植物的磷素營養(yǎng)與磷肥課件

1、磷是植物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一。它對作物高產(chǎn)及保持品種的優(yōu)良特性有明顯的作用。因此，研究如何提高磷 的利用率也是近年來學(xué)術(shù)領(lǐng)域的熱點。磷P江西小麥試驗主要內(nèi)容 要求植物的磷素營養(yǎng) (掌握磷素的失調(diào)癥狀及其原因)土壤中的磷素及其轉(zhuǎn)化磷肥的種類、性質(zhì)及其施用磷肥的合理施用 第一節(jié) 植物的磷素營養(yǎng)一、植物體內(nèi)磷的質(zhì)量分數(shù)、分布和形態(tài)1. 含量(P2O5)：植株干物重的0.21.1%影響因素植物種類：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：幼嫩器官衰老器官、繁殖器官營養(yǎng)器官 種子葉片根系莖稈生長環(huán)境：高磷土壤低磷土壤植物體的含磷量一般為干物重的 0.2-1.1其中大部分是有機態(tài)

2、磷，約占全磷量的85，而無機磷僅占15左右。幼葉中含有機態(tài)磷較高，老葉中則含無機態(tài)磷較多。雖然植物體內(nèi)無機磷所占比例不高，但從無機磷含量的變化能反應(yīng)出植株磷營養(yǎng)的狀況。植物缺磷時，常表現(xiàn)出組織（尤其是營養(yǎng)器管）中的無機磷含量明顯下降，而有機磷含量變化較小。2. 分布：集中在幼芽和根尖再利用能力強達80以上 有機磷：占85，以核酸、磷脂、3. 形態(tài) 植素為主 無機磷：占15，以鈣、鎂、鉀的 磷酸鹽形式存在 磷在細胞及植物組織內(nèi)有明顯的區(qū)域化現(xiàn)象，植物細胞及組織內(nèi)復(fù)雜的膜系統(tǒng)，將細胞和組織分隔成不同的區(qū)域。分布一般來講，無機磷的大部分是在液泡中，只有一小部分存在于細胞質(zhì)和細胞器內(nèi)。液泡是細胞磷的貯

3、存庫，而細胞質(zhì)則是細胞的代謝庫。Raven研究了巨藻吸磷數(shù)量與細胞質(zhì)及液泡中無機磷變化的關(guān)系。他發(fā)現(xiàn)，磷酯只存在細胞質(zhì)中，約10的有機磷位于細胞質(zhì)，而90存在于液泡中，而且液泡中磷的數(shù)量隨巨藻對磷吸收時間的延長而不斷地增加。磷在植物體內(nèi)的分布植物體內(nèi)含量與分布的變化與供磷水平有密切關(guān)系，因此可通過測定植物某一部位中的的含量來判斷其磷營養(yǎng)的狀況。磷是運轉(zhuǎn)和分配能力很強的元素，在植物體內(nèi)表現(xiàn)有明顯的頂端優(yōu)勢。二、磷的生理作用（一）磷是植物體內(nèi)重要化合物的組分核酸和核蛋白、磷脂、植素、ATP、輔酶（二）磷能加強光合作用和碳水化合物的 合成與運載（三）促進氮素代謝1. 促進蛋白質(zhì)合成.2.利于體內(nèi)硝酸

4、的還原和利用3. 增強豆科作物的固氮量（四 ）促進脂肪代謝（五）提高作物對外界環(huán)境的適應(yīng)性 如抗旱、 抗寒、抗病等多種重要化合物的組分 1.核酸和核蛋白 核酸是核蛋白的重要組分，核蛋白是細胞核和原生質(zhì)的主要成分，它們都含有磷。核酸和核蛋白是保持細胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，進行正常分裂、能量代謝和遺傳所必需的物質(zhì)。 多種重要化合物的組分 2.磷脂 生物膜是由磷脂和糖脂、膽固醇、蛋白質(zhì)以及糖類構(gòu)成的。生物膜具有多種選擇性功能。它對植物與外界介質(zhì)進行物質(zhì)交流、能量交流和信息交流有控制和調(diào)節(jié)的作用。此外，大部分磷酸酯都是生物合成或降解作用的媒介物，它與細胞的能量代謝直接有關(guān)。 3.植素 植素是磷脂類化合物中的一種，

