土壤肥料學(xué)通論（肥料學(xué)部分）第六章植物營(yíng)養(yǎng)與施肥的基本原理第七章土壤與植物氮素營(yíng)養(yǎng)及化學(xué)氮肥第八章土壤與植物磷、鉀素營(yíng)養(yǎng)及化學(xué)磷、鉀肥第九章土壤與植物中的中、微量元素及其肥料第十章復(fù)混肥料第十一章有機(jī)肥料1

土壤的磷素

作物的磷素營(yíng)養(yǎng)

磷肥鉀素肥料第八章磷鉀素肥料2

土壤磷素含量

土壤磷素形態(tài)

土壤磷素轉(zhuǎn)化3全磷0.2~1.1g/kg全國(guó)總趨勢(shì)：從北南減西北南東減少增加影響因素：土壤母質(zhì)、

成土過程、耕作施肥等4土壤供磷狀況以土壤有效磷(AvailablePcontent)含量表示：中性或石灰性土壤：P<10mg/kg，表示有效磷不足 酸性土壤：P<15mg/kg，表示有效磷不足我國(guó)土壤有效磷素含量分布圖AvailablePcontent(BrayII)Pink<30mg/kg(moderatelydeficient)Red:<20mg/kg(deficient)Darkred:<10mg/kg(severelydeficient)5土壤中磷的來源和數(shù)量土壤有機(jī)磷的來源包括有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)、微生物和腐爛昆蟲以及其它生命的軀體。大多數(shù)農(nóng)業(yè)土壤中的磷是以對(duì)植物無效的形態(tài)存在。（全磷）任何時(shí)候，土壤全磷只有極少量存在于土壤溶液中，這種磷通常每畝不到0.3公斤。

（有效磷）一般，只有存在于土壤溶液中的磷，才能被植物吸收利用。6無論磷是來自磷灰石、化肥或糞肥，還是有機(jī)質(zhì)，一些磷將與鈣、鐵和鋁形成化合物。這些化合物大部分對(duì)植物無效，因其不溶于水。它們被認(rèn)為是處于“儲(chǔ)備”或“固定”形態(tài)。但是磷酸鹽如磷酸二鈣和磷酸八鈣是相對(duì)有效的。

注：7土壤溶液中的無機(jī)磷主要以H2PO4－和HPO42－形態(tài)存在，被植物吸收和利用。有機(jī)磷我國(guó)20%~50%

(OP)無機(jī)磷

(IP)Ca-P石灰性土壤iP的主要形態(tài)Fe-P、Al-P酸性土壤iP的主要形態(tài)閉蓄態(tài)P被鐵氧化物膠膜包被的磷酸鹽形態(tài)8土壤磷素的轉(zhuǎn)化我國(guó)土壤有效磷素含量分布圖磷的固定磷的釋放土壤中可溶性磷化合物轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄曰蚓徯缘倪^程。土壤中植物難利用態(tài)磷轉(zhuǎn)化為可利用態(tài)磷的過程，是土壤中磷的有效化過程。9土壤磷素的轉(zhuǎn)化施肥

有機(jī)態(tài)磷(影響礦化率的因素)

H2PO4－

無定形磷酸鹽結(jié)晶態(tài)磷酸鹽HPO42－

閉蓄態(tài)磷(有效性降低)

吸附態(tài)磷礦物礦化Eh交替變化老化生物礦化固定作用化學(xué)固定釋放作用解吸吸持

作用固定我國(guó)土壤有效磷素含量分布圖10固定機(jī)制化學(xué)固定作用吸附作用生物固定作用11磷肥的利用率10%~25%，其原因：一是磷的固定作用二是磷在土壤中移動(dòng)性很小

