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　　磷肥在土壤中的轉(zhuǎn)化

　　磷肥一量施入土壤之后，幾乎是立即就進(jìn)行著化學(xué)的、生物化淡的和生物的轉(zhuǎn)化作用。這些轉(zhuǎn)化作用極大地影響著磷肥的有效性。這種轉(zhuǎn)化作用有不利的一面，但也有有利的一面。

　　（一）水溶性磷肥的轉(zhuǎn)化

　　水溶磷肥施入土壤之后，產(chǎn)生兩大作用：一是化學(xué)沉淀作用，二是吸附作用。現(xiàn)以磷酸一鈣為例簡(jiǎn)述化學(xué)沉淀作用。

　　當(dāng)磷酸一鈣顆粒施入土壤后，就會(huì)吸收土壤水分，形成含有磷酸和磷酸二鈣（二水）的飽和溶液，即所謂的異成份溶解，其化學(xué)反應(yīng)是：Ca(H2PO4)2.H2O+H2O=CaHPO4.2H2O+H3PO4

　　這種具有強(qiáng)酸性（pH值為1.5左右）的飽和溶液向肥粒外面擴(kuò)散。

　　在酸性和中性土壤中，飽和溶液向外擴(kuò)散時(shí)，溶解土壤中的一部分鐵、鋁、鈣，在濃度夠大時(shí)，形成難溶性的磷酸鐵、磷酸鋁等沉淀，從而使水溶性的磷被土壤“固定”。

　　在石灰性土壤中，飽和溶液與石灰性土壤中的鈣生面磷酸二鈣沉淀 。

　　初生成的磷酸猴、磷酸鋁、磷酸鈣等鹽類，由于有很大的比表面，因而對(duì)作物還是具有很大的有效性的。但隨著時(shí)間的延續(xù)，生面物老化、結(jié)晶，一部分磷還會(huì)轉(zhuǎn)化為閉蓄態(tài)磷，肥效就大大下降了。

　　沉淀作用必需的條件是磷的濃度要高到超過(guò)沉淀產(chǎn)物的濃度積。在一般土壤中，磷的濃度，鐵、鋁的濃度都很低，形不成沉淀。施入土壤的水深性磷肥，主要在土壤中進(jìn)行吸附作用，即溶解在土壤溶液中的磷被土粒吸附而進(jìn)入土壤固相。吸附作用是在土粒表面進(jìn)行的。被吸附的磷對(duì)作物一般是有效的，因?yàn)樗c土壤溶液中的磷處于平衡狀態(tài)。這種關(guān)系通常用Langmuir方程描述。

　　M = A B C / 1 + B C

　　式中：M－吸附量；C－平衡濃度；A－最大吸附量；B－常數(shù)，它與結(jié)合能有關(guān)。

　　上述方程中的A和B，不同土壤有很大不同。B是與結(jié)合能有關(guān)的常數(shù)，B愈大，表示磷與土壤間的吸附力愈強(qiáng)。被吸附的磷結(jié)合能愈大，其肥效也就愈小。隨著時(shí)間的處長(zhǎng)，被吸附的磷可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，如在酸性土壤中可由“單核”結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為“雙核”結(jié)構(gòu)，其肥效即大大降低，而且部分磷可以逐漸滲透到土粒內(nèi)部而轉(zhuǎn)化成閉蓄態(tài)磷，即磷的外面被一層鐵膜包被，因此有效性很小。

　　（二）枸溶性和難溶性磷肥的轉(zhuǎn)化

　　枸溶性和難溶性磷肥都是不溶于水的磷肥，如鈣鎂磷肥和磷礦粉。施入土壤后的轉(zhuǎn)化過(guò)程與水深性磷肥不同，主要是一個(gè)溶解過(guò)程。所以這些磷肥一般只適用于酸性土壤，依靠土壤酸性逐漸溶解，使它變?yōu)橛行АＮ覈?guó)不少地方把鈣鎂磷肥用于石灰性土壤，雖然也有一定肥效，但是實(shí)際上只發(fā)揮了其應(yīng)有肥效的70~80%，嚴(yán)格地說(shuō)是不合適的。

