植物的磷素营养与磷肥-乌.ppt
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1、植物的磷素营养与磷肥,第三章,磷的资源特点及我国磷资源状况1、磷资源是不可再生的紧缺资源:磷在生物圈中的循环过程不同于碳和氮,属于典型的沉积型循环。生态系统中的磷的来源是磷酸盐岩石和沉积物以及鸟粪层和动物化石。这些磷酸盐矿床经过天然侵蚀或人工开采,磷酸盐进入水体和土壤,供植物吸收利用,然后进入食物链。经短期循环后,这些磷的大部分随水流失到海洋的沉积层中。因此,在生物圈内,磷的大部分只是单向流动,形不成循环。磷酸盐资源也因而成为一种不能再生的资源。2、磷矿根据其P2O5含量分为高品位磷矿(P2O528%)、中品位磷矿(P2O5:28%-18%)、低品位磷矿(P2O518%)。我国多为中、低品位磷
2、矿。,一、植物体内磷的含量和分布,植物体内磷(P2O5)的含量一般为植株干重的0.2-1.1%,其中大部分以有机态磷形式存在,如核酸、核蛋白、磷脂、植素,约占全磷的85。其余是以钙、镁、钾的磷酸盐存在。不同作物,同一作物不同器官,不同生育期,含磷量是有变化的。,生殖器官营养器官,种子叶片,叶根系茎杆,幼嫩部位衰老部位。,第一节 磷的营养作用,二、磷的营养功能,(一)磷是植物体内重要化合物的组成元素,核酸与核蛋白,核酸是作物生长发育、繁殖和遗传变异中极为重要的物质,磷的正常供应,有利于细胞分裂、增殖,促进根系的伸展和地上部的生长发育。,磷脂,磷脂在种子内含量较高,说明在其繁殖方面有重要作用,磷脂
3、分子中既有酸性基因,又有碱性基因,对细胞原生质的缓冲性具有重要作用,因此磷脂提高作物对环境变化的抗逆能力。,植素,是磷的特殊贮藏形态,主要集中在种子中,种子中磷80以植素存在,植素的形成有利于淀粉合成,但在后期磷供应过多,导致淀粉的合成逆向发展。,含磷的生物活性物质,腺苷三磷酸(ATP)、鸟苷三磷酸(GTP)、脲苷三磷酸(UTP)、胞苷三磷酸(CTP)。它们在物质新陈代谢过程中起着重要的作用,尤其是ATP。磷还存在于许多酶中,辅酶(NAD)、辅酶NAPT、辅酶A(HS-CoA),黄素酶(FAD)等。,(二)磷能加强光合作用和碳水化合物 的合成与运转,磷在碳水化合物的合成和运转中起着重要的作用,
4、这首先在于磷对光合作用有着极为重要的作用,因为在碳素还原循环或C4-二竣酸循环中,完成光合作用各阶段的物质运转几乎都有磷参与。不仅如此,在光合作用过程中,通过光合磷酸化作用,把光能贮存在三磷酸腺甙中,为合成蔗糖以及淀粉和其它多矿类化合物,如纤维素等提供能量。同时己糖合成蔗糖和淀粉时,都须先经过磷酸化作用,才能适合成反应顺利进行。,此外,磷还促进碳水化合物在作物体内的运输。因为,蔗糖是筛管内碳水化合物运输的主要物质,而它是以蔗糖磷酸脂的形态进行运转的。因此,磷缺乏时植株内糖类相对积累,并随之可能形成较多的花青素,于是在不少植物上会出现紫红色。,花 青 素 花青素Anthocyanidins花色素
5、,乃為一群對心血管具良好作用之生物黃酮類Bioflavonols的還原體。其為植物之花、果實及根莖常見之成分,多為具鮮艷之顏色黃色除外。花青素含量豐富者有洛神花、玫瑰花、藍莓、山桑子、蔓越莓、茄子皮及紫色葡萄皮在此希望有人能再研究紅薯的成分,其抗氧化能力為維生素C或維生素E十來倍之強,多食有益無害。人體之代謝過程,即為氧化作用,故抗氧即可抗老防癌,已漸為預防醫學所認同。另上面提到的生物黃酮類,又稱為維生素P,也是一種強力抗氧化劑。,(三)促进氮素代谢,磷是作物体内氮素代谢过程中的组成成分之一,如氨基转移酶,硝酸还原酶。磷还能提高豆科作物根瘤的固氮活性(以磷增氮)。,(四)磷能促进脂肪代谢,糖
