油菜磷素吸收和土壤生物有效性磷對(duì)碳、磷添加的響應(yīng)

摘要： 【目的】研究不同磷水平紫色土中油菜磷素吸收以及土壤生物有效性磷含量對(duì)外源碳、磷的響應(yīng)，挖掘不同磷水平條件下，碳、磷提高土壤磷素有效性的潛力。【方法】供試高磷土壤取自蔬菜地，有效磷、全磷含量分別為163.23 mg/kg、1.72 g/kg，低磷土壤取自糧田，有效磷和全磷含量分別為3.93 mg/kg、0.31 g/kg。油菜盆栽試驗(yàn)設(shè)置不加碳不加磷（CK）、添加磷（+P）、添加碳（+C）、加碳加磷（+C+P） 4 個(gè)處理，碳源為葡萄糖，磷為磷酸二銨。油菜種植30 天后，測(cè)定油菜地上部生物量、磷含量，土壤微生物量磷（MBP） 含量和磷酸酶活性，并采用基于生物有效性磷的分級(jí)方法（BBP 法） 測(cè)定土壤中CaCl2-P、Citrate-P、Enzyme-P、HCl-P 含量。【結(jié)果】低磷土壤中，+P、+C+P 處理油菜地上部生物量分別較CK 處理提高了239%、120%，地上部磷含量分別提高了71.43%、58.33%，而高磷土壤中，添加碳、磷（+P、+C、+C+P） 對(duì)油菜的生長(zhǎng)無(wú)顯著影響，但提高了油菜地上部磷含量，+P、+C、+C+P 處理分別比CK 處理高出30.55%、33.45%、42.52%。與CK 處理相比，低磷土壤中添加碳、磷對(duì)Enzyme-P 提升最大，平均提高了2.76 倍，+P、+C+P 處理的CaCl2-P 含量分別增加24.76%、27.72%，+C 處理顯著提高了Citrate-P 含量，添加碳、磷（+P、+C、+C+P） 對(duì)HCl-P 均未產(chǎn)生顯著影響；高磷土壤中+P、+C、+C+P 處理降低了土壤中的CaCl2-P 含量，以+C 處理下降最為顯著，比CK 處理減少了34.45%，而Citrate-P、Enzyme-P、HCl-P 含量均有所增加，其中+P、+C、+C+P 處理的Citrate-P 含量相較于CK 處理分別顯著增加了12.50%、17.43%、24.47%。低磷土壤+P、+C、+C+P 處理的土壤MBP、酸性磷酸酶活性分別較CK 處理提高了28.80%～59.39%、5.96%～6.69%，而高磷土壤的MBP 和酸性磷酸酶活性只對(duì)+C、+C+P 處理有所響應(yīng)，MBP 含量相較于CK 處理分別提高了35.65%、37.08%，酸性磷酸酶活性分別提高了5.33%、7.76%。【結(jié)論】低磷土壤中添加磷有利于油菜的生長(zhǎng)，在高磷土壤中，添加磷只能增加油菜地上部磷的奢侈吸收，對(duì)生物量無(wú)促進(jìn)作用。低磷土壤添加磷、碳均可提升土壤磷的生物有效性，而高磷土壤磷的生物有效性對(duì)外源碳的響應(yīng)更顯著。因此，低磷土壤中應(yīng)同時(shí)添加碳、磷提高磷肥的效應(yīng)，而高磷土壤應(yīng)補(bǔ)充有機(jī)碳提升土壤中磷的生物有效性。

關(guān)鍵詞： BBP 法；油菜；生物有效性磷；微生物量磷；磷酸酶活性

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，參與植物光合作用、能量存儲(chǔ)、氧化還原等多種生理生化過(guò)程[1]。土壤中的磷在植物根系和土壤微生物的作用下轉(zhuǎn)化為能被植物吸收利用的磷，待植物死亡后通過(guò)降解再次進(jìn)入土壤，以此往復(fù)[2?3]。在自然條件下，土壤中的磷素往往處于缺乏狀態(tài)，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為確保農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，農(nóng)戶往往會(huì)投入過(guò)量的磷肥，而磷肥進(jìn)入土壤后極易被固定，這使得土壤中的磷素逐漸趨向盈余，從而導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、耕地質(zhì)量下降等一系列環(huán)境問(wèn)題[4?5]。因此，提高土壤中累積磷素的利用效率是緩解未來(lái)潛在磷肥短缺問(wèn)題和改善環(huán)境的重要措施。