究竟P實(shí)際上移動(dòng)多遠(yuǎn)呢？如果一種土壤土中的P距根6毫米以上，那么它就不能移動(dòng)到近得足以被根吸收。據(jù)估計(jì)，生長(zhǎng)中的作物根系只能與耕層土壤的1%到3%土壤接觸。12Ca、Mg控制的轉(zhuǎn)化體系：石灰性土壤中性土壤Fe、Al控制的轉(zhuǎn)化體系：酸性土壤一般溶解度很小，可逆性很小形成磷酸鹽沉淀13非專性吸附：—OH粘粒+H+pH低時(shí)—OH+H+H2PO4-—OH+H—O—P—OH=O│

OH土粒表面的靜電引力對(duì)離子的吸附。14專性吸附：OM—OHM—OH+PO-OHOOHOH-OM—O—PM—OHOOHOHH2OOM—OM—OPOOH非靜電因素引起的土壤對(duì)離子的吸附。15生物固定土壤微生物吸收水溶性磷酸鹽構(gòu)成其軀體，使水溶性磷暫時(shí)被固定起來的過程好處：隨著微生物世代更替而被較快地釋放，在一定程度上避免了土壤磷的化學(xué)固定等過程，增加了磷肥長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的植物有效性。16土壤磷素的轉(zhuǎn)化我國(guó)土壤有效磷素含量分布圖磷的固定磷的釋放土壤中可溶性磷化合物轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄曰蚓徯缘倪^程。土壤中植物難利用態(tài)磷轉(zhuǎn)化為可利用態(tài)磷的過程，是土壤中磷的有效化過程。17我國(guó)土壤全磷含量很高，200-1100mg/kg，因此，活化土壤本身的磷素很重要。例1：白羽扇豆例2：篩選耐缺磷的作物品種（如大豆）18白羽扇豆19幼年期3天成熟期5-6天衰老期8-9天20質(zhì)子:溶解土壤中的磷酸鈣沉淀有機(jī)酸:活化土壤中被吸附的磷排根的形成磷酸酶:活化土壤中的有機(jī)磷酚類物質(zhì):抑制土壤微生物對(duì)所分泌的有機(jī)酸的分解磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)載體:迅速吸收土壤中的磷酸鹽生理上適應(yīng)缺磷的機(jī)制21白羽扇豆(LupinusalbusL.)對(duì)照不施磷施用磷礦石

施用水溶性磷肥22Contrastingmaterialsinthe“corecollection”ofsoybeangermplasmonlow-Psoils23以大豆磷高效根系性狀為改良目標(biāo)的常規(guī)育種ConventionalBreedingofRootTraitstoPEfficiencyLocalVarietiesP-EfficientLines

BackcrossbreedingRecurrentselectionMutationbreeding242006年國(guó)家審定品種NationallyCertifiedVarieties華春1號(hào)HC-1華春2號(hào)HC-2春大豆SpringSeries夏大豆SummerSeries華夏1號(hào)HX-1華夏3號(hào)HX-325

作物體內(nèi)磷的含量

磷的生理功能

作物磷素失調(diào)的癥狀

作物對(duì)磷的吸收26磷含量0.1%~0.5%

形態(tài)有機(jī)磷85%無機(jī)磷15%有機(jī)磷：核酸，植素，磷脂無機(jī)磷：鈣，鎂，鉀的正磷酸鹽27水稻不同生育階段不同器官中的磷含量（%）生育期葉片葉鞘莖穗合計(jì)分蘗盛期抽穗前期成熟期67.4825.414.7732.5134.094.51—23.966.68—16.5484.06100100100磷的移動(dòng)性大，再利用能力強(qiáng)。28許多重要化合物的組成元素：參與植物體內(nèi)許多代謝過程碳水化合物的合成和運(yùn)轉(zhuǎn)氮代謝脂肪代謝抗逆性