5、它是植酸的鈣、鎂鹽或鉀、鎂鹽，而植酸是六磷酸肌醇，它是由環(huán)己六醇通過羥基酯化而生成的。 OHOHOHOHOHOHOHO P OO(- 6 H )2O PO34+6HOHO P OOHO P OOOHO P OOOHO P OOOHO P OOO環(huán)己六醇植酸4.腺苷三磷酸(ATP) 植物體內(nèi)糖酵解、呼吸作用和光合作用中釋放出的能量常用于合成高能焦磷酸鍵，ATP就是含有高能焦磷酸鍵的高能磷酸化合物。 ATP能為生物合成、吸收養(yǎng)分、運動等提供能量，它是淀粉合成時所必需的。ATP和ADP之間的轉(zhuǎn)化伴隨有能量的釋放和貯存，因此ATP 可視為是能量的中轉(zhuǎn)站。 積極參與體內(nèi)的代謝 1、碳水化合物代謝 在光合

6、作用中，光合磷酸化作用必需有磷參加；光合產(chǎn)物的運輸也離不開磷; 大分子碳水化合物合成需要磷，否則合成受阻，形成花青素。磷的營養(yǎng)功能Pi對光合作用中蔗糖及淀粉形成的調(diào)節(jié)2.氮素代謝: 磷是氮素代謝過程中一些重要酶的組分。硝酸還原酶含有磷，磷能促進植物更多的利用硝態(tài)氮。磷也是生物固氮所必需。氮素代謝過程中，無論是能源還是氨的受體都與磷有關(guān)。能量來自 ATP，氨的受體來自與磷有關(guān)的呼吸作用。因此，缺磷將使氮素代謝明顯受阻。蔗糖合成不同途經(jīng)的示意圖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 蔗糖磷酸蔗糖果糖磷酸蔗糖合成酶Pi蔗糖合成酶3.脂肪代謝: 脂肪代謝同樣與磷有關(guān)。脂肪合成過程中需要多種含磷化合物(圖

7、2-8)。此外，糖是合成脂肪的原料，而糖的合成、糖轉(zhuǎn)化為甘油和脂肪酸的過程中都需要磷。與脂肪代謝密切有關(guān)的輔酶A就是含磷的酶。實踐證明，油料作物需要更多的磷。施用磷肥既可增加產(chǎn)量，又能提高產(chǎn)油率。 脂肪合成途徑示意圖 糖 1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸甘油甘油 3-磷酸甘油酸脂肪 丙酮酸 乙酰輔酶A脂肪酸1.抗旱和抗寒 抗旱: 磷能提高原生質(zhì)膠體的水合度和細胞結(jié)構(gòu)的充水度，使其維持膠體狀態(tài)，并能增加原生質(zhì)的粘度和彈性，因而增強了原生質(zhì)抵抗脫水的能力?？购? 磷能提高體內(nèi)可溶性糖和磷脂的含量?？扇苄蕴悄苁辜毎|(zhì)的冰點降低，磷脂則能增強細胞對溫度變化的適應(yīng)性，從而增強作物的

8、抗寒能力。越冬作物增施磷肥，可減輕凍害，安全越冬。提高作物抗逆性和適應(yīng)能力施用磷肥能提高植物體內(nèi)無機磷酸鹽的含量，有時其數(shù)量可達到含磷總量的一半。這些磷酸鹽主要是以磷酸二氫根和磷酸氫根的形式存在。它們常形成緩沖系統(tǒng)，使細胞內(nèi)原生質(zhì)具有抗酸堿變化能力的緩沖性。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生酸堿變化時，原生質(zhì)由于有緩沖作用仍能保持在比較平穩(wěn)的范圍內(nèi).這有利于作物正常生長發(fā)育。這一緩沖體系在pH6-8時緩沖能力最大，因此在鹽堿地上施用磷肥可以提高作崐物抗鹽堿的能力。緩沖性:H2PO4-1HPO4-1緩沖體系 三、植物對磷的吸收和利用（一） 吸收形態(tài)：1. 主要是正磷 酸鹽：H2PO4 HPO42P0432.偏磷酸鹽