　　磷礦粉施入酸性土壤后，即與土壤中的酸作用而部分溶解，生成的水深性或有效性磷又大部分重新與土壤中的鐵、鋁作用而生面磷酸鐵、磷酸鋁。這種溶解作用到第二年時(shí)，可有50%的磷礦粉被溶解。當(dāng)大部分磷礦粉轉(zhuǎn)化為磷酸鐵、磷酸鋁后，溶解作用顯著減慢。這種情況也鈣鎂磷肥的轉(zhuǎn)化情況相似，只是鈣鎂磷肥的轉(zhuǎn)化速度快得多，而且在第二年幾乎全部都轉(zhuǎn)化為磷酸鐵、磷酸鋁。（有圖未錄）圖3.1-5表示轉(zhuǎn)化過(guò)程中三種類型磷肥有效磷的變化。

　　水溶性磷肥（普通過(guò)磷酸鈣）開始釋放磷很高，全由于“固定”作用，到第二年有效磷水平降低到某一水平。此后，下降速度即大減慢。而鈣鎂磷肥和磷礦粉的有效磷水平則是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)不斷增加。

　　鈣鎂磷肥和磷礦粉有兩點(diǎn)不同：一是鈣鎂磷肥的有效水平增長(zhǎng)到第二年，即出現(xiàn)下降趨勢(shì)，而磷礦粉則一直上升，雖然速度有所變慢。二是在等量的肥料情況下，鈣鎂磷肥所提供的有效磷比磷礦粉高得多。

　　磷肥的利用率

　　磷肥的利用率與氮肥、鉀肥比較起來(lái)低得多。在我國(guó)，不論是大田試驗(yàn)或盆栽，其中包括用放射性同位素的試驗(yàn)結(jié)果都表明，磷肥的利用率大體在10~25%的范圍。根據(jù)各省849個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，水稻的磷肥利用率變化幅度為8~20%，平均為14%；小麥為6~26%，平均為10%；玉米10~23%，平均為18%；棉花4~32%，平均為6%；紫云英9~34%，平均為20%。一般說(shuō)，谷類和棉花的利用率較低，而豆科和綠肥的利用率較高。

　　磷肥利用率低的主要原因有兩點(diǎn)：第一個(gè)原因是由于磷肥在土壤中的固定，不論水溶性、枸溶性和難溶性磷肥都存在這個(gè)問(wèn)題。第二個(gè)原因是磷在土壤中的運(yùn)動(dòng)很弱。這個(gè)原因?qū)嶋H上是第一個(gè)原因的結(jié)果。

　　運(yùn)動(dòng)性小導(dǎo)致利用率低的原因是因?yàn)轲B(yǎng)分必須與根系接觸才能被作物真正吸收，這就涉及到生物有效性的問(wèn)題。

　　過(guò)去對(duì)養(yǎng)分的研究羊重在化學(xué)有效性上，即研究什么化學(xué)形態(tài)對(duì)作物是有效的。但有些在化學(xué)上有效的養(yǎng)分，由于各種原因作物并不能吸收利用，所以實(shí)際是“無(wú)效”的。近來(lái)提出了生物有效性的概念，即化學(xué)有效性的養(yǎng)分必須被作物實(shí)際吸收，才真正是對(duì)生物有效的，所以稱為生物有效性。當(dāng)然，生物有效性的前提是化學(xué)有效性。

