【农学课件】chapter 4 P nutrition of Higher Plants and P Fertilizer.ppt
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1、第四章 植物的磷素营养与磷肥,磷,P,第一节 磷的营养作用,P,P,一、植物体内磷的含量、分布和形态1.含量(P2O5):植株干物重的 0.21.1%影响因素:植物种类:油料作物 豆科作物 禾本科作物生育期:生育前期 生育后期器官:种子 叶片 根系 茎秆生长环境:高磷土壤 低磷土壤,2.分布:与代谢过程和生长中心的转移有密切关系 营养生长期:集中在幼芽和根尖(具有明显的顶端优势)生殖生长期:大量转移到种子或果实中。缺磷时,体内的磷转运至生长中心以优先满足其需要,故缺磷症状先在最老的器官出现。,(一)磷是植物体内重要化合物的组分1.核酸和核蛋白核酸 决定植物的遗传变异性核酸蛋白质 核蛋白2.磷脂
2、磷脂糖脂胆固醇 膜脂物质 生物膜,+蛋白质,二、磷的营养功能,3.植素(环己六醇磷酸脂的钙镁盐)作用:(1)作物开花后在繁殖器官迅速积累,有利于淀粉的合成;(2)作为磷的贮藏形式,大量积累在种子中;(3)种子萌发时,作为磷的供应库。,4.高能磷酸化合物 ATP、GTP、UTP、CTP均在新陈代谢中起重要作用体内。尤其是ATP,是能量的中转站。,5.辅酶酶的辅基,作为递氢体或生物催化剂,(二)磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转,在光合作用中,磷参与光合磷酸化作用,并把光能贮藏在ATP中,同时形成NADPH。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。
3、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,然后才能合成蔗糖或淀粉。磷还能调控碳水化合物的代谢和运输。磷酸不足就会影响到蔗糖的运转,使糖累积起来,有利于花青素的形成,(三)促进氮素代谢1.促进蛋白质合成2.利于体内硝酸盐的还原和利用3.增强豆科作物的固氮量,(四)促进脂肪代谢磷参与脂肪的合成,(五)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(原因),抗旱:磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度,使其维持胶体状态,并能增加原生质的粘度和弹性,因而增强了原生质抵抗脱水的能力。抗寒:磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞
4、原生质的冰点降低,磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性,从而增强作物的抗寒能力。,2.增强作物对酸碱变化的适应能力(缓冲性能),植物体内磷酸盐缓冲系统:,外界环境发生酸碱变化时,原生质由于有缓冲作用仍能保持在比较平稳的范围内。缓冲体系在pH68时缓冲能力最大。在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(一)吸收形态1.主要是正磷酸盐:H2PO4 HPO42PO43-2.偏磷酸盐、焦磷酸盐:吸收后,转化为正磷酸盐3.少量的有机磷化合物:如核糖核酸、磷酸甘油酸、磷酸己糖等(二)吸收机理:主动吸收 吸收部位:根毛区,(三)影响植物吸收磷的因素1.作物种类和生育期(1)喜磷作
5、物(豆科绿肥、油菜、荞麦)一般豆类、越冬禾本科水稻(2)根系发达或根毛多或有菌根的作物吸磷多(3)幼苗期对磷的要求较为迫切(生长前期吸收的磷占全吸收量的60%70%。,芥菜的根系,2.介质的pH 酸性介质:H2PO4-为主 pH影响磷的形态 pH7.2:H2PO4-HPO4 2-pH继续升高:HPO4 2-、PO4 3-占优,通常在pH5.57.0范围内,有利于多数作物对磷的吸收。,溶液pH值对解离的磷酸盐离子形态的影响,3.伴随离子具有促进作用的:NH4+、K+、Mg2+等具有抑制作用的:NO3-、OH-、Cl-等降低磷有效性的:Ca2+、Fe3+、Al3+等4.其它环境因素:温度、光照、土
