷酸钙碱熔磷肥碱熔磷肥第三类：难溶性磷肥第三类：难溶性磷肥特点：所含磷酸盐不溶于水，只溶于强酸，特点：所含磷酸盐不溶于水，只溶于强酸， 肥效迟缓而稳长，属肥效迟缓而稳长，属迟效性磷肥迟效性磷肥类型：磷矿粉、鸟粪磷矿粉、骨粉类型：磷矿粉、鸟粪磷矿粉、骨粉 小结：土壤有效磷增加和减少的
18、途径小结：土壤有效磷增加和减少的途径施肥施肥 矿物矿物 难溶性难溶性 (有机、无机有机、无机) 矿化矿化 磷释放磷释放 植物吸收植物吸收 生物固定生物固定 化学沉淀化学沉淀 闭蓄态固定闭蓄态固定 淋失淋失 吸附固定吸附固定土壤有效磷土壤有效磷我国磷肥的利用率平均为我国磷肥的利用率平均为1025 第四节第四节 磷肥的合理分配与施用磷肥的合理分配与施用一、土壤供磷状况与磷肥的分配一、土壤供磷状况与磷肥的分配 全全磷磷含含量量在在0.080.1%以以下下，施施用磷肥均有增产效果用磷肥均有增产效果 有有效效磷磷含含量量更更能能反反映映土土壤壤磷磷素素的的供供应水平应水平影响土壤有效磷的因素：影响土壤有
19、效磷的因素：1.土壤有效氮与有效磷的比值：土壤有效氮与有效磷的比值：4，磷肥效果明显，磷肥效果明显2.土土壤壤有有机机质质含含量量：与与有有效效磷磷含含量量呈呈正正相相关关，每每增增加加0.5的有机质，可相应提高的有机质，可相应提高5mg/kg的有效磷的有效磷3.土壤土壤pH：在在pH5.5-7.0范围，磷的有效性最大范围，磷的有效性最大4.土壤熟化程度：土壤熟化程度：高，有效磷含量也高，磷肥的效果就差。高，有效磷含量也高，磷肥的效果就差。5.水水田田淹淹水水后后，Eh降降低低，磷磷酸酸高高铁铁被被还还原原为为磷磷酸酸亚亚铁铁，溶溶解解度度提提高高；酸酸性性土土壤壤pH提提高高，促促进进磷磷酸
20、酸铁铁、铝铝水水解解，可可使磷的使磷的有效性增加有效性增加 总之，应把磷肥优先分配于总之，应把磷肥优先分配于有效磷含量有效磷含量低的低产土壤上。低的低产土壤上。二、作物需磷特性与轮作中磷肥的分配二、作物需磷特性与轮作中磷肥的分配 作物的需磷特性作物的需磷特性u需磷较多的作物，如：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）、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、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）、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，既能瓜类、果树、桑树和茶
21、树等施磷肥效果较好，既能 提高产量，又能改善品质。提高产量，又能改善品质。u大田作物对磷肥的反应顺序如下：大田作物对磷肥的反应顺序如下： 冬季绿肥作物冬季绿肥作物一般豆科旱地作物一般豆科旱地作物大麦、小麦大麦、小麦早稻早稻旱稻旱稻 (一一) 水旱轮作中的磷肥施用水旱轮作中的磷肥施用 我国稻区的轮作制度：麦类、油菜水稻我国稻区的轮作制度：麦类、油菜水稻 绿肥水稻绿肥水稻 在在水水旱旱轮轮作作中中，土土壤壤由由干干变变湿湿的的过过程程中中，有有效效磷磷增加，增加，原因？原因？因因此此，在在水水旱旱轮轮作作中中，磷磷肥肥的的分分配配应应掌掌握握“旱旱重重水轻水轻”的原则，将磷肥重点分配的原则，将磷肥
22、重点分配在旱作在旱作上。上。 当当豆豆科科作作物物与与水水稻稻轮轮作作时时，更更应应该该将将磷磷肥肥施施在在豆科作物豆科作物上，更能充分发挥上，更能充分发挥“以磷增氮以磷增氮”的效果。的效果。 在有豆科作物的轮作中，在有豆科作物的轮作中，优先把磷优先把磷肥分配给豆科作物肥分配给豆科作物，在改善豆科作物磷，在改善豆科作物磷素的同时，可促进其生物固氮作用，当素的同时，可促进其生物固氮作用，当豆科作物的秸秆作为绿肥回田后，还可豆科作物的秸秆作为绿肥回田后，还可为后作提供氮素营养。为后作提供氮素营养。以磷增氮：以磷增氮： (二二) 旱作轮作中的磷肥施用旱作轮作中的磷肥施用有有绿绿肥肥或或豆豆类类的的轮