　　土壤中的養(yǎng)分只有與根系直接接觸才能被作物實(shí)際吸收。那些不與根系接觸的養(yǎng)分必須通過(guò)根系截獲、質(zhì)流和擴(kuò)散三種方式到達(dá)根系表面。根系截獲是指根系自身生長(zhǎng)時(shí)，延伸到養(yǎng)分的所在部位。質(zhì)流是指溶解在土壤溶液中的養(yǎng)分，隨著向根液流，運(yùn)動(dòng)到達(dá)根面。擴(kuò)散是指由于在緊貼根面的養(yǎng)分被吸收而形成一個(gè)虧缺區(qū)，這個(gè)區(qū)的養(yǎng)分濃度低于土體，因而造成土體養(yǎng)分向根面運(yùn)動(dòng)。

　　對(duì)于磷來(lái)說(shuō)，由于土壤溶液中濃度很低（通常只有0.05ppm或更低），質(zhì)流所能供給的磷很少。比如在0.05ppm濃度時(shí)，質(zhì)流大經(jīng)貿(mào)部只能供給作物磷需要量的1%，作物磷的獲得主要是靠擴(kuò)散（90%以上）。但是，磷的擴(kuò)散系數(shù)很小（即運(yùn)動(dòng)性很小），它24小時(shí)的移動(dòng)距離只有1~4毫米，所以，磷的利用率就很低。

　　三、磷肥的施用技術(shù)

　　（一）不同品種的磷肥施用

　　我國(guó)的磷肥品種，大體可分為四類。

　　水溶性磷肥：包括普通過(guò)磷酸鈣、重過(guò)磷酸鈣、磷酸一銨，磷酸二銨等。

　　枸溶性磷肥：包括鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥、沉淀磷酸鈣等。

　　混溶性磷肥：即含有水溶性、枸溶性甚到難溶性磷的磷肥，如硝酸磷肥、節(jié)酸磷肥（又稱部分酸化磷礦粉）、氨化普通過(guò)磷酸鈣等。

　　難溶性磷肥：如磷礦粉等。

　　一般說(shuō)，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）。現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹幾種新生磷肥品種的合理施用。

　　1．磷銨（包括磷酸一銨和磷酸二銨）：磷銨適用于我國(guó)一切土壤。我國(guó)生產(chǎn)的磷銨的氮、磷含量為18?46?0，這種氮、磷比例除豆科外，對(duì)大多數(shù)作物特別是水稻都不適于直接施用。因?yàn)榇蠖鄶?shù)作物，特別是水稻，基肥中所需的氮要比磷高、如以氮肥為準(zhǔn)，則磷肥可能浪費(fèi)，如以磷肥為準(zhǔn)，則氮肥又嫌不足。所以在用磷銨作物基肥時(shí)，必須很好地考慮氮、磷比例，以免造成浪費(fèi)。

　　2. 磷肥：硝酸磷肥中的磷，有一部分是水溶性的，另一部分是枸溶性的，兩者的比例視工藝不同和氨化程度不同而差異。其水溶性部分可以0到80%，一般認(rèn)為，水溶性磷高于50~60%的硝酸磷肥，適于一切作物和大多數(shù)土壤。

　　硝酸磷肥中的氮有銨態(tài)和硝態(tài)兩種。由于硝態(tài)氮在水田中易于淋失并進(jìn)行反硝化作用而損失，一般不主張硝酸磷肥作于水稻。有報(bào)道說(shuō)，硝酸磷肥在水稻上也有很好的肥效，這完全可能。因?yàn)橛绊懛市У囊蛩厥嵌嘀髅娴摹５牵且呀?jīng)采取防止淋失和反硝化的措施，否則硝態(tài)氮部分的損失是不可避免的。

　　3. 磷礦粉，磷礦粉是一種難溶性磷肥，我國(guó)曾幾次在全國(guó)范圍內(nèi)推廣，但都沒有鞏固。現(xiàn)在還有部分地區(qū)在使用。

　　我國(guó)磷礦資源大部分是中低品位，其中相當(dāng)一部分不適宜制造化學(xué)磷肥。為了充分利用磷礦資源，緩解磷肥供求矛盾，把那一部分不適于工業(yè)利用卻有一定肥效的中低品位磷礦利用起來(lái)是需要的。