6、壤水分、通气状况等,四、磷与作物产量、品质的关系改善作物的磷素营养(提高作物的产量和品质)如:油料作物、豆科作物、禾谷类、果树、蔬菜、烟草等2.原因:与磷在植物体内的功能有关3.磷的丰缺指标: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),五、植物磷素营养失调症状(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 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(症状从茎基部老叶开始)(二)磷素过多 无效分蘖增加、早衰,造成锌、铁、锰的缺乏等,水培小白菜,P,2004.11.10,苗期时植株矮小,因为碳水化合物代谢受阻,植物体内易形成花青素,如玉米
7、的茎常出现紫红色症状。,俗称“一枝香”,“锅刷”,水稻缺磷症状:新叶色深,呈墨绿色,缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化较重,如玉米秃尖,第二节 土壤中的磷素及其转化,一、土壤中磷的含量我国耕地土壤的全磷量:0.21.1g/kg呈地带性分布规律:从南到北、从东到西逐渐增加,土壤供磷状况以土壤有效磷(Available P content)含量表示:中性或石灰性土壤:P10mg/kg,表示有效磷不足 酸性土壤:P15mg/kg,表示有效磷不足,我国土壤有效磷素含量分布图,测定方法:(Bray II)粉红色:30 mg/kg(中度缺磷)红色:20 mg/kg(缺磷)深红:10 mg/kg(严重缺磷),
8、二、土壤中磷的形态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H2PO4和HPO42为主)、固相的磷酸盐、土壤固相上的吸附态磷,三、土壤中磷的转化 施肥 有机态磷(影响矿化率的因素)H2PO4 无定形磷酸盐 结晶态磷酸盐HPO42 闭蓄态磷(有效性降低)吸附态磷矿物矿化,Eh交替变化,老化,生物 矿化固定 作用,化学沉淀释放作用,解吸 吸持 作用 固定,我国土壤有效磷素含量分布图,一、磷矿资源及磷肥制造方法(一)磷矿资源简介 磷矿:具有工业开采价值的磷酸盐矿床,最典型的是氟磷灰石Ca10(PO
9、4)6F2矿床。,第三节 磷肥的种类、性质和施用,中国云南昆阳磷矿,世界磷矿储量(106t,P2O5),2.世界磷矿储量:,3.中国的磷矿资源:我国的磷矿资源仅次于摩洛哥、美国和俄罗斯。其中80%分布于云南、贵州、四川、湖北和湖南五省。但80%是属于中低品位,60%属于硅质磷酸岩,选矿难度大,难于符合生产高浓度复合肥的要求。因此,必须采取多方位的利用途径。,(二)磷矿的分级及磷肥的制造方法,二、常用磷肥的性质和施用第一类:水溶性磷肥特点: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(一)过磷酸钙(普钙,calcium superphosphate,SSP)1.成分与性质成分:
10、一水磷酸一钙Ca(H2PO4)2H2O):占3050 含P2O5 1218 硫酸钙:40 杂质:少量磷酸或硫酸,以及硫酸铁和硫酸铝,2、过磷酸钙施入土壤中的转化,过磷酸钙的异成分溶解及化学沉淀作用,沉淀的发展过程:酸性土:过 程:水溶性 无定形 结晶态 闭蓄态溶解度:大 小有效性:高 低中性、石灰性土:一钙 二钙 八钙 十钙结果:过磷酸钙的当季利用率低概念:磷的老化、闭蓄态固定、闭蓄态磷,初始“老化”“闭蓄态固定”阶段 阶段阶段,(2)磷的吸持作用定义:土壤液相中的磷酸或磷酸根离子被土壤固相所吸持的现象分类一般地:P土液 P土粒结果:磷肥的有效性降低,吸持作用解吸作用,(二)重过磷酸钙(重钙,
11、TSP triple/double superphosphate)1.成分:含P2O5 40%50一水磷酸一钙为主含48游离磷酸2.性质:深灰色颗粒或粉末状 磷酸一钙为水溶性 呈酸性反应(化学酸性)吸湿性和腐蚀性较强 不会发生“磷酸退化作用3.施用:与过磷酸钙相同,但用量应减少对喜硫作物,肥效不如等磷量的过磷酸钙,重钙,第二类:弱酸溶性肥料(枸溶性磷肥)含义:能溶于2的柠檬酸或中性柠檬酸铵溶液的磷肥特点:溶于弱酸,肥效较水溶性磷肥慢(一)钙镁磷肥(calcium magnesium phosphate)1.成分与性质成分:无定形磷酸钙Ca3(PO4)2,含P2O514%18 氧化钙、氧化镁、二
12、氧化硅等性质:灰绿色或灰棕色粉末(90过0.177mm筛)溶于2柠檬酸溶液 呈碱性反应(化学碱性,pH8.08.5)吸湿性小,无腐蚀性,2.在土壤中的转化(1)溶解(主要受介质pH值影响)酸性土:在土壤酸的作用下逐步溶解Ca3(PO4)2 CaHPO4 Ca(H2PO4)2可中和部分酸,调节了土壤反应,提高了磷素的有效性 中性或石灰性土壤:在微生物和作物根分泌的酸的作用下逐步溶解 Ca3(PO4)2Ca(H2PO4)2溶解释放磷酸的速度较缓慢,肥效较长施用后较长一段时间内,溶解固定,H+H+,3.施用方法(1)土壤性质红壤、黄壤等酸性土壤最适宜有效磷含量低的非酸性土(2)作物种类:吸磷能力强的
