土壤—植物系統(tǒng)中磷素平衡與磷肥合理施用

番紹玲++楊麗員

摘要 介紹了土壤-植物系統(tǒng)中的磷素平衡原理，包括土壤磷素的來源及消耗途徑，總結(jié)了生產(chǎn)上常用磷肥的種類和性質(zhì)，并提出合理施用磷肥的方法和提高磷肥肥效的措施。

關(guān)鍵詞 土壤-植物系統(tǒng)；磷素平衡；磷肥；合理施肥

中圖分類號(hào) S143.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）08-0192-02

磷是植物必需的大量元素，是肥料三要素之一，在植物生育過程中發(fā)揮著重要的營(yíng)養(yǎng)功能，是植物體內(nèi)許多重要化合物如核酸、磷脂、植素等組成元素和能量貯存的重要形式，并參與植物體內(nèi)的氮素代謝和碳水化合物的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)植物早熟、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)起著非常重要的作用。植物體內(nèi)磷的含量（P2O5）一般為植株干重的0.2%～1.1%。研究表明，農(nóng)作物中等產(chǎn)量水平時(shí)，吸收的磷中50%～70%來自于土壤，其他需要靠施肥補(bǔ)充，耕地土壤的磷素主要來源于土壤礦物的風(fēng)化釋放和磷肥的施用。我國(guó)耕地土壤，特別是南方紅壤類土壤的含磷量都很低，磷的有效性很差，大多數(shù)土壤的全磷含量（P2O5）在0.2～1.1 g/kg之間，其中99%以上為遲效磷，植物當(dāng)季能利用的有效磷僅占1%左右。因?yàn)榇蟛糠滞寥蓝既绷?，所以施用磷肥都能取得較好的肥效，尤其是當(dāng)?shù)适┯昧扛邥r(shí)，施用磷肥常常起到事半功倍的效果。但由于土壤對(duì)磷的固定能力很強(qiáng)，導(dǎo)致生產(chǎn)上磷肥的當(dāng)季利用率很低（僅為10%～25%），施用的磷大部分都存留在土壤中，如長(zhǎng)期不合理施用會(huì)導(dǎo)致土壤磷素失衡，并造成土壤和地下水的污染。因此，合理利用磷肥、提高磷肥利用率，對(duì)于維持土壤-植物系統(tǒng)中的磷素平衡、提高施肥效益、減輕環(huán)境污染都具有十分重要的意義[1-3]。

1 土壤磷素來源途徑

土壤中的磷素主要來源于難溶性無機(jī)磷的釋放、有機(jī)磷的分解及含磷肥料的施用等方面。

1.1 土壤難溶性無機(jī)磷的釋放

土壤中難溶性無機(jī)磷的釋放主要依靠pH-Eh的變化和螯合作用。在石灰性土壤中，難溶性磷酸鹽可借助于微生物呼吸作用和有機(jī)肥料分解產(chǎn)生的二氧化碳、有機(jī)酸作用，逐步轉(zhuǎn)化為有效性較高的磷酸鹽。其次，土壤淹水后，pH值升高，Eh值下降，能促進(jìn)磷酸鐵水解，提高無定型磷酸鐵鹽的有效性，使閉蓄態(tài)磷膠膜溶解，提高活性。因此，水稻土淹水種稻后磷的有效性會(huì)提高，土壤供磷能力也隨之增強(qiáng)。

1.2 土壤有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化

土壤有機(jī)質(zhì)中所含的各種含磷有機(jī)化合物，能在微生物分泌的酶的作用下進(jìn)行水解，逐步釋放出有效磷供植物吸收。

1.3 含磷肥料的施用

如各種有機(jī)肥、化學(xué)磷肥（過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、磷礦粉等）的施用是耕作土壤磷素的主要來源。

2 土壤磷素消耗途徑

土壤中的有效磷或人為施入磷肥中所含的有效磷可以通過作物吸收、化學(xué)固定、吸附固定、閉蓄固定、微生物固定、徑流損失等方式被消耗，其中化學(xué)固定、吸附固定、閉蓄固定、徑流損失等方式是導(dǎo)致土壤有效磷含量下降和磷肥肥效降低的主要原因，為不良消耗途徑。

2.1 作物吸收

作物在生育過程中需要從土壤中吸收大量磷元素，以形成核酸、磷脂、植素等含磷有機(jī)化合物。作物吸收的這部分磷會(huì)隨著農(nóng)產(chǎn)品的收獲而攜出土壤，這是土壤磷素的主要消耗，屬有效消耗。作物吸收的磷素越多，表明磷肥的利用率越高。研究表明，我國(guó)目前的生產(chǎn)力水平下，磷肥的當(dāng)季利用率僅為10%～25%。