　　過(guò)去，在我國(guó)磷礦粉推廣不理想，，原因是多主面的。今后磷礦粉應(yīng)該在我國(guó)農(nóng)業(yè)上發(fā)揮應(yīng)有的作用，當(dāng)然它只是磷肥的一個(gè)補(bǔ)充性的地方品種。

　　磷礦粉推廣時(shí)必須注意：

　　(1）土壤必須酸性，一般pH值≤5.5。

　　(2）磷礦粉的性質(zhì)必須適合于直接施用。

　　(3）應(yīng)該主要作在旱作物上，特別是生長(zhǎng)期長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)林木上。

　　掌握以上三點(diǎn)，就一定能翁磷礦粉的推廣工作做好。

　　4．節(jié)酸磷肥：節(jié)酸磷肥在化學(xué)加工中，加酸量為生產(chǎn)普通過(guò)磷酸鈣的30~60%，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約硫酸，降低成本并能利用較差品質(zhì)的磷礦。節(jié)酸磷肥適用于酸性土壤，但當(dāng)水溶性磷占有較大比重時(shí)，其使用土壤范圍可以有所擴(kuò)大。

　　（二）磷肥的經(jīng)濟(jì)施用技術(shù)

　　磷肥的利用率低于20%，其原因：一是磷的固定作用，二是磷在土壤中移動(dòng)性很小。為了提高磷肥的利用率，經(jīng)濟(jì)合理的施用磷肥，必須掌握下面的基本原則。

　　采取措施，減少水溶性磷肥在土壤中的固定作用；對(duì)枸溶性磷肥，應(yīng)盡量增加它在土壤中的溶解作用；采取措施，盡可能增加磷肥與作物根系直接接觸的機(jī)會(huì)。

　　下面分別介紹幾種行之有效的磷肥經(jīng)濟(jì)施用技術(shù)。

　　1．集中施肥：就是把磷肥不同程度地集中施用，這種方法可以顯著地提高肥效，這是因?yàn)椋?

　　（1）由于土磷比變小，可以減少磷與土壤接觸的數(shù)量，從而減少其固定作用。

　　（2）適當(dāng)?shù)丶性诟蹈浇蟠蟮卮龠M(jìn)磷肥與根系的接觸（根系截獲）。

　　（3）增加磷的濃度（與同量磷肥相比），就增加了質(zhì)流和擴(kuò)散的供應(yīng)量。

　　通常集中施用所采取的方法是：

　　（1）條施：把磷肥呈條、帶狀施入土中。

　　（2）穴施：開穴施用，通常與種子穴播同時(shí)進(jìn)行，以節(jié)約勞力。但應(yīng)避免燒苗。

　　（3）拌種：與種子拌合，此法只適于非水溶性磷肥，但也應(yīng)注意對(duì)種子的可能傷害。

　　在水稻上常用沾秧根、塞秧斗等方法。

　　2. 與有機(jī)肥拌和后施：此法是把磷肥先與腐熟的有機(jī)肥充分拌合，然后施用。為了節(jié)約勞力，可用1：5~10的比例混合，這樣有機(jī)肥用量少，也易混勻。這種方法的好處是可以減少土壤對(duì)磷的固定作用，所以在固磷能力大的土壤上施用，效果更好。

　　對(duì)于枸溶性磷肥，可以采用撒施和作基肥的辦法，在水秀上可以用來(lái)沾秧根。

　　3. 水田磷肥的合理施用：水田和旱地不同，磷肥撒施的效果較好，這是因?yàn)樗靖档姆植驾^淺（在0~13厘米內(nèi)集中了90%的根重）的緣故。

　　水稻施磷用沾秧根的辦法效果很好。方法是把磷肥按1：1~1：5的比例和有機(jī)肥或肥土混合，加水調(diào)成漿狀，插秧時(shí)用秧根直接沾磷肥后栽植，沾秧根可以節(jié)磷肥40~60%，缺點(diǎn)是這種方法花工多。