13、作物效果较好,如油菜、豆科作物和豆科绿肥(3)粒径大小:规格要求90过0.177mm的筛(80目)(4)施用技术可作基肥、种肥和追肥 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,冷浸田,贫瘠土壤效果良好,(二)其它枸溶性磷肥钢渣磷肥脱氟磷肥沉淀磷酸钙偏磷酸钙,沉淀磷酸钙,脱氟磷肥,偏磷酸钙,碱熔磷肥,第三类:难溶性磷肥特点:所含磷酸盐不溶于水,只溶于强酸,肥效迟缓而稳长,属迟效性磷肥(一)磷矿粉1.成分与性质成分:主要是氟磷灰石Ca10(PO4)6F2性质:灰黄色、灰褐色或黑褐色粉末;难溶于水;呈化学中性;,磷矿粉,2.磷矿粉直接施用的条件 磷矿的结晶性质,不同类型磷矿
14、石结晶状况与肥效的关系,资料表明:晶型模糊,肥效较高要求:枸溶率15;粒径细度90过0.149mm筛,(2)土壤条件 土壤pH(最主要)pH2PO4-2pH5.18 酸性增强,溶解度提高;但高交换量铝和低交换量钙对植物生长不利,应适量施用石灰中和酸性。盐基饱和度 小,pH低,肥效较高 CEC 肥效:CEC大酸性粘土 CEC小的砂土土壤熟化程度 肥效:新垦荒地、熟化度低的 红、黄壤熟化程度高的土壤,我国:南方的红壤、黄壤以及沿海的咸酸田(酸性硫酸盐土)等酸性土壤,适宜直接施用。,(3)作物特性吸收能力:最强油菜、萝卜、乔麦较强豆科绿肥及豆科作物中等玉米、马铃薯、芝麻最弱小粒禾谷类作物(水稻、小麦
15、),多年生经济林木和果树,如橡胶、油茶、茶树、柑橘、苹果等,通常对磷矿粉的利用能力较强,3.磷矿粉的施用效果和后效方法:宜作基肥用量:7501 500kg/hm2(50100公斤/亩)措施:与酸性或生理酸性肥料混施 与过磷酸钙配施 与有机肥料共用堆腐后效:肥效持久,连施45年后,可暂停 施用,待23年后再施用,(二)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,开采 磨细,鸟粪石,(三)骨粉兽骨加工而成;肥效缓慢,宜作基肥;宜施于酸性土壤及生长期长的作物,生骨粉,蒸制骨粉,各种骨粉的养分含量,第四节 磷肥的合理分配与施用,一、土壤供磷状况与磷肥的
16、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 NaHCO3,P5mg/kg酸性土壤:0.03M NH4F0.025M HCl,P15mg/kg,土壤速效磷含量与磷肥反应的分级指标,*0.5mol L-1NaHCO3(pH8.5)提取。,影响土壤有效磷的因素:1.土壤有效氮与有效磷的比值:4,磷肥效果明显2.土壤有机质含量:与有效磷含量呈正相关,每增加0.5的有机质,可相应提高5mg/kg的有效磷3.土壤pH:在pH5.57.0范围,磷的有效性最大4.土壤熟化程度:高,有效磷含量也高,磷肥的效果就差
17、。5.水田淹水后,Eh降低,磷酸高铁被还原为磷酸亚铁,溶解度提高;酸性土壤pH提高,促进磷酸铁、铝水解,可使磷的有效性增加,总之,应把磷肥优先分配于有效磷含量低的低产土壤上。,二、作物需磷特性与轮作中磷肥的分配,(一)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,(二)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
18、壤由干变湿的过程中,有效磷增加,原因?,CO2在石灰性土壤中积聚,使土壤pH值下降;酸性土壤中pH值上升,促进磷酸铁铝水解;有机阴离子与磷酸铁铝中磷酸根离子代换和磷扩散增加;土壤Eh降低,使难溶性的磷酸铁转变为较易溶的磷酸低铁,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。,(二)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
19、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。,三、磷肥品种与其合理分配和施用,施用原则是减少水溶性磷肥的固定,增加非水溶性磷的释放。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,多数作物苗期是磷素的营养临界期,所以在苗期应分配少量水溶性磷肥。在旺盛生长期植物虽然对磷素需