抗旱、抗寒核酸、植素、高能磷酸化合物、磷脂29左為施氮磷鉀的正常油菜；中為不施肥的，對(duì)照為缺磷的油菜，表現(xiàn)為生長(zhǎng)停滯，其生長(zhǎng)量與不施肥處理相差無幾。油菜對(duì)缺磷很敏感，可以作為土壤缺磷的指示作物。30自左至右，依次為油菜幼葉至老葉，缺磷油菜葉片從暗綠、暗紫發(fā)展至紫紅色。？31圖為花椰菜缺磷的癥狀：紅色花序，葉片硬化，尖角，并有紫邊。32水稻缺磷生長(zhǎng)滯緩，不分蘗，呈“一柱香”的僵態(tài)33棉花34小麥缺磷分蘗減少，葉色呈紫紅色澤。35小麥36總結(jié)：缺磷癥狀各種代謝過程受抑制，植株生長(zhǎng)遲緩，延遲成熟葉色暗綠或灰綠

缺磷嚴(yán)重時(shí)，玉米、番茄、油菜等的莖葉出現(xiàn)紫紅色斑點(diǎn)或條紋37磷不足影響蔗糖運(yùn)輸，植株內(nèi)糖相對(duì)積累，并形成較多的花青素，使植株呈紫紅色。（缺磷癥狀）生產(chǎn)實(shí)踐38磷過多的危害

禾本科無效分蘗多，癟粒多

P與Si拮抗，水稻→稻瘟病39pH7.2介質(zhì)的pH影響溶液中磷的形態(tài)：

酸性介質(zhì)：H2PO4-為主pH＝7.2：[H2PO4-]＝[HPO42

-]pH升高：HPO42

-、PO43

–為主

通常在pH5.5～7.0范圍內(nèi)，有利于多數(shù)作物對(duì)磷的吸收。40主要通過根毛區(qū)逆濃度主動(dòng)吸收以液泡膜上H+-ATP酶的H+為驅(qū)動(dòng)力

pH<7時(shí)，H2PO4-1吸收多

pH>7時(shí)，H2PO4-1吸收多PH2PO4-1HPO4-2吸收41

發(fā)展概況

種類

合理施用42年份中國(guó)的磷肥生產(chǎn)情況產(chǎn)量（萬噸五氧化二磷）我國(guó)的磷肥生產(chǎn)43磷礦資源全磷>12.2%高品位磷礦全磷7.86%~12.2%中品位磷礦全磷<7.86%低品位磷礦我國(guó)有90%的磷礦資源屬于中低品位磷礦44酸制法——水溶性磷肥（H2PO4-）熱制法——高溫；弱溶性磷肥（

HPO42-或

Ca3(PO4)2）；機(jī)械法——難溶性磷肥；機(jī)械粉碎、磨細(xì)制成；45水溶性磷肥的基本性質(zhì)肥料品種主要成分%主要化合物溶解性能吸濕性普通過磷酸鈣P：6~9

S：10~20

Ca：20Ca(H2PO4)2·H2O

CaSO4·2H2O86%溶于水，

其它溶于檸檬酸（鹽）溶液遇潮結(jié)塊重過磷酸鈣P：20~22

Ca：12~16Ca(H2PO4)2·H2O同上吸濕有腐溶性磷酸一銨P：20~26

N：10~13NH4H2PO495~100%溶于水磷酸二銨P：20~23

N：15~18(NH4)2H2PO4同上普通過磷酸鈣：是我國(guó)使用量最大的一種水溶性磷肥46水溶性磷肥的施用技術(shù)原則：盡可能減少與土壤的接觸

盡可能增加與根群的接觸集中施用與有機(jī)肥料混合施用與其它化肥配合施用措施47機(jī)理

有機(jī)肥分解產(chǎn)生有機(jī)酸，可溶解或解吸土壤中的Fe-P，Ca-P

有機(jī)肥料中碳水化合物對(duì)土壤磷吸附位的掩蔽

酸性土壤條件下，有機(jī)質(zhì)與Al3+形成絡(luò)合物，降低酸性土壤對(duì)磷的吸附量。48弱酸溶性磷肥的基本性質(zhì)磷肥品種主要成分%主要化合物溶解性能鈣鎂磷肥P：6~10鈣鎂硅磷鹽溶于檸檬酸沉淀磷肥P：8~13CaHPO4