　　4.水旱輪作條件下的磷肥施用：合理施肥，不僅要從土壤、作物等條件來(lái)考慮，而且應(yīng)該從整個(gè)輪作周期來(lái)考慮。這包括輪作中土壤條件的變化及肥料在輪作中各個(gè)作物上的合理分配等。

　　水旱輪作是水稻生產(chǎn)的主要輪作方式之一。通常是麥類、油菜或綠肥與單季稻或雙季稻輪作。

　　在水旱輪作中，土壤經(jīng)歷羊交替的淹水和落干過(guò)程。水稻土由旱地條件轉(zhuǎn)變到淹水條件時(shí)的土壤素轉(zhuǎn)化，可導(dǎo)致土壤有效磷水平的提高，其原因有：

　　(1）有機(jī)磷的釋放。

　　(2）在石灰性土壤中，由于CO2的積聚使土壤pH值降低，并由此引起磷鹽溶解度的增加。

　　（3）FePO4.2H2O 還原為溶解度較大的Fe3(PO4)2.3H2O。

　　（4）在酸性和強(qiáng)酸性土壤中，隨著pH值的升高，引起了FePO4.2H2O和ALPO4。2H2O的水解，從而增加了溶解度。

　　（5）有機(jī)陰離子與磷鐵、磷酸鋁中的磷酸離子進(jìn)行交換而放出磷離子。

　　（6）在淹水條件下，磷的擴(kuò)散增加。

　　當(dāng)然，并不是在任何情況下，上述原因都是同等重要的。通常，pH值的變化以及氧化還原電位的降低，常常是更重要的原因。

　　對(duì)于土壤由淹水轉(zhuǎn)變?yōu)楹档貭顟B(tài)時(shí)，土壤磷素的轉(zhuǎn)化，研究得相對(duì)少一些。一般認(rèn)為，土壤由還原狀態(tài)轉(zhuǎn)變到氧化狀態(tài)，就使原來(lái)那些促使有效磷提高的因素消失，從而導(dǎo)致有效磷必低。但是，也有一些結(jié)果認(rèn)為淹水土壤干燥之后，有效磷可以增加。這種增加也可能是由于土壤有機(jī)磷的礦化造成的，而土壤中磷酸鐵、磷酸鋁的有效性則仍應(yīng)降低。

　　上述土壤在干濕交替條件下，土壤磷素的變化會(huì)對(duì)磷肥的肥效和后效產(chǎn)生影響。一個(gè)自然的推論是：施在旱作物上的磷肥，將對(duì)其后季作物水稻有較大的后效，而施在水稻上的磷肥，對(duì)后季旱作物的后效將是不大的。通常磷肥當(dāng)季的利用率只有8~20%，也就是是說(shuō)有80~90%的當(dāng)季施的磷肥可留給后季作物利用，上述推論的重要實(shí)用意義就很明顯了。試驗(yàn)證明，在八種性質(zhì)很不相同的土壤上（pH值5.7~8.5），一個(gè)處理是把水旱兩季所需的磷肥全部施在水稻上，另一個(gè)處理是把全部磷肥施在旱作物小麥上，后一處理的總產(chǎn)量（水稻和小麥）和總吸磷量都比前一處理高出一倍左右，見表3.1-10（略）。

　　因此，在水旱輪作中，把磷肥的大部甚至全部施在旱作物上，可使同樣數(shù)量的磷肥，增產(chǎn)更多的產(chǎn)品。

　　在旱作物是豆科作物（包括豆科綠肥）的條件下，這種施用方法還可大大促進(jìn)固氮作用，這已 為國(guó)內(nèi)外的研究和實(shí)踐所證明。