磷素的三种固定机制如下:
一、化学固定
- 沉淀反应:在酸性土壤中,铁、铝离子(Fe³⁺、Al³⁺)含量丰富,磷素易与它们发生反应形成难溶性的磷酸铁(FePO₄)、磷酸铝(AlPO₄)沉淀。例如,土壤溶液中的磷酸根离子(H₂PO₄⁻、HPO₄²⁻等)遇到大量的Fe³⁺时,会迅速结合生成沉淀,从而降低磷素的有效性。
- 在碱性土壤中,钙(Ca²⁺)的活性较高,磷素会与钙结合形成磷酸钙沉淀,像磷酸三钙(Ca₃(PO₄)₂)等,使得磷被固定在土壤中,难以被植物直接吸收利用。
二、吸附固定
- 土壤中的黏土矿物和铁、铝氧化物具有很大的比表面积,带有电荷。磷酸根离子是阴离子,会被带正电荷的位点吸附。例如,黏土矿物表面的铝羟基(Al - OH)等基团,在一定的pH条件下带正电,对磷酸根离子产生静电吸附。这种吸附作用有专性吸附和非专性吸附。专性吸附是磷酸根离子与铁、铝氧化物表面的金属离子形成配位键而被吸附,非专性吸附则主要基于静电引力。吸附后的磷素难以从吸附位点解吸,植物难以获取。
三、生物固定
- 土壤中的微生物在生长繁殖过程中需要磷元素,它们会吸收土壤中的无机磷,将其同化为微生物体内的有机磷。例如,细菌和真菌会把土壤溶液中的磷酸根离子摄入细胞内,合成自身的核酸、磷脂等含磷化合物。当微生物死亡后,这部分磷素只有经过矿化作用重新转化为无机磷后,才有可能被植物吸收,在矿化之前,磷素被暂时固定在微生物体内而不能被植物直接利用。
磷素的三种固定机制主要包括:
1. **物理固定**:磷酸盐在土壤中的吸附和沉积,是通过物理吸附和共沉淀等过程实现的。
2. **化学固定**:磷酸盐与土壤中的铁、铝、钙等阳离子形成不溶性磷酸盐化合物,这些化合物难以被植物吸收利用。
3. **生物固定**:土壤中的菌类和植被通过吸收和代谢作用,将无机磷转化为有机磷,虽然有机磷可以被植物利用,但其过程较为缓慢。
了解这三种固定机制可以帮助我们更好地进行土壤管理和施肥,提高磷肥的利用效率。