9、、焦磷酸鹽3.少量的有機磷化合物吸收：一般認為磷的主動吸收過程是以液泡膜上 H + -ATP酶的H+為驅(qū)動力，借助于質(zhì)子化的磷酸根載體而實現(xiàn)的，即屬于H+與H2PO4共運方式。進一步的試驗證明，根的表皮細胞是植物積累磷酸鹽的主要場所，并通過共質(zhì)體途徑進入木質(zhì)部導(dǎo)管，然后運往植物地上部。作物對磷的吸收和利用（二）吸收機理：主動吸收， H與H2PO42共運 吸收部位為：根毛區(qū)影響因素：作物種類和生育期 介質(zhì)的pH 伴隨離子 其它環(huán)境因素 1、作物特性 不同植物種類，甚至不同的栽培品種，對磷的吸收都有明顯的影響。 2、土壤供磷狀況 植物能利用的磷主要是土壤中的無機磷。雖然植物可吸收少量有機態(tài)磷，但通

10、常有機磷必須轉(zhuǎn)化為無機磷后才能被大量吸收。因此，土壤中磷的形態(tài)直接影響著土壤供磷狀況及植物對磷的吸收。（三）影響吸收磷的主要因素植物吸收磷受很多因素的影響，其中有植物生物學(xué)特性和環(huán)境條件兩個方面。3、菌根 菌根能增加植物吸磷的能力。通過菌根的菌絲以擴大根系吸收面積，并能縮短了根吸收養(yǎng)分的距離，從而提高土壤磷的空間有效性；菌根的分泌物也能促進難溶性磷的溶解度。4、環(huán)境因素 溫度升高有利于磷的吸收。增加水分也有利于土壤溶液中磷的擴散，因此能提高磷的有效性。5、養(yǎng)分的相互關(guān)系 磷與氮在植物的吸收和利用方面相互影響。施用氮肥能促進磷的吸收。施用磷肥對大麥地上部和根生長的影響施磷量（P mg/kg)土）

11、010203040缺磷土壤不缺磷土壤干物重（g/盆）根地上部51015203001040根地上部0（四）磷的同化和運輸同化：磷酸鹽 有機磷化合物 地上部 中柱 導(dǎo)管運輸：占全磷60以上無機磷 四、植物對缺磷和供磷過多的反應(yīng)（一）磷素營養(yǎng)缺乏癥植株生長遲緩，矮小、瘦弱、直立，分蘗或分枝少花芽分化延遲，落花落果多多種作物莖葉呈紫紅色，水稻等葉色暗綠癥狀從莖基部開始植物缺磷的癥狀常首先出現(xiàn)在老葉1、葉片肥厚而密集，葉色濃綠；植株矮小，節(jié)間過短；出現(xiàn)生長明顯受抑制的癥狀；2、繁殖器官常因磷肥過量而加速成熟進程，并由此而導(dǎo)致營養(yǎng)體小，莖葉生長受抑制，也會降低產(chǎn)量。地上部與根系生長比例失調(diào)，在地上部生長受

12、抑制的同時，根系非常發(fā)達，根量極多而粗短。3、谷類作物的無效分蘗和癟籽增加；葉用蔬菜的纖維素含量增加、煙草的燃燒性差等品質(zhì)下降；4、施用磷肥過多還會誘發(fā)缺鐵、鋅、鎂等養(yǎng)分。（二）供磷過多植物呼吸作用加強，消耗大量糖分和能量，對植株生長產(chǎn)生不良影響。缺磷條件下，短期內(nèi)植物表現(xiàn)為地上部受抑制，而根系生長增強，結(jié)果根冠比增加。但如果缺磷時間延長到一定程度，則隨全株營養(yǎng)體變小，根系也變小-K +K葡萄自左至右，依次為油菜幼葉至老葉，缺磷油菜葉片從暗紫發(fā)展至紫紅色。幼葉 老葉缺磷圖為缺磷的油菜葉片，缺磷使體內(nèi)碳水化合物代謝受阻，糖分積累，形成紫紅色。左為缺磷的最老葉右為缺磷的較老葉缺磷的蘋果葉：葉片小、