2.2 化學(xué)固定

化學(xué)固定是指由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生磷酸鹽沉淀，從而降低磷的有效性的現(xiàn)象。由化學(xué)作用所引起的土壤中磷酸鹽的固定有2種類型：中性、石灰性土壤中，水溶性和弱酸溶性磷酸鹽與土壤中的鈣、鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸多鈣類沉淀而被固定；在酸性土壤中，水溶性和弱酸溶性磷酸鹽與土壤中的鐵、鋁離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成難溶性磷酸鐵、磷酸鋁、磷鋁石、磷鐵礦等被固定。

2.3 吸附固定

在酸性土壤中，存在大量的鐵、鋁氧化物或水化氧化物，它們可以吸附磷酸根離子，并逐漸轉(zhuǎn)化為各種難溶性的磷酸鹽，從而被固定。土壤膠體上吸附的鐵、鋁離子也可起類似的反應(yīng)。

2.4 閉蓄固定

閉蓄固定是指磷酸鹽被溶解度很低的無定性鐵、鋁、鈣質(zhì)等膠膜所包被，從而失去有效性的現(xiàn)象。在酸性強(qiáng)的磚紅壤、紅壤等旱地土壤中，閉蓄態(tài)磷所占比例較大，其有效性非常低。

2.5 生物固定

微生物分解有機(jī)質(zhì)時(shí)，會(huì)吸收利用土壤中的有效磷以組成其軀體，使磷被固定在微生物體內(nèi)。但磷的生物固定只是暫時(shí)的，當(dāng)微生物死亡被分解后，所吸收的磷可被釋放出來供植物利用。

2.6 徑流損失

土壤中的磷素會(huì)隨著地表土壤的徑流作用而損失。農(nóng)田土壤磷素徑流損失的結(jié)果：一方面造成磷肥利用率降低、生產(chǎn)成本上升；另一方面使磷素進(jìn)入水體，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。

3 常用磷肥的種類和性質(zhì)

3.1 過磷酸鈣

過磷酸鈣又稱普通過磷酸鈣，簡(jiǎn)稱普鈣，是我國(guó)生產(chǎn)和應(yīng)用最廣的一種磷肥，其產(chǎn)量約占我國(guó)磷肥產(chǎn)量的70%。它是用硫酸分解磷礦石制取的，成品為深灰色或灰白色粉狀物或粒徑為2～4 mm的顆粒物，有效磷的含量為14%～20%。因?yàn)檫^磷酸鈣易溶于水，水溶液呈酸性反應(yīng)，具有腐蝕性，易吸濕結(jié)塊，并會(huì)引起各種化學(xué)變化，使水溶性磷變成難溶性磷而降低肥效，所以在貯運(yùn)過程中要注意防潮。過磷酸鈣可作基肥、追肥和種肥施用。

3.2 鈣鎂磷肥

鈣鎂磷肥又稱熔融含鎂磷肥，占我國(guó)磷肥總產(chǎn)量的17%左右，僅次于過磷酸鈣。它由磷礦石與含鎂、硅的礦石經(jīng)高溫熔融、水淬、干燥和磨細(xì)而成，成品呈灰綠色或灰棕色粉末，有效磷含量為14%～18%。鈣鎂磷肥呈堿性，物理性狀良好，不吸濕結(jié)塊、無腐蝕性，但所含磷素不溶于水，只溶于弱酸溶液，因而在酸性土中施用肥效較高。

3.3 磷礦粉

磷礦粉由磷礦石直接磨碎而成，為灰褐色粉末，中性至微堿性，不吸濕、不結(jié)塊，貯存方便。磷礦粉含磷量>14%，具體含量因礦物來源不同而異，大部分為植物難吸收的難溶性磷，弱酸溶性磷只占1%～5%，因而只能在酸性土中作基肥施用。

3.4 骨粉

骨粉是以畜骨為原料制成的粉狀產(chǎn)品，一般為灰白色粉末，性質(zhì)類似磷礦粉，含磷量因制作方法的不同而異。生制骨粉的含磷量約為22%，不溶于水，植物利用很慢（特別是在石灰性土壤中），但在酸性土壤中則植物利用速率較快。

4 提高磷肥利用率的途徑

我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中磷肥的利用率很低（10%～25%），其原因：一是磷的固定作用；二是磷在土壤中的移動(dòng)性很小。要有效地維護(hù)土壤—植物系統(tǒng)中的磷素平衡、提高磷肥利用率，就一定要考慮限制其肥效發(fā)揮的這2個(gè)因素，采取相應(yīng)的措施加以克服。