研究表明，在磷素貧瘠的土壤中，土壤無(wú)機(jī)磷的有效性較低，植物主要通過(guò)轉(zhuǎn)化土壤中的有機(jī)磷來(lái)獲取磷[6]。土壤有機(jī)磷的礦化離不開(kāi)磷酸酶，磷酸酶不僅能通過(guò)礦化有機(jī)磷為微生物提供無(wú)機(jī)磷，還可以將有機(jī)磷中的碳轉(zhuǎn)化為微生物生長(zhǎng)繁殖所需的碳[7]。有研究指出，土壤微生物從有機(jī)磷中吸收的碳多于磷，在低磷土壤中，微生物不僅受到磷的限制，還受到碳的限制，在沒(méi)有外源磷輸入時(shí)，有機(jī)磷的礦化主要由土壤微生物的碳需求驅(qū)動(dòng)[8?10]。以往就有大量向土壤中添加碳源推動(dòng)土壤有機(jī)磷礦化的研究，Lin 等[11]研究發(fā)現(xiàn)果糖能促進(jìn)有機(jī)磷的礦化，提高土壤磷素的有效性；陽(yáng)琴等[12]研究也發(fā)現(xiàn)，向土壤中添加纖維素能提高磷酸酶活性，促進(jìn)中穩(wěn)定性有機(jī)磷向活性、中等活性有機(jī)磷轉(zhuǎn)換。有機(jī)碳源不僅能通過(guò)為土壤中的微生物提供生長(zhǎng)所需的能量來(lái)促進(jìn)磷酸酶的分泌，提高土壤有機(jī)磷的礦化，還能與土壤中的磷酸根競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，進(jìn)而促進(jìn)土壤磷素的釋放[13]。Sun 等[14]研究表明木質(zhì)素通過(guò)對(duì)磷的競(jìng)爭(zhēng)吸附提升土壤中有效磷含量。可見(jiàn)，添加有機(jī)碳源是一種激活土壤累積磷素的有效方法。而目前，有機(jī)碳源對(duì)土壤磷素有效性影響的研究通常在低磷土壤中進(jìn)行，而高磷土壤中的累積磷素更多，提高高磷土壤中磷素的利用對(duì)減施磷肥、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

DeLuca 等[15]根據(jù)生物學(xué)利用難易程度提出了基于磷素生物有效性的磷分級(jí)方法（biologically basedphosphorus， BBP），其通過(guò)模擬微生物和作物根系的磷礦化作用，對(duì)土壤不同形態(tài)磷素生物有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。本研究利用BBP 法，探究土壤磷素生物有效性分別在低磷、高磷紫色土中對(duì)加碳、磷的響應(yīng)，并且分析碳、磷添加對(duì)油菜磷素吸收的影響。從而合理評(píng)估碳、磷對(duì)不同磷水平土壤作物磷吸收以及土壤磷素生物有效性的影響，以此挖掘不同磷水平土壤下碳、磷提高作物磷吸收以及土壤磷素有效性的潛力，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

選擇低磷和高磷土壤作為試驗(yàn)土壤。分別采自重慶市北碚區(qū)農(nóng)戶玉米地（低磷紫色土） 和附近的露天菜地（高磷紫色土）。該區(qū)域年平均溫度為18.4℃，年平均降水量為1105.5 mm，土壤類型為沙溪廟紫色母巖發(fā)育而成的紫色土。土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1，土壤風(fēng)干后過(guò)1 cm 網(wǎng)篩備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用盆栽實(shí)驗(yàn)，作物選用油菜（新德雜油9 號(hào)）。兩種土壤分別設(shè)置4 個(gè)處理：1） 不加碳不加磷（CK）；2） 添加磷（+P）；3） 添加碳（+C）；4） 加碳加磷（+C+P），每種處理設(shè)置5 次重復(fù)，共計(jì)40 盆。其中選用磷酸二銨（dibasic ammonium phosphate，DAP，5 mg/kg）作為啟動(dòng)磷肥，添加的碳為葡萄糖（500 mg/kg），以尿素為氮肥，硫酸鉀為鉀肥，硫酸鎂為鎂肥，硼砂為硼肥，具體施肥量見(jiàn)表2。