CaHPO4·2H2O溶于檸檬酸鋼渣磷肥P：4~95CaO·P2O5·SiO27CaO·P2O5·SiO2溶于檸檬酸枸溶性磷主要指不溶于水而能夠被弱酸溶解的磷。只有被土壤溶液中的酸或植物根的分泌物溶解后農(nóng)作物才能吸收49鈣鎂磷肥施入土中的變化Ca3(PO4)2CaHPO4Ca(H2PO4)2H+H+酸性土壤根系分泌的有機(jī)酸鈣鎂磷肥：在我國(guó)使用量居第二位H+50合理分配：

土壤狀況

作物需磷特性

磷肥特性

磷肥施用技術(shù)51磷肥的施用技術(shù)1、合理確定施用時(shí)間水溶性磷肥：不宜提早施用弱酸溶性磷肥：適當(dāng)提前施用2、以基肥施用較好，不宜做追肥3、施肥方式以條施或穴施等集中施用方法；52土壤有效磷含量與磷肥反應(yīng)的分級(jí)指標(biāo)測(cè)定方法

有效磷（P）含量

作物對(duì)磷肥的反應(yīng)

0.5MNaHCO3浸提法

<5ppm<10ppm10~15ppm

>15ppm嚴(yán)重缺磷，對(duì)磷肥反應(yīng)極好，磷是限制因子

缺磷，磷肥有良好的反應(yīng)

對(duì)需磷迫切的豆科及綠肥作物，磷肥有效，對(duì)水稻小麥效果不顯著

一般無效

53喜磷豆科、綠肥、油菜不喜磷禾本科作物旱旱輪作旱重水輕（水，利用殘效）磷肥優(yōu)先分配于喜磷作物，以磷增氮需磷特性相似，則優(yōu)先分配越冬作物水旱輪作54酸性土壤上，溶解性不重要；難溶性的甚至更有效；水溶性磷肥適用于一切土壤，一切作物，但最好用于中性和石灰性土壤；枸溶性磷肥適用于酸性土壤，此時(shí)，其等量的肥效常可高于水溶性磷肥；難溶性磷肥則只適用于強(qiáng)酸性土壤（pH值<5.5）。55鉀素肥料

作物的鉀素營(yíng)養(yǎng)

土壤的鉀素

鉀肥56

作物體內(nèi)鉀含量

鉀的生理功能

鉀營(yíng)養(yǎng)失調(diào)的癥狀57鉀含量>磷含量，與氮相當(dāng)，禾谷類：種子含量低；莖桿含量高。薯類：塊根、塊莖含量高；喜鉀作物：煙草；馬鈴薯，甘蔗，西瓜鉀隨生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移；幼嫩部位高58酶的活化劑增強(qiáng)植物抗逆性

鉀是品質(zhì)元素

59花椰菜甘藍(lán)蔬菜施用鉀肥對(duì)商品品質(zhì)的影響-K+K-K+K60施用硫酸鉀對(duì)油炸薯片色澤的影響+K-K61施用硫酸鉀對(duì)馬鈴薯塊莖內(nèi)部變黑程度的影響-K+K62棉花紅葉莖枯病63胡麻葉斑病6465梨樹66花生缺鉀67白菜缺鉀的癥狀：在開始結(jié)球時(shí)其下部葉片黃化，并枯葉脈間出現(xiàn)壞死斑點(diǎn)。68油菜缺鉀的癥狀：從葉緣開始黃化，沿脈間失綠有褐色斑點(diǎn)或局部有白色干枯組織69黃瓜鉀過剩的癥狀：鉀過剩有兩種類型，一是與鎂相似的葉脈間失綠一種是葉緣上卷呈凹凸?fàn)睢?0下部老葉失綠并壞死根系不發(fā)達(dá)，易倒伏嚴(yán)重缺鉀棉花“紅葉莖枯病”水稻“胡麻葉斑病”71