6、磷酸丙糖 甘油(需磷)(需磷)脂肪 丙酮酸 脂肪酸(需磷),油料作物增施磷肥提高含油率。,(五)提高作物对外界环境的适应性,磷能提高细胞结构的水化度和胶体束缚水的能力,减少细胞水分的损失,并增加原生质的粘性和弹性,提高了原生质对局部脱水的抵抗能力,根系利用深层水分等(抗旱)。磷能促进各种合成过程,在低温下仍能进行,增加体内可溶性糖类、磷脂等浓度,提高了细胞液浓度,增加了作物抗寒性。,磷能提高作物的抗旱、抗寒、抗病等能力,三、作物对磷的吸收,作物通过根系和叶部吸收无机磷和有机磷,无机磷:主要吸收正磷酸盐,其次有偏磷酸 盐,H2PO4-最易被作物吸收。,有机磷:己糖磷酸脂,蔗糖磷酸酯、核糖核酸,影
7、响磷素吸收的土壤因素,影响磷素吸收的土壤因素主要有:pH、通气、温度、质地、土壤离子种类等。,pH7.2时 H2PO4-HPO4pH7.2时 H2PO4-HPO4pH7.2时 H2PO4-HPO4,因此在之间,磷素有效性最高。,土壤pH,土壤通气,作物吸收磷素是主动吸收,需要消耗能量,在土壤通气和温度适宜条件下,有利于作物对磷的吸收。,土壤质地,菌根,由于磷在土壤中的扩散系数很小,移动性小,植物仅能吸收距根表面14mm根际土壤中的磷,粘质土壤只有1mm左右仅相当于根毛的长度,由此可见,土壤质地和根系伸展对有效利用磷也有重要意义。,菌根能增加植物吸磷的能力,因为菌根的菌丝能延伸到由根际吸收活动所
8、形成的根际无磷圈以外的地方,从而增大根的吸收面积,增加磷的吸收量。,形成在白三叶根上的VA菌根,VA菌根的孢子,菌根促进宿主植物P吸收的模式图,C3 grass Fine fibrous rootsNot very dependent,Fescue(紫羊茅),Coarse roots with few root hairsHighly dependent,Apple(苹果树),植物对VA菌根的依赖性(Mycorrhizal Dpendency),不同植物对VA菌根的依赖性不同:,Rhizobium/根瘤菌,R.trifolii/三叶草组根瘤菌,G.diaphanum/Gigaspora dia
9、phanum 菌根菌,白三叶(Trifolium repens L.)根瘤菌+菌根菌接种效果,绝大部分阔叶草类对VA菌根的依赖性较强,苗盆培土:农家自制(耕地土1:腐叶土1:堆肥0.3)+VA菌根(接种剂用量为20g/L)。,栽培方法:将上述培土装入250ml塑料盆后于3月中旬播种,在温室内育苗。,追肥:无,摄影日:播种后第4周,黄瓜VA菌根接种,+VA,VA,蔬菜,水果,花卉等园艺作物对 VA 菌 根 的 依 赖 性 较 强,土壤处理:将细粒赤玉土在120下进行高温蒸气灭菌60分钟。,栽培方法:将上述灭菌土装进陶盆进行播种,种子下面3cm处将5gVA菌根菌剂层状接种。,摄影日:播后第二个月,