4.1 根據(jù)植物營(yíng)養(yǎng)特性合理施用

不同作物對(duì)磷的需要量不同，一般豆科作物對(duì)磷的需要量較多，糖料作物、油料作物、果樹及經(jīng)濟(jì)林木次之，禾谷類、蔬菜（特別是葉菜類）對(duì)磷的需要量較少。因此，要將磷肥重點(diǎn)施在需磷較多的喜磷作物上。此外，不同作物對(duì)難溶性磷的吸收利用能力差異很大，油菜、蕎麥、肥田蘿卜、番茄、豆科作物吸收利用能力強(qiáng)，施用鈣鎂磷、磷礦粉等溶解性差的磷肥有較好的肥效；而馬鈴薯、甘薯的吸收利用能力弱，最好施用過磷酸鈣等水溶性磷肥。

4.2 根據(jù)輪作周期合理施用

磷肥具有后效，在輪作周期中應(yīng)將磷肥重點(diǎn)施在最能發(fā)揮效果的茬口上。如在油—稻、麥—稻的水旱輪作中，應(yīng)本著旱重水輕的原則將磷肥重點(diǎn)施在油菜、小麥等旱地作物上；旱地輪作中應(yīng)本著“越冬作物重施、多施，越夏作物早施、巧施”的原則分配和施用磷肥。

4.3 根據(jù)土壤條件合理施用

土壤供磷水平、有機(jī)質(zhì)含量、土壤熟化程度、酸堿性等因素都對(duì)磷肥肥效有明顯影響。一般有機(jī)質(zhì)含量低、pH<5.5的酸性土及熟化程度低的土壤供磷水平低、缺磷嚴(yán)重，要優(yōu)先施用、足量施用；中度缺磷的土壤要適量施用、看苗施用；有機(jī)質(zhì)含量多、熟化程度高的土壤含磷豐富，要少施、巧施。此外，酸性土壤可施用鈣鎂磷肥等堿性磷肥和弱酸溶性磷肥，石灰性土壤要優(yōu)先施用過磷酸鈣肥等酸性磷肥和水溶性磷肥。

4.4 根據(jù)磷肥特性合理施用

水溶性磷肥如過磷酸鈣等適用于大多數(shù)作物和土壤，但在石灰性土壤上更適宜，可作基肥、種肥、追肥，宜集中施用；鈣鎂磷肥等弱酸溶性磷肥最好作基肥施于酸性土；磷礦粉、骨粉等難溶性磷肥只能作基肥，撒施于酸性土。

4.5 將磷肥與其他肥料配合施用

植物按一定比例吸收氮、磷、鉀等各種養(yǎng)分，只有在協(xié)調(diào)氮、鉀平衡營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)上合理施用磷肥才能有較好的肥效；在酸性土壤和微量元素缺乏的土壤上，還要配施石灰和微量元素肥料，才能更好地發(fā)揮磷肥的增產(chǎn)效果；磷肥與有機(jī)肥混合或堆漚施用，可減少土壤對(duì)磷的固定作用，促進(jìn)難溶性磷肥溶解，起到以磷增氮的作用，是磷肥合理施用的一項(xiàng)重要措施。

4.6 采取合理的磷肥施用方法

在酸性土、石灰性土等固磷能力強(qiáng)的土壤中，采用條施、穴施、溝施、塞秧根、蘸秧根等相對(duì)集中施用的方法，以及采用根外追肥等都是經(jīng)濟(jì)有效的磷肥施用措施[4-5]。

4.7 制成顆粒磷肥

將磷肥制成直徑為3～5 mm的顆粒，可減少磷與土壤的接觸面，減輕土壤對(duì)磷的固定作用，且便于機(jī)械化施肥。但是對(duì)于密植植物和根系發(fā)達(dá)的植物而言，還是粉狀磷肥較好。

5 結(jié)語(yǔ)

磷是僅次于氮之外植物需要量較大的養(yǎng)分元素，合理施用磷肥對(duì)于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。但由于土壤特殊的固磷機(jī)制，施用的磷大部分都存留在土壤中，長(zhǎng)期不合理施用磷肥會(huì)導(dǎo)致土壤磷素失衡，并造成土壤和地下水的污染。因此，只有充分了解土壤—植物系統(tǒng)中的磷素平衡原理，熟悉生產(chǎn)上常用磷肥的種類和性質(zhì)，掌握磷肥的合理施用方法，科學(xué)、合理施用磷肥，才能維護(hù)好土壤—植物系統(tǒng)中的磷素平衡，從而提高施肥效益、減輕環(huán)境污染。

6 參考文獻(xiàn)

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