潮土磷庫組成及累積磷的消耗轉化特征

摘要： 【目的】長期施用磷肥致使潮土中累積了大量的磷，為精確管控和合理利用累積磷素，我們研究了小麥–玉米連續種植下，停止使用磷肥后磷庫的組成和消耗轉化特征。【方法】本研究依托位于河南新鄉的“國家潮土肥力與肥料效益長期定位試驗基地”進行，連續26 年施用不同量磷肥，處理間土壤磷積累量差異很大。利用單個處理或兩個處理耕層土壤混合的方法，制備Olsen-P 含量分別為6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg 的土壤（分別記為L1、L2、L3、L4、L5），用于進行微區耗竭試驗，種植制度為冬小麥–夏玉米輪作。在耗竭試驗的5 年間，測定了土壤全磷、Olsen-P 和各磷庫組分含量。【結果】潮土磷庫中無機磷占比超過90%，L5 處理土壤中的有效磷庫組分Resin-P、NaHCO3-Pt、NaOH-Pt 含量分別為L1 的5.0、3.5、2.8 倍。L1 處理（缺磷土壤） 的有效磷組分在全磷中的比例僅為10.4%，而難利用磷組分（C.HCl-Pt， Residual-P） 的比例高達24.0%；L5 處理（高磷土壤） 有效磷組分比例高達20.6%，難利用組分比例低至14.3%。緩效磷組分（D.HCl-Pi） 在全磷中的比例基本維持在66%。有效磷水平高于農學閾值（L2 處理） 之后，Resin-P 組分才開始增加，增加量占有效磷庫增加量的17.3%～22.6%。磷庫耗竭過程中，有效磷庫是作物吸收的第一磷庫，且以Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi 的先后順序被利用。Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi 每消耗1 mg/kg，Olsen-P 分別減少1.3、0.7 和1.0 mg/kg。有效磷庫組分與緩效磷庫、難利用磷庫組分可以互相轉化。5 年耗竭過程中，L1 處理有18.0 mg/kg 難利用磷轉化為D.HCl-Pi，L2、L3 處理分別有22.3 和7.2 mg/kg D.HCl-Pi 轉化為有效態磷，提升了土壤累積磷素的生物有效性；而L4、L5 處理分別有29.9 和43.1 mg/kg 有效態磷組分轉化為D.HCl-Pi，降低了土壤累積磷的生物有效性。【結論】隨著土壤Olsen-P 水平的提高，有效磷庫組分Resin-P、NaHCO3-Pt、NaOH-Pt 占比增加，難利用磷庫占比減少，而緩效磷庫占比高且穩定。有效態Resin-P 在Olsen-P 超過農學閾值后才開始累積。作物吸收可促進缺磷土壤難利用磷庫組分轉化為緩效磷庫組分，中磷土壤緩效磷庫組分轉化為有效磷庫組分，最終土壤累積磷素均被活化利用；而高磷土壤中30% 以上的有效磷庫組分被轉化為緩效磷庫組分，作物奢侈吸磷量顯著增加，造成一定的磷肥養分浪費。中磷土壤是維持磷資源高效利用和作物高產的最佳磷庫組成狀態。

關鍵詞： 潮土； 累積磷有效性； 磷轉化； 緩效磷庫； 生物耗竭； 磷地力