取3.5 kg 過(guò)1 cm 篩的兩種風(fēng)干土裝盆，底部安置托盤以免土壤水分滲漏。油菜種子用3% 過(guò)氧化氫溶液消毒，用純水洗凈后置于用純水浸潤(rùn)的濾紙上于30℃ 培養(yǎng)箱中催芽，待油菜出芽后播種8 粒于盆中，出苗后定苗至2 株。待幼苗適應(yīng)后采集土壤，測(cè)定含水率及采樣前后盆的總體質(zhì)量，計(jì)算盆中風(fēng)干土質(zhì)量后向加碳的處理組以C 500 mg/kg 添加葡萄糖溶液。之后繼續(xù)培養(yǎng)30 天，栽培期間采用稱重法澆水保持土壤60% 田間最大持水量。在添加葡萄糖30 天后收獲油菜地上部并采集土壤樣品。將采集的土壤樣品分為兩份，一份于4℃ 冰箱儲(chǔ)存，用于土壤微生物量磷的測(cè)定；另一份風(fēng)干后研磨，依次過(guò)1 和0.25 mm 篩，用于BBP 磷分級(jí)、磷酸酶活性的測(cè)定。油菜地上部稱重后烘干粉碎用于植株磷含量的測(cè)定。

1.3 樣品測(cè)定與分析

磷的生物有效性采用BBP 磷分級(jí)法測(cè)定，具體步驟如下：準(zhǔn)確稱取0.5 g 風(fēng)干土壤樣品于15 mL 離心管中，加入10 mL 0.01 mol/LCaCl2 提取液，于25℃ 200 r/min 條件下震蕩提取3 h，離心后取得上清液即為可溶性磷（CaCl2-P）。在離心管中分別加入10 mL 10 mmol/L 檸檬酸、0.02 EU/mL 混合酶溶液、1 mol/L 鹽酸，按上述步驟依次提取檸檬酸溶性磷（Citrate-P）、酶磷（Enzyme-P） 和無(wú)機(jī)磷（HCl-P）。采用孔雀石綠法測(cè)定磷濃度[16]，孔雀石綠法靈敏性高，能準(zhǔn)確測(cè)定磷含量較低的樣品，如CaCl2-P，對(duì)于含量較高的Citrate-P 和 HCl-P 則需要稀釋后再測(cè)定。

土壤微生物量磷（microbial biomass phosphorus，MBP） 采用氯仿熏蒸法測(cè)定。稱取5 g 新鮮土樣于培養(yǎng)皿中，與一小燒杯去乙醇的氯仿及一小燒杯2 mol/LNaOH 一同放入真空干燥器中，抽真空保持氯仿沸騰5 min 后避光培養(yǎng)24 h。培養(yǎng)結(jié)束后將樣品轉(zhuǎn)移至三角瓶?jī)?nèi)并加入25 mL 0.5 mol/L NaHCO3 震蕩30 min后過(guò)濾。另稱取5 g 新鮮土樣2 份，均不進(jìn)行氯仿熏蒸，其中一份作為對(duì)照，另一份加入125 μg P 用于微生物量磷回收率的計(jì)算，后續(xù)浸提步驟同上。3 份濾液中的磷含量使用鉬藍(lán)法測(cè)定。按以下公式計(jì)算微生物量磷：

MBP = （F=UF）=（Kp×R）

式中：F 為熏蒸土壤的磷含量；UF 為未熏蒸土壤的磷含量；Kp 為轉(zhuǎn)換系數(shù)，取0.4；R 為回收率，為加入的無(wú)機(jī)磷的回收百分比。