土壤鉀形態(tài)

土壤鉀轉(zhuǎn)化72土壤鉀素形態(tài)據(jù)化學(xué)

形態(tài)分結(jié)構(gòu)鉀非交換性鉀交換

性鉀水溶

性鉀對(duì)植物有效性分礦物態(tài)鉀90~98%緩效性鉀1~10%速效性鉀存在處長(zhǎng)石、云母結(jié)構(gòu)內(nèi)蒙脫石等晶層內(nèi)黑云母和部分水云母結(jié)構(gòu)內(nèi)顆粒外表面土壤溶液中保持力配位

作用層間吸附，配位作用靜電

引力呈離

子態(tài)相對(duì)含量90~98%1~10%1~2%供鉀潛力供鉀能力的容量因素供鉀能力的強(qiáng)度因素73土壤速效鉀水平與鉀肥肥效速效鉀（K2O）等級(jí)對(duì)鉀肥的反應(yīng)mg/kgkg/畝<4040~8383~150150~200>200<66~12.512.5~2.522.5~30>30極低低中高極高極明顯一般有效一定條件下有效一般無效不需施用74固定風(fēng)化交換性鉀緩效鉀礦物鉀釋放水溶性鉀固定釋放解吸吸附風(fēng)化植物吸收淋溶土壤中各種形態(tài)鉀之間轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡75鉀肥的種類、性質(zhì)及施用(一)鉀鹽礦資源鉀鹽礦種類

鉀礦床：明礬石、鉀長(zhǎng)石和光鹵石 內(nèi)陸鹽湖鉀鹽礦：如察爾汗鹽湖 沿海鹽場(chǎng)的鹽鹵：我國(guó)沿海地區(qū)的鹽場(chǎng)76鉀鹽礦鉀礦床鉀礦石鉀鹽礦77世界鉀礦儲(chǔ)量（×106tK2O）

國(guó)家潛在儲(chǔ)量易利用儲(chǔ)量世界26124.75793俄羅斯68003000加拿大14001400德國(guó)830480白俄羅斯544240以色列1200108美國(guó)290832.鉀鹽礦儲(chǔ)量

我國(guó)鉀礦資源極貧乏，全國(guó)總儲(chǔ)量約為2億多噸

(折K2O約1億多噸)78(二)鉀肥制造簡(jiǎn)介1.歷史與現(xiàn)狀

歷史：最原始的施鉀方法是使用草木灰；自1860年起，德國(guó)開采鉀鹽礦制得氯化鉀和硫酸鉀，開始了鉀肥的工業(yè)化生產(chǎn)。

目前，世界各國(guó)生產(chǎn)的鉀95％用作肥料。鉀肥品種中，氯化鉀約占95％， 硫酸鉀約占5％； 硝酸鉀、碳酸鉀少量79鹽鹵含鉀礦物可溶性鉀礦難溶性鉀礦分離提純分解提純鉀肥產(chǎn)品KCl,K2SO4含鉀礦物生產(chǎn)鉀肥的示意圖80世界鉀肥生產(chǎn)的主要國(guó)(1998)國(guó)家產(chǎn)量(×104t，K2O)位次占世界產(chǎn)量比重（％）世界2037.85－100.0加拿大714.1135.0德國(guó)286.0214.0俄羅斯259.7312.7以色列134.246.61.世界鉀肥生產(chǎn)的主要國(guó)家81我國(guó)的鉀肥生產(chǎn)與氮、磷、鉀比例年份產(chǎn)量(×104t，K2O)N:P2O5:K2O19580.11:0.28:0.00719700.51:0.60:0.00319802.01:0.23:0.00219904.61:0.28:0.003199512.21:0.25:0.007200186.01:0.30:0.022005～1201:0.37:0.032.我國(guó)的鉀肥生產(chǎn)與氮、磷、鉀比例82由于農(nóng)田土壤鉀素負(fù)平衡加劇，鉀素虧缺已成為限制我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要障礙因素之一（第二次土壤普查結(jié)果表明，全國(guó)一半以上的土壤缺鉀）83

