植物的磷素营养与磷肥课件.ppt
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- 植物 营养 磷肥 课件
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1、磷于磷于1669年为德国汉堡炼金家布兰德所发现年为德国汉堡炼金家布兰德所发现 地壳中磷(地壳中磷(P2O5)平均含量大约为)平均含量大约为0.28%,而土,而土壤表土一般变动在壤表土一般变动在0.04-0.25%之间。之间。我国许多土壤磷素供应不足我国许多土壤磷素供应不足 解放前磷肥工业几乎空白,解放前磷肥工业几乎空白,1953年研制生产了过年研制生产了过磷酸钙,磷酸钙,1957年在南京建成年产年在南京建成年产40吨的过磷酸钙厂。吨的过磷酸钙厂。至至1984年磷肥产量已达年磷肥产量已达235.96万吨(万吨(P2O5),在美国、),在美国、苏联之后具第三位苏联之后具第三位磷肥工业磷肥工业第一节
2、第一节 磷的营养作用磷的营养作用 四、磷与作物产量、品质的关系四、磷与作物产量、品质的关系 一、植物体内磷的含量和分布一、植物体内磷的含量和分布 二、磷的营养功能二、磷的营养功能 三、作物对磷的吸收三、作物对磷的吸收 五、作物磷素营养失调的症状五、作物磷素营养失调的症状 一、植物体内磷的含量和分布一、植物体内磷的含量和分布 植物体内磷(植物体内磷(P2O5)的含量一般为植株干重的)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,其中大部分以有机态磷形式存在,如核酸、核蛋白、磷脂、植素,约占全磷的酸、核蛋白、磷脂、植素,约占全磷的85。其余。其余是以钙、镁、钾的磷酸盐
3、存在。不同作物,同一作是以钙、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。物不同器官,不同生育期,含磷量是有变化的。生殖器官生殖器官营养器官,种子营养器官,种子叶片,叶叶片,叶根系根系茎茎杆杆,幼嫩部位幼嫩部位衰老部位。新芽、根尖等分生组织中,衰老部位。新芽、根尖等分生组织中,磷显著增高,表现出顶端优势,磷在作物体内分配。磷显著增高,表现出顶端优势,磷在作物体内分配。再利用的能力强。因而植株缺磷症状首先是从最老再利用的能力强。因而植株缺磷症状首先是从最老的器官(一般为底层老叶)组织开始表现出来。的器官(一般为底层老叶)组织开始表现出来。二、磷的营养功能二、磷的
4、营养功能(一)磷是植物体内重要化合物的组成元素(一)磷是植物体内重要化合物的组成元素 核酸与核蛋白核酸与核蛋白 核酸是作物生长发育、繁核酸是作物生长发育、繁殖和遗传变异中极为重要的物殖和遗传变异中极为重要的物质,磷的正常供应,有利于细质,磷的正常供应,有利于细胞分裂、增殖,促进根系的伸胞分裂、增殖,促进根系的伸展和地上部的生长发育。展和地上部的生长发育。磷脂磷脂 磷脂在种子内含量较高,磷脂在种子内含量较高,说明在其繁殖方面有重要作说明在其繁殖方面有重要作用,磷脂分子中既有酸性基用,磷脂分子中既有酸性基因,又有碱性基因,对细胞因,又有碱性基因,对细胞原生质的缓冲性具有重要作原生质的缓冲性具有重要
5、作用,因此磷脂提高作物对环用,因此磷脂提高作物对环境变化的抗逆能力境变化的抗逆能力 植素植素 是磷的特殊贮藏形态,主是磷的特殊贮藏形态,主要集中在种子中,种子中磷要集中在种子中,种子中磷80以植素存在,植素的形成有以植素存在,植素的形成有利于淀粉合成,但在后期磷供利于淀粉合成,但在后期磷供应过多,导致淀粉的合成逆向应过多,导致淀粉的合成逆向发展。发展。含磷的生物活性物质含磷的生物活性物质 腺苷三磷酸(腺苷三磷酸(ATP)、乌苷三磷酸)、乌苷三磷酸(GTP)、脲苷三磷酸()、脲苷三磷酸(UTP)、胞苷)、胞苷三磷酸(三磷酸(CTP)。它们在物质新陈代谢)。它们在物质新陈代谢过程中起着重要的作用,
