、磷的吸附作用
当磷肥施入土壤中后，首先为土壤吸附，进一步为土壤固定。随着时间的延长，磷
酸盐进一步老化，由活性磷转变成非活性磷。另一方面，当土壤淹水，氧化还原电位降
低，非活性磷也可转变成活性磷。因为在还原条件下，三价铁还原为二价铁，破坏了闭
蓄磷的氧化铁膜包裹，时放出磷。影响土壤中磷的吸附因子很多，可以把它们分为两大
类：
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固 相 液 相
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组 分 PH
数 量 Eh
结晶程度 阴离子种类
颗粒大小
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固相的组成和数量决定对磷酸离子吸附能力。颗粒大小和结晶程度则决定着吸附面积。
固相的不同组分吸附磷的能力差异很大。表7－4例举了不同土壤组分吸附磷的情况
。无定形矿物吸附磷的能力比结晶性矿物强得多，又以无定形水化氧化铁凝胶（Fe2O3.
nH2O)吸附磷的能力最强。粘土矿物如高岭石、蒙脱石吸附磷的能力低，方解石吸附磷的
能力也不高。在石灰性土壤中，即使有少量无定形氧化铁存在，比如说1％，对磷的吸附
也将起重要作用。
表7－4固相不同组成对磷的吸附
（J.K.Syers,1984)
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组 分 吸附量 比表面
（微克／克） （平方米／克）
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无定形矿物
水化氧化铁凝胶
（Fe2O3.nH2O) 30000 280
氢氧化铝凝胶
〔Al(OH)3〕 15000 242
结晶性矿物
三水铝石 7130 15
针铁矿 5800 17
赤铁矿 1150 －
高岭石 460 18
蒙脱石 110 17
方解石 60 －
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1970年以前，很多关于磷吸附的研究都集中于结晶矿物，如蒙脱石、高岭石、针铁
矿、赤铁矿等。最近10年左右，许多研究才转移到无定形矿物。无定形矿物很难鉴定，
这给研究带来一定困难。
PH也影响到吸附点位，质子化的OH＋比非质子化的OH吸附活性强。
表面电荷与离子的吸附有机密切的关系。土粒表面电荷可用下列方法求得：土壤连
续用NaCL溶液提取，使土壤饱和以Na+和CL-，除去多余的NaCL后，再用KNO3溶液处理土
壤，把Na+和CL-置换下来而测定之。Na+代表正电荷数，CL-代表负电荷数。
磷的吸附随PH的增加而减少（图7－3见相册图片）。这从磷的吸附机制也可以看出
来，因为吸附过程中放出OH－，提高PH（参见●2.3）。
PH对不同粘土矿物吸附磷的影响不同，表7－5时两种类型的粘土矿物对磷的吸附量
。由此可见，其吸附量是随着PH的提高而降低的。高岭石对磷的吸附比蒙脱石高，这是
因为1：1型的高岭石含铁铝氧化物多，所以对磷的吸附也强。
表7－5粘土矿物对磷的吸附与PH的关系
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PH 高岭石 蒙脱石
（毫克当量P／100可矿物）
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4.0 88.2 47.4
5.7 50.8 35.5
6.8 41.2 22.0
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碳酸钙对磷的吸附属于基团交换。
在石灰性土壤中，也会发生这种磷的吸附，但是这种吸附只有在PH较低的情况下爱才
存在，当PH大于7时，则主要产生磷酸钙的沉淀。
人们磷酸盐的溶液参数，研究吸附在磷酸钙表面的磷是何种形态。在石灰性土壤中，
碳酸钙表面吸附的磷以磷酸八钙（OCP）为主，或者溶解度更低的介于OCP和HA之间的混
合物为主。
无机阴离子对磷吸附的影响。土壤中常见的几种无机阴离子CL-、NO3-、IICO3-、SO
2-对磷的吸附没有显著影响。对磷影响最大的是OH－，其次是SiO4-，还有各种有机酸。
植物根系常常分泌各种有机酸如柠檬酸、酒石酸等。在有机质分解过程中，特别在厌气
条件下也能产生各种有机酸。有机阴离子降低土壤对磷的吸附，主要是与这些有机酸阴
离子嫩高和铁、铝一类金属离子的能力有关，这与OH－、SiO4-的作用不一样，它们主要
是竞争吸附点位。由此得出结论，阴离子的竞争吸附，可归纳为两点：无机阴离子与中
心金属离子结合的竞争能力，决定与阴离子与金属离子间形成共价键的能力；而有机阴
离子的竞争能力，则取决于它们与铁、铝金属离子姓陈高合物的能力。
2、磷的沉淀作用
磷的沉淀是指由磷酸离子与铁、铝或钙离子反应，生成难溶性的磷酸铁、磷酸铝或磷
酸钙。
早在1914年，人们就认为土壤中的磷是一磷酸铁、铝、钙盐的形态存在。50年代初，
Jackson和他的同时再次提出磷的存在形态是磷酸铁、铝、钙。他们的工作是在实验室进
行的，用的是土壤矿物和较高的磷浓度。鉴定出来的粉红磷铁矿、磷铝石等结晶型矿物
。磷铝石等结晶型矿物。50年代后期据美国田纳西流域管理局（TVA）的学者研究，由鉴
定出非晶形的矿物，包括无定形的磷酸铁和磷酸铝，以及各种各样的磷酸钙盐。TVA学者
