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土壤磷素的转化及固定

作者:   发布时间:2021/9/25 11:08:08   点击量:682

  土壤中各种形态的磷酸盐可以在一定条件下互相转化。这种转化可以概括为难溶性磷(包括闭蓄态磷、吸附态磷等)的有效转化过程与土壤磷的固定作用。这两个过程互相转化的速率与方向决定着土壤供磷能力以及磷肥的有效施用。

  一、土壤磷的释放

  难溶性磷酸盐的释放

  指原生或次生的矿物态磷酸盐、化学沉淀形成的磷酸盐,经过物理的、化学的、生物化学的风化作用转变为溶解度较大的磷酸盐的过程。例如,在石灰性土壤上,通过植物根系与微生物呼吸作用以及有机肥分解所产生的碳酸、有机酸可将难溶性的磷酸钙盐转变为有效性高的磷酸盐。

  无机磷的解吸

  指吸附态磷重新进入土壤溶液的过程,但土壤中呈吸附态的磷并不能全部被解吸下来。

  土壤吸附态磷解吸的原因包括两个方面:一是化学平衡反应,土壤溶液中磷浓度因植物的吸收而降低,从而改变了原有的平衡,使反应向解吸的方向进行;二是竞争吸附,所有能进行阴离子吸附的阴离子大多可与磷酸根离子进行竞争吸附作用,而导致吸附态磷的解吸。

  有机磷的矿化

  土壤中有机态磷的化合物(植素、核酸、磷脂等)在土壤中磷酸酶的作用下,逐步分解,最终释放出磷酸,以供作物吸收利用,或与土壤中的金属离子结合,形成溶解度较低的磷酸盐,而降低其有效性。

  二、土壤中无机磷的固定

  磷的固定作用是指土壤液相中的无机磷酸盐等有效态磷转变为无效态磷的过程。土壤磷酸根离子被固定的两个主要反应是化学沉淀和吸附;其次是磷的生物固定。

  沉淀反应

  在中性和石灰性土壤中,如施用可溶性磷肥后,提高了土壤中有效磷的浓度,磷酸根离子可与碳酸钙或方解石以及交换性钙生成二水磷酸二钙、无水磷酸二钙、磷酸八钙和羟基磷灰石等难溶性磷酸钙盐。

  在酸性土壤中,当当过磷酸钙施入土壤中后,因发生异成分溶解而使土壤酸性增强,促使土壤中如赤铁矿、针铁矿、三水铝石等矿物溶解,转变为活性铁铝,开始形成无定型磷酸铁铝盐,然后转化成晶质的粉红磷铁矿、磷铝石等。此外,土壤中交换性铁、铝、锰等离子也可与水溶性磷产生沉淀反应,不同程度地降低了磷的有效性。

  吸附反应

  土壤对磷的吸附作用,可以分为物理吸附和化学吸附,前者为非专性吸附,后者为专性吸附。

  非专性吸附是由带正电荷的土壤胶粒通过静电引力产生的吸附,它发生在胶粒的扩散层,固这种结合较弱,极易被分解。随着土壤pH的降低,非专性吸附增加。

  专性吸附是由化学作用引起的,不易发生逆向反应,又称为化学吸附。不能与非专性吸附的阴离子发生交换作用,但可以被专性吸附的阴离子解吸。

  生物固定

  指土壤微生物吸收有效性无机磷酸盐形成生物体,磷被暂时固定。当微生物死亡分解后,磷又被重新释放出来。

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