6、尤其是过程中起着重要的作用,尤其是ATP。磷还存在于许多酶中,辅酶磷还存在于许多酶中,辅酶(NAD)、)、辅酶辅酶NAPT、辅酶、辅酶A(HS-CoA),黄素,黄素酶酶(FAD)等。等。(二)磷能加强光合作用和碳水化合物(二)磷能加强光合作用和碳水化合物 的合成与运转的合成与运转 虽然碳水化合物本身不含磷,但它虽然碳水化合物本身不含磷,但它的合成及运输却需要磷参加,光合作用的合成及运输却需要磷参加,光合作用一开始就需要磷参加,另一重要作用是一开始就需要磷参加,另一重要作用是光合磷酸化(变成光合磷酸化(变成ATP),磷还能促进),磷还能促进碳水化合物在体内的运输碳水化合物在体内的运输。(三)促进
7、氮素代谢(三)促进氮素代谢 磷是作物体内氮素代谢过程中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,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)根瘤的固氮活性(以磷增氮)(四)磷能促进脂肪代谢(四)磷能促进脂肪代谢 糖糖 磷酸丙糖磷酸丙糖 甘油甘油 (需磷)(需磷)(需磷)(需磷)脂肪脂肪 丙酮酸丙酮酸 脂肪酸脂肪酸 (需磷)(需磷)油料作物增施磷肥提高含油率油料作物增施磷肥提高含油率(五)(五)提高作物对外界环境的适应性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磷能提高细胞结构的水化度和胶体
8、束缚水的能力,减少细胞水分的损失,并增加原水的能力,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(抗水的抵抗能力,根系利用深层水分等(抗旱)。旱)。磷能促进各种合成过程,在低温下仍能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,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。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、抗病等能力磷能提高作物的抗旱、抗寒、抗病等能力磷能提高作物对外界磷能提高作物对外界pH变化的适应能力变化的适应能力 盐
9、碱地上施用磷肥可提高作物抗盐碱能力盐碱地上施用磷肥可提高作物抗盐碱能力 OH-KH2PO4 K2HPO4 缓冲作用在缓冲作用在pH68时最大时最大 H+三、作物对磷的吸收三、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作物通过根系和叶部吸收无机磷和有机磷无机磷:无机磷:主要吸收正磷酸盐,其次有偏磷酸主要吸收正磷酸盐,其次有偏磷酸 盐盐 H2PO4-最易被作物吸收。最易被作物吸收。有机磷:有机磷:己糖磷酸脂,蔗糖磷酸酯、核糖核酸己糖磷酸脂,蔗糖磷酸酯、核糖核酸影响磷素吸收的土壤因素影响磷素吸收的土壤因素 影响磷素吸收的土壤因素主要有:影响磷素吸收的土壤因素主要有:pH、通气、温度、质地、
10、土壤离子种类等。通气、温度、质地、土壤离子种类等。pH7.2时时 H2PO4-HPO4pH7.2时时 H2PO4-HPO4pH7.2时时 H2PO4-HPO4 因此在因此在pH5.5-7.0之间,磷素有效性最高。之间,磷素有效性最高。土壤土壤pH 土壤通气土壤通气 作物吸收磷素是主动吸收,需要消耗能量,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,有利于作物对在土壤通气和温度适宜条件下,有利于作物对磷的吸收。磷的吸收。土壤质地土壤质地 由于磷在土壤中的扩散系数很小,移动性小,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植物仅能吸收距根表面14mm根际土壤中的
11、根际土壤中的磷,粘质土壤只有磷,粘质土壤只有1mm左右仅相当于根毛的长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。用磷也有重要意义。菌根菌根 菌根能增加植物吸磷的能力,因为菌根的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形成的根际无菌丝能延伸到由根际吸收活动所形成的根际无磷圈以外的地方,从而增大根的吸收面积,增磷圈以外的地方,从而增大根的吸收面积,增加磷的吸收量。加磷的吸收量。VA MYCORRHIZAE 土壤水分土壤水分 水分对磷的影响最为明显,影响磷酸盐的水分对磷的影响最为明显,影响磷酸盐的溶解