20、求增加,但此时根系发达,吸收磷的能力强,可以利用作为基肥的难溶性或弱酸溶性磷肥;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,四、改进施肥方法(一)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(二)磷肥与其它肥料配合施用在中低肥力土壤上,N、P的配施比在高肥力土壤上显著与钾肥和有机肥配施酸性土壤中适当增施石灰或微量元素肥料,四、改进施肥方法(一)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(二)磷肥与其它肥料配合施用在中低肥力土壤上,N、P的配施比在高肥力土
21、壤上显著与钾肥和有机肥配施酸性土壤中适当增施石灰或微量元素肥料,氮磷配施对小麦产量构成的影响,五、磷肥施用对环境的影响(一)、对水体的影响磷的淋溶损失一般为施用量的15,严重的可达10。“藻化”水体的临界浓度:PO43-为0.015mg/L(N0.2mg/L)后果:造成水体富营养化水体藻化,水质恶化,引起“赤潮”现象,危害渔业生产,水体的赤潮现象,赤潮对渔业生产的影响,二、造成土壤中有害元素的可能积累 1.来源:用于生产磷肥的磷矿石含有Cd、Pb、F等2.危害的例子Cd:瑞典,土壤中Cd的年增加量为0.15丹麦,土壤中Cd的年增加量为0.08因Cd易被作物吸收积累,若长期在耕层土壤富集,这会通
22、过食物链危害人畜。日本曾有因食用“镉米”造成骨痛病的报道F:过多(水2mg/L),破坏人牙齿的珐琅质,使骨质硬化,骨骼发脆,措施: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,谢谢!,我劝一个草率结婚的朋友离婚。她平静的告诉我,如果说当初鲁莽结婚是个错误。那么,现在草率离婚是一错再错。这位朋友后来还是离婚了,大家一致认为她的行为很理性。同样的故事正在互联网搜索巨头谷歌身上发生,但是谷歌选择了草率“离婚”。饮鸩止渴由于急于抑制苹果iphone手机翻天覆地的产业冲击,谷歌采取急功近利的粗糙型开放策略。饮鸩止渴的策略一时取得了成果。市场研究公司尼尔森最近公布的数据显示,在通过Verizon
23、 Wireless、AT&T和Sprint Nextel三大运营商经销后,谷歌Android手机在美国市场上的销售量已经超过iPhone。另一家市场研究公司iSuppli甚至认为,全球范围内使用Android操作系统的手机数量将在 2012年超过苹果iPhone。表面繁华的背后,是Android生态系统的一团糟,谷歌正在为自己的粗放型开放策略买单。用户对谷歌手机的态度从开始的好奇、后来的犹豫,变成强烈的批评。“大多Android手机程序都是垃圾,乱七八糟的”,一位手机发烧友迅速投奔了iphone的阵营:“同样的植物人大战僵尸游戏,在谷歌手机和iphone手机上的体验简直没法比”混乱,还是混乱。
24、一切一切的乱象,折射出谷歌已经失去对Android生态系统的控制。这一切的根源,我的判断是开放策略初期过于宽松,导致失去控制权。混乱的生态系统表现在用户手机上,就是应用程序的混乱和粗燥。一错再错为此,谷歌开始采取对策。最近,有国内厂商称新的Android3.0开始关闭应用程序的API(应用程序编程接口),统一Android界面。这意味着,谷歌将放弃其初始开放策略,开始封闭管理。粗看之下,谷歌认识到自己的错误。既然是过度开放导致的错误,那么收紧开放尺度是很自然的逻辑,无懈可击。但我认为,谷歌仓促收紧开放策略仍然是个错误。打个比喻。如果过度开放的政策是草率结婚,那么草率的封闭就是草率离婚。这么判断
25、的原因很简单,谷歌把Android开放出去的那一天,Android已经不属于谷歌。谷歌没有认识到这一点,还以为Android只是自己的。合作伙伴对谷歌封闭政策的反应加强了我的判断结论。经济观察报报道,国内第一家生产基于Android平台手机的设计公司创杨通信,近日已经被迫出售。创杨通信负责人给出的出售理由是,“因为不愿意甘当炮灰而选择放弃。”按照目前Android3.0将统一界面的想法,未来的手机市场将出现毫无差异化的产品。这对于企业来说,几乎意味着不可避免的价格战。利润空间的微薄,导致合作伙伴生存环境恶劣。于是大量退出几乎是一种必然。除了为合作伙伴找到新的利益空间,谷歌还将面临开放阵营精神层
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