我國(guó)鉀礦資源貧乏,農(nóng)田缺鉀形勢(shì)嚴(yán)峻青海(3億噸，占全國(guó)97%)，云南思茅1989年之前，我國(guó)施用鉀肥全部依賴進(jìn)口2001年，全國(guó)鉀肥施用量500萬噸，其中國(guó)產(chǎn)鉀肥50萬噸，只占1/102001年，全國(guó)有60%耕地缺鉀，其中包括湖北在內(nèi)的南方地區(qū)缺鉀比例高達(dá)70-80%84緩和鉀肥供需矛盾的措施(2)充分利用農(nóng)家肥 如有機(jī)肥、灰肥－－生物循環(huán)(1)依靠進(jìn)口鉀肥(3)合理分配和施用有限的鉀肥 五看：天、地、植物、肥料、措施85常用的含鉀肥料窯灰鉀肥氯化鉀硫酸鉀草木灰磷酸二氫鉀硝酸鉀86（三）種類化學(xué)鉀肥：KCl、K2SO4農(nóng)家肥料：草木灰工業(yè)副產(chǎn)品：窯灰鉀肥87鉀肥對(duì)產(chǎn)量的影響與經(jīng)濟(jì)效益分析作物K2SO4效果KCl效果增產(chǎn)（t/hm）效益（元）/kgK2O增產(chǎn)（t/hm）效益（元）/kgK2O西瓜菠菜黃瓜番茄2.197.7921.493.2719.1814.3314.1218.271.205.5513.714.4610.510.219.148.7988成分和性質(zhì)

成分：

KCl，含K2O

50%~60%

(含K52%，Cl47.6%)

性質(zhì)：白色、淡黃色或紫紅色結(jié)晶 易溶于水，呈化學(xué)中性 有吸濕性，久存會(huì)結(jié)塊

生理酸性肥料

常用鉀肥的性質(zhì)和施用（一）氯化鉀(potassiumchloride)89青海鹽湖鉀肥股份有限公司

——“鹽橋”牌氯化鉀902.施用(1)方法：可作基肥、追肥施用，不宜作種肥。(2)土壤：在酸性和中性土壤作基肥時(shí)，應(yīng)與磷礦粉、有機(jī)肥、石灰等配合施用，一方面防止酸化，另一方面促進(jìn)磷礦粉中磷的有效化。(3)作物：適宜一般作物； 含有47.6%C1-，特別適于棉花、麻類等纖維作物，因?yàn)镃1-對(duì)提高纖維含量和質(zhì)量有良好的作用；不宜忌氯作物，如馬鈴薯、甘薯、甜菜、柑桔、煙草、茶樹等。(4)用量：K2O60～90kg/hm291（二）硫酸鉀(potassiumsulphate)1.成分與性質(zhì)成分：K2SO4，含K2O50%~54% (含K43.8%,S17.6%)性質(zhì)：白色或淡黃色結(jié)晶； 溶于水，呈化學(xué)酸性； 吸濕性小； 生理酸性肥料硫酸鉀922.施用

適合各種作物和土壤，可作基肥、追肥、種肥及根外追肥。

在酸性土壤上應(yīng)與有機(jī)肥、石灰等配合施用；在通氣不良（還原性強(qiáng)）的土壤中盡量少用。穴施93注意：

硫酸鉀的價(jià)格比氯化鉀昂貴，因此通常情況下應(yīng)盡量選用氯化鉀，減少施肥的投資，增加經(jīng)濟(jì)效益。