23、轮作作中中，优优先先施施在在绿绿肥肥或或豆豆科科作作物物上，其间接作用很明显。上，其间接作用很明显。在在麦棉轮作麦棉轮作地区，重点施在棉花上。地区，重点施在棉花上。需需磷磷特特性性相相似似的的作作物物轮轮作作时时，磷磷肥肥用用于于秋秋播播的的越越冬冬作作物物比比用用于于春春播播的的效效果果明明显显。因因为为秋秋播播后后，温温度度逐逐步步降降低低，土土壤壤微微生生物物活活动动能能力力差差，土土壤壤供供磷磷能能力力差差，增增施施磷磷肥有利于壮苗，增强抗寒能力，促进早发。肥有利于壮苗，增强抗寒能力，促进早发。三、磷肥品种与其合理分配和施用三、磷肥品种与其合理分配和施用 施用原则：减少水溶性磷施用原则
24、：减少水溶性磷肥的固定，增加非水溶性磷的肥的固定，增加非水溶性磷的释放。释放。 表表 磷肥品种的合理分配和施用磷肥品种的合理分配和施用磷肥品种磷肥品种 作物品种作物品种生长期生长期土壤类型土壤类型难溶性磷肥难溶性磷肥 吸磷能力强吸磷能力强作基肥作基肥酸性土壤酸性土壤 如荞麦、萝卜菜、如荞麦、萝卜菜、 油菜及豆科植物油菜及豆科植物枸溶性磷肥枸溶性磷肥 吸磷能力较强吸磷能力较强多作基肥多作基肥酸性土壤酸性土壤 有效磷低的有效磷低的非酸性土壤非酸性土壤水溶性磷肥水溶性磷肥 吸磷能力较差吸磷能力较差苗期、苗期、适于各种土壤适于各种土壤 对磷反应敏感对磷反应敏感生长前期生长前期 中性或中性或 如甘薯、马
25、铃薯如甘薯、马铃薯根外追肥根外追肥碱性土更好碱性土更好l多多数数作作物物苗苗期期是是磷磷素素的的营营养养临临界界期期，所所以以在在苗苗期期应应分配少量分配少量水溶性磷肥。水溶性磷肥。l在在旺旺盛盛生生长长期期植植物物虽虽然然对对磷磷素素需需求求增增加加，但但此此时时根根系系发发达达，吸吸收收磷磷的的能能力力强强，可可以以利利用用作作为为基基肥肥的的难难溶性或弱酸溶性磷肥；溶性或弱酸溶性磷肥；l生长后期可以通过磷在体内的再利用来满足需要。生长后期可以通过磷在体内的再利用来满足需要。磷肥的施用与生育期的关系磷肥的施用与生育期的关系四、改进施肥方法四、改进施肥方法(一一) 相对集中施用相对集中施用目
26、的：目的：减少磷肥与土壤的直接接触，增加与根系的接触面积减少磷肥与土壤的直接接触，增加与根系的接触面积 要求：要求：以基肥为主，配施种肥，早施追肥以基肥为主，配施种肥，早施追肥(二二) 磷肥与其它肥料配合施用磷肥与其它肥料配合施用在中低肥力土壤上，在中低肥力土壤上，N、P的配施的配施比在高肥力土壤上显著比在高肥力土壤上显著与与钾肥钾肥和和有机肥有机肥配施配施酸性土壤中适当增施酸性土壤中适当增施石灰石灰或或微量元素微量元素肥料肥料五、磷肥施用与环境污染五、磷肥施用与环境污染(一一) 水体污染水体污染u从土体中淋失到水体中，造成富营养化，例如赤潮。从土体中淋失到水体中，造成富营养化，例如赤潮。u封
27、闭的水体，含氮封闭的水体，含氮0.2mg/kg, PO43-0.015mg/kg就会出现就会出现“藻化藻化”，使水质恶化。，使水质恶化。 (二二) 其他有害元素污染其他有害元素污染 1. 来源：来源：主要是原矿中镉、氟、铅等在磷肥的制造过主要是原矿中镉、氟、铅等在磷肥的制造过程中所造成的。程中所造成的。2. 危害的例子危害的例子 Cd: 瑞典，土壤中瑞典，土壤中Cd的年增加量为的年增加量为0.15 丹麦，土壤中丹麦，土壤中Cd的年增加量为的年增加量为0.08 因因Cd易易被被作作物物吸吸收收积积累累，若若长长期期在在耕耕层层土土壤壤富富集集，这这会会通通过过食食物物链链危危害害人人畜畜。日日本本曾曾有有因因食食用用“镉镉米米”造造成成骨痛病的报道骨痛病的报道 F: 过过多多（水水2mg/L），破破坏坏人人牙牙齿齿的的珐珐琅琅质质，使使骨质硬化，骨骼发脆骨质硬化，骨骼发脆措施：措施：合理分配和施用磷肥；并采用长期定位合理分配和施用磷肥；并采用长期定位 田间试验等方法监测田间试验等方法监测本章小结：本章小结：1.植物的磷素营养植物的磷素营养 (掌握磷素的失调症状及掌握磷素的失调症状及其原因其原因)2.土壤中的磷素及其转化土壤中的磷素及其转化3.磷肥的种类、性质及其施用磷肥的种类、性质及其施用(掌握，重点掌握，重点是过磷酸钙是过磷酸钙)4.磷肥的合理施用磷肥的合理施用（掌握）（掌握）