13、葉色暗淡、發(fā)紫色或青銅色。油菜缺磷：深紫色的葉片正在轉(zhuǎn)紅色圖為缺磷的大豆葉片，缺磷使體內(nèi)碳水化合物代謝受阻，糖分積累，形成紫紅色一炷香型水稻玉米缺磷出現(xiàn)紫苗缺磷植株瘦小，莖葉大多呈現(xiàn)紫紅色，葉尖枯萎呈褐色，花絲抽出遲，結(jié)實率低磷素過多引起的水體富營養(yǎng)化及其結(jié)果第二節(jié) 土壤中的磷素及其轉(zhuǎn)化一、土壤中磷的質(zhì)量分數(shù)我國耕地土壤的全磷量：0.21.1g/kg，呈地帶性分布規(guī)律：從南到北、從東到西逐漸增加影響因素：土壤母質(zhì)、成土過程、耕作施肥等土壤供磷狀況以土壤有效磷含量表示：土壤有效磷（P）10mg/kg，表示有效磷較高土壤有效磷（P）28% 高 酸制法 水溶性磷肥過磷酸鈣1828 中 熱制法 枸溶性

14、磷肥鈣鎂磷肥 固定H+ H+微生物和作物根分泌的酸（二）其它枸溶性磷肥 鋼渣磷肥 脫氟磷肥 沉淀磷酸鈣 偏磷酸鈣三、難溶性磷肥特點：所含磷酸鹽不溶于水，只溶于強酸， 肥效遲緩而穩(wěn)長，屬遲效性磷肥(一)磷礦粉成分：主要是氟磷灰石Ca10 (PO4) 6F2性質(zhì)：灰褐色或黑褐色粉末、難溶于水、呈化學(xué)中性 磷礦粉直接施用的條件：磷礦的結(jié)晶性質(zhì)（枸溶率15；粒徑細度90過0.149mm篩）土壤條件（主要是土壤pH）、作物特性（宜吸磷能力較強的及多年生經(jīng)濟林木和果樹）磷礦粉的施用方法和后效方法：宜作基肥用量：7501 500kg/ha（50100公斤/畝）措施：與酸性或生理酸性肥料混施， 與過磷酸鈣配施

15、后效：肥效持久，連施幾年后，可暫停施用（二）鳥糞磷礦粉鳥糞中的磷酸鹽土壤中的鈣鳥糞石 鳥糞磷礦粉效果與鈣鎂磷肥接近施用方法與磷礦粉相似（三）骨粉獸骨加工而成肥效緩慢，宜作基肥宜施于酸性土壤及生長期長的作物開采 磨細小結(jié)：土壤有效磷增加和減少的途徑施肥 礦物 難容性 (有機、無機) 礦化 磷釋放 植物吸收 生物固定 化學(xué)沉淀 閉蓄態(tài)固定 淋失 吸附固定我國磷肥的利用率平均為1025 土壤有效磷第五節(jié) 磷肥的合理分配與施用一、土壤供磷狀況與磷肥的分配全磷含量在0.080.1%以下，施用磷肥均有增產(chǎn)效果有效磷含量更能反映土壤磷素的供應(yīng)水平有效磷含量的測定方法：中性和石灰性土壤：0.5M NaHCO3

16、，P5mg/kg酸性土壤：0.03M NH4F0.025M HCl，P一般豆科旱地作物大麥、小麥早稻旱稻 （一）水旱輪作中的磷肥施用我國稻區(qū)的輪作制度：麥類、油菜水稻 綠肥水稻在水旱輪作中，土壤由干變濕的過程中，有效磷增加，原因？所以在水旱輪作中，磷肥的分配應(yīng)掌握“旱重水輕”的原則，將磷肥重點分配在旱作上。 當(dāng)綠肥與水稻輪作時，更應(yīng)該將磷肥施在綠肥上，特別是豆科綠肥，更能充分發(fā)揮“以磷增氮”的效果。三、磷肥品種與其合理分配和施用施用原則：減少水溶性磷肥的固定，增加非水溶性磷的釋放。 表 磷肥品種的合理分配和施用磷肥品種 作物品種生長期土壤類型難溶性磷肥 吸磷能力強作基肥酸性土壤 如蕎麥、蘿卜菜、 油菜及豆科植物枸溶性磷肥 吸磷能力較強多作基肥酸性土壤 有效磷低的非酸性土壤水溶性磷肥 吸磷能力較差苗期、適于各種土壤 對磷反應(yīng)敏感生長前期 中性或 如甘薯、馬鈴薯根外追肥堿性土更好 多數(shù)作物苗期是磷素的營養(yǎng)臨界期，所以在苗期應(yīng)分配少量水溶性磷肥。在旺盛生長期植物雖然對磷素需求增加，但此時根系發(fā)達，吸收磷的能力強，可以利用作為基肥的難溶性或弱酸溶性磷肥；生長后期可以通過磷在體內(nèi)的