们认为初产物是无法用X－射线衍射鉴定的，是无定形矿物，随着时间的延长，这些非晶
形物逐渐向结晶转化。
如让中磷酸铁和磷酸铝的形成，决定与它们的溶度积，例如，粉红磷铁矿是由硫酸离
子、铁离子、OH－相互作用形成的。
同样的原理可以得到磷铝石的溶度积。再看看铁、铝磷酸盐的溶度积和相应的氢氧化
物的溶度积（表7－6）。
表7－6铁铝磷酸盐和相应的氢氧化物的溶度积
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AL Fe
OH 32.7~33.8 33.5~39.2
H2PO4 27.7~30.5 33.0~35.0
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从表上可以看出，磷酸铝盐较磷酸铁盐的溶解度大。这就说明土壤中以磷酸铁盐为主
，因为磷酸铁盐最稳定。表中溶度积常数有一个幅度，这是因为结晶程度不同，比表面
不同所致。结晶越细，表面积越大，溶度积就越大，溶度积常数的负对数就越小。
再未施肥的土壤中，土壤磷素只有来源于溶度积很小的原生矿物磷灰石，由于其溶解
度极低（pksp＝112），不可能提供足以形成磷酸铁或磷酸铝沉淀的磷酸离子浓度。但是
当磷酸钙以磷酸－钙为主的形式施入土中时，情况就不同了。磷肥颗粒周围的土壤PH降
低，磷酸离子浓度增加（表7－7）。
表7－7不同磷酸盐饱和溶液的成分
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PH Ca NH4 P
_______(mol/l)___________
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MCP+DCP 1.01 1.34 － 4.50
MCP+DCPD 1.48 1.34 － 3.98
MAP 4.00 － 2.50 2.90
DAP 8.00 － 7.62 3.86
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表中MCP 指磷酸一钙，DCP指磷酸二钙，DCPD指二水磷酸二钙，MAP是磷酸一铵，DAP是磷
酸二铵。
当过磷酸钙（以MCP为主）施入土中时，水分扩散到肥料颗粒中，将肥料溶解，到一
定程度以后，在磷酸一概饱和溶液中，就形成二水磷酸二钙的沉淀，此时就成为DCPD和
MCP的混合体系，两者大约各占一半。随着时间的推移，二水磷酸二钙转化成无水磷酸二
钙（DCP），显著的变化是PH有1.48降为1.01。这些反应度发生在磷肥颗粒周围很小的范
围内。PH越低，磷酸根浓度越高。再这样强的酸性条件下，土壤中铁铝矿物开始溶解，
溶出的铁、铝离子与高磷浓度接触就形成磷酸铁铝。所以施用磷酸一钙以后，在土壤中
既可以生成无定形的磷酸铁、铝，也可以生成结晶性的磷酸铁、铝。
五、磷在土壤中的移动
磷酸离子在土壤溶液中的浓度，对于它在土壤中的移动起着决定作用，因为磷酸离子
在土壤中的移动主要靠扩散作用，而扩散作用据定于土体磷浓度与根表磷浓度之差。由
于土壤对磷的吸附和固定，土壤溶液磷浓度很低，一般只有0.05ppmP，移动很慢，且移
动的范围很小。
因此磷一般都集中在表土。当磷肥的施用量增加时，可以促进磷向底土移动。
由于磷集中于表土层，因此植物根系大部分也集中在表土，只有很小一部分进入底土
层，然而土壤水分大部分却贮藏在底土层。根集中于表土层主要是由于磷的供应较多。
试验证明，当磷肥深施15厘米和表面撒施相比较，15厘米处的根系增加了三倍。由于根
系集中在表土层，若遇到干旱气候，则表土层水分很快耗尽，磷、钾的有效性降低，结
果作物因缺水和磷、钾有效性降低而生长受到抑制，严重影响作物产量。
土壤中磷的移动除受浓度梯度影响外，还受土壤其它性质的影响，特别是土壤水分含
量。
土壤磷的移动中，缓冲容量也很重要，土壤缓冲容量愈大，磷的移动愈小。土壤是一
个多孔体，它阻止粒子的直线扩散，因此，离子扩散途径不是直线而是不规则的曲线。
而且扩散过程进行很慢。用放射性自显影技术，可以观察根系对磷的吸收以及磷在根周
围的扩散移动。由此可知，根系的生长和土壤中的分布对磷的吸收有很大的影响。这个
规律对于扩散方式移动的其它离子，也同样重要。
土壤学家特别是土壤化学家，把注意力集中在土壤的化学性质上，而植物营养学家除
看到土壤的化学性质外，还注意到植物根系的特性。根系密度与养分吸收有极密切的关
系，特别是植物对扩散速度慢，扩散距离短的磷的吸收，根系的特性尤为显著。Syers等
人（1984） 对生长在同一土壤上的禾本科牧草、三叶草和羽扇豆三种植物的根系密度进
行测定。禾本科牧草的根系密度>三叶草>羽扇豆（表7－8）。根据磷肥田间试验
的结果，磷肥需要量与根系密度成负相关。
表7－8磷肥需要量与作物根系密度的关系
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作 物 根系密度 磷肥需要量
（吨／公顷） （P公斤／公顷）
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禾本科牧草 2.8 40
三叶草 2.2 49
羽扇豆 0.8 65
其他也可参考百度文档，搜索“植物营养与肥料”
参考资料：http://forum.eorchid.cn/view_14_70773.html
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