12、和转移,故灌溉能提高溶解和转移,故灌溉能提高P的利用率。的利用率。土壤离子土壤离子 NH4+、K+Mg2+等离子能促进作物对磷的等离子能促进作物对磷的吸收(协助)吸收(协助)NO3 Cl OH 等离子则降低作物对磷的等离子则降低作物对磷的吸收(拮抗)吸收(拮抗)作物特性作物特性 不同植物种类,甚至不同栽培品种对磷的吸不同植物种类,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。作物,再次是水稻。四、磷与作物产量、品质的关系四、磷与作物产量、品
13、质的关系 影响作物品质和产量的诸环境因素中,影响作物品质和产量的诸环境因素中,肥料是最有效,作用最快的变量,大量资料肥料是最有效,作用最快的变量,大量资料表明,增施磷肥可以提高油菜、向日葵等油表明,增施磷肥可以提高油菜、向日葵等油料作物种子中脂肪含量料作物种子中脂肪含量1-4%,还能改善脂肪,还能改善脂肪品质,增加不饱和脂肪酸,减少饱和脂肪酸品质,增加不饱和脂肪酸,减少饱和脂肪酸含量,提高食用价值和工业利用价值。含量,提高食用价值和工业利用价值。蛋白质含量高低是评价禾谷类作物的籽粒蛋白质含量高低是评价禾谷类作物的籽粒及豆科作物种子与饲料品质的一项重要指标,及豆科作物种子与饲料品质的一项重要指标
14、,增磷、增强生物固氮可显著地提高豆科作物的增磷、增强生物固氮可显著地提高豆科作物的产量和品质。产量和品质。磷对作物的碳水化合物的合成分解和运输磷对作物的碳水化合物的合成分解和运输起着重要的作用,适宜的磷素营养对果树、蔬起着重要的作用,适宜的磷素营养对果树、蔬菜以及烟草等经济作物的产量和品质均有良好菜以及烟草等经济作物的产量和品质均有良好的作用,糖分、的作用,糖分、Vc、糖酸比、着色和适口性等,、糖酸比、着色和适口性等,但磷过多会有副作用。但磷过多会有副作用。作作 物物指指标标缺缺低低中中高高小小麦麦玉玉 米米黄黄 瓜瓜番番 茄茄苹苹 果果0.110.11-0.20 0.21-0.50 0.51
15、-0.800.110.170.25-0.440.450.16-0.24-0.600.07-0.100.20-0.25抽穗前上部叶片抽穗前上部叶片抽穗期最下穗轴下第一叶抽穗期最下穗轴下第一叶花期(保护地)下部叶花期(保护地)下部叶结果期(保护地)中部叶结果期(保护地)中部叶开花上部第四、五叶柄开花上部第四、五叶柄结果期上部第二分枝叶结果期上部第二分枝叶叶片叶片测定部位及时期测定部位及时期 重要作物体内磷的丰缺指标重要作物体内磷的丰缺指标土壤速效磷丰缺指标土壤速效磷丰缺指标 缺乏缺乏 较缺乏较缺乏 中等中等较丰富较丰富 丰富丰富保护地蔬菜保护地蔬菜 300 露地蔬菜露地蔬菜60 果果 园园15 粮
16、粮 田田 35 510 1020 204040(Olsen-p NaHCO3浸提钼锑抗法)浸提钼锑抗法)五、作物磷素营养失调的症状五、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,对提高,同时,Fe的吸收间接地促进叶绿素合成,的吸收间接地促进叶绿素合成,使叶色暗,严重缺磷时,在不
17、少作物茎叶上明显使叶色暗,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。逐渐向上枯死脱落,症状一般从基部老叶开始。逐渐向上部发展。部发展。缺磷造成玉米果穗秃顶,缺磷造成玉米果穗秃顶,油菜脱荚,棉花和果树落蕾、油菜脱荚,棉花和果树落蕾、落花,甘薯及马铃薯薯块变落花,甘薯及马铃薯薯块变小,耐贮性变差。小,耐贮性变差。磷素过剩,谷类无效分蘖,秕粒磷素过剩,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,通常以缺磷过多,而引起的病症,通常以缺Z
18、n、Fe、Mg等的失绿症表现出来。等的失绿症表现出来。第二节第二节 土壤中的磷素土壤中的磷素 一、土壤中磷的含量一、土壤中磷的含量 地壳平均全磷(地壳平均全磷(P2O5)0.28;土;土壤壤0.04-0.25,低者,砖红壤、浸蚀型,低者,砖红壤、浸蚀型红壤小于红壤小于0.01;高者,海南岛达;高者,海南岛达0.4。北北 南、南、西西 东,逐渐递减。东,逐渐递减。土壤全磷量并不能作土壤全磷量并不能作为土壤磷素供应水平的确为土壤磷素供应水平的确切指标,因为大部分是迟切指标,因为大部分是迟效的,全磷与有效磷之间效的,全磷与有效磷之间缺乏相关性。缺乏相关性。土壤含磷量与气候因素有关。北方雨量土壤含磷量