10、天竺葵VA菌根接种,土壤水分,土壤离子,作物特性,水分对磷的影响最为明显,影响磷酸盐的溶解和转移,故灌溉能提高P的利用率。,NH4+、K+Mg2+等离子能促进作物对磷的吸收(协助)。NO3 Cl OH 等离子则降低作物对磷的吸收(拮抗),不同植物种类,甚至不同栽培品种对磷的吸收都有明显影响,豆科绿肥、油菜、荞麦等对磷酸盐最敏感,其次是一般豆类、越冬禾本科作物,再次是水稻。,重要作物体内磷的丰缺指标,土壤速效磷丰缺指标,缺乏较缺乏 中等较丰富 丰富保护地蔬菜 300 露地蔬菜60 果 园15 粮 田 3-5 5-10 10-20 20-4040,(Olsen-p NaHCO3 浸提钼锑抗法),五
11、、作物磷素营养失调的症状,缺磷时,各种代谢过程受到抑制,植株生长迟缓、矮小、瘦弱、直立、根系不发达,成熟延迟、籽实细小、植株叶小、叶色暗绿或灰绿、缺乏光泽,主要是细胞发育不良致使叶绿素密度相对提高,同时,Fe的吸收间接地促进叶绿素合成,使叶色暗,严重缺磷时,在不少作物茎叶上明显地呈现紫红色的条纹或斑点(花青苷)甚至叶片枯死脱落,症状一般从基部老叶开始。逐渐向上部发展。,缺磷造成玉米果穗秃顶,油菜脱荚,棉花和果树落蕾、落花,甘薯及马铃薯薯块变小,耐贮性变差。,磷素过剩,谷类无效分蘖,秕粒增加,叶肥厚而密,植株早衰。由于磷过多,而引起的病症,通常以缺Zn、Fe、Mg等的失绿症表现出来。,第三节 磷
12、肥的种类、性质及施用,一、我国磷矿资源及其合理利用,我国农民最早用骨粉作磷肥施用。我国磷矿资源均为中低品位,生产高浓度磷肥有一定难度。按矿石中全磷量的不同大致可分为三级:全磷(P2O5)28称高品位磷矿占1/3、1828中品位占47%、18低品位占20%。,二、常用磷肥的性质和施用,按所含的磷酸盐溶解度不同可分为三种类型,难溶性磷肥、水溶性磷肥、弱酸溶性(枸溶性)磷肥,(一)难溶性磷肥,磷矿粉、鸟粪磷矿粉和骨粉。只能溶于强酸中,肥效迟缓。肥效长。为迟效性磷肥。,P,1.磷矿粉,磷矿粉的成分和性质:,大多呈灰褐色,95以上是磷灰石矿物,主要是氟磷灰石Ca10(PO4)6F2极难溶于水。,磷矿粉直
13、接施用的条件:,矿物的结晶性质:原生的或沉积变质的磷灰石,结晶完整,结构致密,直接施用效果相对较低,一般都小于30(以等量的钙镁磷肥为100)次生的磷灰石直接施用相对效果高,一半大于60。,枸溶率:用2柠檬酸溶液浸提的有效磷及其占全磷的百分率。,枸溶率在15以上的可直接作为肥料,而全量高枸溶率低于5时,只能作加工原料。,磷矿粉的细度也影响肥效,90的粉体通过100目筛孔,最大粒径为0.149mm为宜(以表面积大,接触机率大),土壤条件:酸性介质对于磷矿粉溶解是有利的,酸度过高,Al、Ca也影响肥效,因此,在盐基饱和度小和pH低的土壤上施用磷矿粉易于发挥肥效,交换量大小(大)、粘土矿物类型(蒙脱
14、石)、土壤熟化程度(低)效果高。,作物特性:,油菜、萝卜、荞麦,利用能力最强;豆科绿肥作物及豆科作物较强;玉米、马铃薯、芝麻中等;谷子。小麦水稻等,最弱。,磷矿粉的施用方法和后效,宜作基肥,不宜作追肥和种肥,以撒施深施为好,用量,每亩50100Kg。磷矿粉与酸性肥料或生理酸性肥效混施,可提高当季肥效,磷矿粉具有较长的后效。,2.鸟粪磷矿粉 在长期有海鸟群栖的海洋岛屿上(我国海南诸岛上)有较厚的鸟粪堆积形成鸟粪石,开采磨细后称为鸟粪磷矿粉。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,日本三景之一:松岛 紧随旅游船的海鸥群,日本三景之
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