土壤磷的迁移转化包括一系列复杂的化学和生物化学反应，如有机磷的矿化和无机磷的生物固定，有效磷的固定和难溶性磷的释放过程。

(一)有机磷的矿化和无机磷的生物固定

土壤有机磷的矿化和生物固定是两个方向相反的过程，前者使有机态磷转化为无机态磷，后者使无机态磷转化有机态磷。

(1)有机磷的矿化

土壤中的有机磷除一部分被作物直接吸收利用外，大部分需经微生物的作用进行矿化转化为无机磷后，才能被作物吸收，其分解反应示例如下：

土壤中有机磷的矿化，主要是土壤中的微生物和游离酶、磷酸酶共同作用的结果，其分解速率与有机氮的矿化速率一样，决定于土壤温度、湿度、通气性、pH、无机磷和其他营养元素、耕作技术及根分泌物等因素。温度在30～40℃之间，有机磷的矿化速度随温度增加而增加，矿化最适温度为31℃，30℃以下不仅不进行有机磷的矿化，反而发生磷的净固定。干湿交替可以促进有机磷的矿化，淹水可以加速六磷酸肌醇的矿化，氧压低、通气差时，矿化速率变小。磷酸肌醇在酸性条件下易与活性铁、铝形成难溶性的化合物，降低其水解作用；同时，核蛋白的水解亦需一定数量的Ca2+，故酸性土壤施用石灰后，可以调节pH和Ca/Mg比，从而促进有机磷的矿化；施用无机磷对有机磷的矿化亦有一定的促进作用。有机质中磷的含量，是决定磷是否产生纯生物固定和纯矿化的重要因素，其临界指标约为0.2%，大于0.3％时则发生纯矿化，小于0.2％则发生纯生物固定。同时有机磷的矿化速率还受到C/P比和N/P比的影响，当C/P比或N/P比大时，则发生纯生物固定，反之则发生纯矿化。同样供硫过多时，也会发生磷的纯生物固定。土壤耕作能降低磷酸肌醇的含量，因此，多耕的土壤中有机磷的含量比少耕或免耕的土壤少。植物根系分泌的、易同化的有机物能增加强曲霉、青霉、毛霉、根霉、芽孢杆菌和假单胞菌属等微生物的活性，使之产生更多的磷酸酶，加速有机磷的矿化，特别是菌根植物根系的磷酸酶具有较大的活性。可见土壤有机磷的分解是一个生物作用的过程，分解矿化的速度受土壤微生物活性的影响，环境条件适宜微生物生长时，土壤有机磷分解矿化速度就加快。

(2)无机磷的生物固定

上壤中无机磷的生物固定作用，即使在有机磷矿化过程中也能发生，因分解有机磷的微生物本身也需要有磷才能生长和繁殖。当上壤中有机磷含量不足或C/P比值大时，就会出现微生物与作物竞争磷的现象，发生磷的生物固定。

(二)土壤中磷的固定和释放

土壤对磷的固定和释放是磷的重要性质，磷的固定是水溶性磷从液相转入固相；磷的释放是固定作用的逆向作用，是从固相转入液相的过程。

(1)土壤中磷的固定

土壤中磷的固定机理主要是磷化合物的沉淀作用和吸附作用。一般磷的浓度较高，土壤中有大量可溶态阳离子存在和土壤pH较高或较低时，沉淀作用是主要的。相反，在土壤磷浓度较低时，土壤溶液中阳离子浓度也较低的情况下，吸附作用是主要的。

1)土壤中磷的沉淀和溶解土壤中的磷和其他阳离子形成固体而沉淀，在不同的土壤中，由不同的体系所控制。在石灰性土壤和中性土壤中，由钙镁体系控制，土壤溶液中磷酸离子以HPO₄^2-为主要形态(图3-3)，它与土壤胶体上交换性Ca²⁺经化学作用产生Ca-P化合物。如水溶性一钙，在石灰性土壤中最初形成磷酸二钙，磷酸二钙继续作用，逐渐形成溶解度很小的磷酸八钙，最后又慢慢地转化为稳定的磷酸十钙。随着这一转化过程的继续进行，生成物的溶度积常数相继增大，溶解度变小，生成物在土壤中趋于稳定，磷的有效性降低。

图3-3 土壤溶液中P的形态与pH的关系((Lindasy1979)

在酸性上壤中，由铁铝体系控制。酸性土壤中的磷酸离子主要以H₂PO₄^-形态与活性铁、铝或交换性铁、铝以及赤铁矿、针铁矿等化合物作用，形成一系列溶解度较低的Fe(Al)-P化合物，如磷酸铁铝、盐基性磷酸铁铝等。

根据热力学的理论，磷和土壤反应的最终产物在碱性土壤和石灰性土壤中，是羟基和氟基磷灰石，而在中性和酸性土壤中是磷铝石和粉红磷铁矿。当一个土壤不断进行风化时，土壤pH降低，这时磷酸钙就会向无定型和结晶的磷酸铝盐转变，而磷酸铝盐则进一步向磷酸铁盐转化。因此土壤中各种磷肥和土壤的最初反应产物都将按着热力学的规律向着更加稳定的状态转化，直至变为最终产物(鲁如坤1998)。

2)土壤磷的吸附作用由于土壤固相性质不同，吸附固定过程又可分为专性吸附和非专性吸附二在酸性条件下，土壤中的铁铝氧化物，能从介质中获得质子而使本身带正电荷，由于静电引力吸附阴离子，这是非专性吸附。

M(金属)-OH+H⁺→M-[OH₂]⁺         (3-34)

M-[OH₂]^＋+H₂PO₄^-=M-[OH₂]⁺·H₂PO₄^-        (3-35)

除上述自由正电荷引起的吸附固定外，磷酸根离子置代土壤胶体(黏土矿物或铁铝氧化物)表面金属原子配位壳中的-OH或-OH₂配位基，同时发生电子转移并共享电子对，而被吸附在胶体表面上即为专性吸附。专性吸附不管黏粒带正电荷还是带负电荷，均能发生，其吸附过程较缓慢。随着时间的推移，由单键吸附逐渐过渡到双键吸附，从而出现磷的“老化”，最后形成晶体状态，使磷的活性降低。在石灰性土壤中，也会发生这种专性吸附。当土壤溶液中磷酸离子的局部浓度超过一定限度时。经化学力作用，便在CaCO₃的表面形成无定形的磷酸钙。随着CaCO₃表面不断渗出Ca²⁺，无定形磷酸钙便逐渐转化为结晶形，经过较长时间后，结晶形磷酸盐逐步形成磷酸八钙或磷酸十钙。

(2)土壤磷的释放

土壤磷的解吸作用是磷释放作用的重要机理之一，它是磷从土壤固相向液相转移的过程。土壤磷或磷肥的沉淀物与土壤溶液共存时，土壤溶液中的磷因作物吸收而降低，破坏了原有的平衡，使反应向磷溶解的方向进行。在土壤中的其他阴离子的浓度大于磷酸根离子时，可通过竞争吸附作用，导致吸附态磷的解吸，吸附态磷沿浓度梯度向外扩散进入土壤溶液。