19、与气候因素有关。北方雨量少,淋融弱,含磷量较高,南方淋溶强,含少,淋融弱,含磷量较高,南方淋溶强,含磷量低,地带性规律:磷量低,地带性规律:二、土壤磷素的形态二、土壤磷素的形态 无机磷无机磷 磷酸钙(镁)类(磷酸钙(镁)类(Ca-P)石灰性土壤磷酸盐的主要形态。)石灰性土壤磷酸盐的主要形态。磷酸铁(铝)类(磷酸铁(铝)类(Fe-P、Al-P)酸性土壤主要形态。)酸性土壤主要形态。闭蓄态磷(闭蓄态磷(O-P)由氧化铁胶膜包被着磷酸盐,石灰性土)由氧化铁胶膜包被着磷酸盐,石灰性土 壤壤1530以上,酸性土壤超过以上,酸性土壤超过50。有机磷有机磷 主要磷酸肌醇、磷脂、核酸、磷蛋白和磷酸糖约占主要磷
20、酸肌醇、磷脂、核酸、磷蛋白和磷酸糖约占1/2,另一半不清楚。有机磷占全磷的另一半不清楚。有机磷占全磷的2050,与有机质,与有机质有好的相关性。有好的相关性。三、土壤中磷的固定三、土壤中磷的固定 土壤中可溶性或速效性磷化合土壤中可溶性或速效性磷化合物转变为不溶性或缓效性状态,称物转变为不溶性或缓效性状态,称之。之。土壤的固磷作用:土壤的固磷作用:磷肥的利用多数或利用率仅磷肥的利用多数或利用率仅1030,土壤固磷机制主要有以下四种:土壤固磷机制主要有以下四种:化学固定作用化学固定作用:Ca、Mg控制,控制,Fe、Al控制控制、吸附作用吸附作用:专性吸附,非专性吸附(一半交换吸附)专性吸附,非专性
21、吸附(一半交换吸附)闭蓄作用闭蓄作用:与氧化还原性关系直接与氧化还原性关系直接 生物固定作用生物固定作用:有机残体的有机残体的C/p比率大于比率大于200300时,时,则微生物分解有机质的初期,能源充则微生物分解有机质的初期,能源充 足而磷的供应不多,就吸收土壤速效足而磷的供应不多,就吸收土壤速效 磷,以组成其有机体,固定是暂时的。磷,以组成其有机体,固定是暂时的。第三节第三节 磷肥的种类、性质及施用磷肥的种类、性质及施用 一、我国磷矿资源及其合理利用一、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。我国磷矿资我国农民最早用骨粉作磷肥施用。我国磷矿资源较为丰富,蕴藏量仅次于摩洛哥、美
22、国和苏联,源较为丰富,蕴藏量仅次于摩洛哥、美国和苏联,大多集中分布在西南和中南地区,云南的昆明、贵大多集中分布在西南和中南地区,云南的昆明、贵州的开阳、湖北的荆襄、四川的什仿(全河)等地,州的开阳、湖北的荆襄、四川的什仿(全河)等地,还有江苏锦屏、安徽宿松还有江苏锦屏、安徽宿松 按矿石中全磷量的不同大致可分为三级:全磷按矿石中全磷量的不同大致可分为三级:全磷(P2O5)28称高品位磷矿占称高品位磷矿占1/3、1828中中品位占品位占47%、18低品位占低品位占20%。制造磷肥的方法有三种:制造磷肥的方法有三种:机械法:机械磨碎后直接利用,磷矿粉机械法:机械磨碎后直接利用,磷矿粉 酸制法:硫酸、
23、硝酸、盐酸、磷酸,处理磷矿酸制法:硫酸、硝酸、盐酸、磷酸,处理磷矿粉而成,过磷酸钙,重过磷酸钙。沉淀磷肥、粉而成,过磷酸钙,重过磷酸钙。沉淀磷肥、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥。磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥。热制法:高温分解磷矿粉(石)而得,钙镁磷热制法:高温分解磷矿粉(石)而得,钙镁磷肥、脱氧磷肥、钢渣磷肥、偏磷酸钙、钙钠磷肥、脱氧磷肥、钢渣磷肥、偏磷酸钙、钙钠磷肥。酸制磷肥对磷矿质量要求较高,热制磷肥肥。酸制磷肥对磷矿质量要求较高,热制磷肥要求较低。要求较低。二、常用磷肥的性质和施用二、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按所含的磷酸盐溶解度不同可分为三种类型,难溶性磷肥、
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