酸性磷酸酶活性測(cè)定方法[17]：稱取0.5 g 過(guò)0.25mm 篩的風(fēng)干土于15 mL 離心管中，加0.5 mL 甲苯，15 min 后加入1 mL 磷酸苯二鈉和1 mL pH 5.0的醋酸鹽緩沖液（0.2 mol/L 醋酸鈉和0.2 mol/L 醋酸，體積比7∶3 混合），搖勻后于37℃ 培養(yǎng)24 h。培養(yǎng)結(jié)束后加3 mL 去離子水，搖勻后過(guò)濾。取適量濾液于25 mL 容量瓶，加入1.25 mL pH 9.0 的硼酸鹽緩沖液，再加入3 mL 2.5% 的鐵氰化鉀和3 mL 0.5%4-氨基安替吡啉，定容搖勻，30 min 后于570 nm 比色測(cè)定酚含量。

Olsen-P 采用NaHCO3 浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定；有機(jī)磷采用灼燒法測(cè)定；植物全磷采用濃 H2SO4?H2O2 消煮—鉬銻抗比色法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 軟件進(jìn)行整理，用SPSS 進(jìn)行平均值之間差異顯著性檢驗(yàn)。采用Origin 軟件進(jìn)行圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 碳、磷添加對(duì)油菜地上部生物量的影響

如圖1 所示，在兩種紫色土上施用啟動(dòng)磷肥和添加葡萄糖對(duì)油菜地上部生物量的影響有所不同。在低磷紫色土中，加磷處理（+P） 生物量最高，其次為加碳加磷處理（+C+P），均顯著高于對(duì)照組（CK） 與加碳處理（+C），而CK 與+C 處理無(wú)顯著差異。+P與+C+P 處理地上部生物量分別是CK 處理的3.40、2.20 倍，較CK 分別提高了239% 和120%，而+C 反而比CK 處理降低了18.99%。此外，在磷用量相同情況下，+C+P 處理生物量比+P 處理降低了35.06%，添加葡萄糖反而降低了油菜地上部生物量。說(shuō)明在低磷紫色土上施用啟動(dòng)磷肥能促進(jìn)油菜地上部生物量，添加葡萄糖則有著相反的作用。在高磷紫色土上，各處理的地上部生物量則均無(wú)顯著差異。

2.2 碳、磷添加對(duì)油菜地上部磷含量及吸磷量的影響

如圖2 所示，在低磷紫色土上，+P 和+C+P 處理油菜地上部磷含量顯著高于CK、+C 處理，其含量分別為1.59 和1.47 mg/kg，分別比CK 提高了71.43% 和58.33%，而只添加葡萄糖對(duì)地上部磷含量影響不大。在高磷紫色土上，+P、+C、+C+P 處理地上部磷含量均顯著高于CK 處理，分別增加了30.55%、33.45%、42.52%。說(shuō)明在高磷紫色土上添加碳、磷均能增加油菜地上部磷含量。此外，+P、+C、+C+P 處理地上部磷含量分別為7.50、7.67、8.19 mg/kg，雖未出現(xiàn)顯著差異，但碳、磷的配施有提高油菜地上部磷含量的趨勢(shì)。

如圖3 所示，施用啟動(dòng)磷肥顯著提高低磷紫色土油菜地上部吸磷量，而添加葡萄糖則有降低地上部吸磷量的趨勢(shì)。加磷的處理（+P、+C+P） 地上部吸磷量平均為7.65 mg/kg，比不施磷處理（CK、+C） 的平均值多出5.78 mg/kg。此外，+P 處理地上部吸磷量顯著高于+C+P 處理，是+C+P 處理的1.29 倍。高磷紫色土油菜地上部吸磷量遠(yuǎn)高于低磷紫色土，各處理間雖無(wú)顯著差異，但碳、磷配施有提高地上部吸磷量的趨勢(shì)，+P、+C、+C+P 處理地上部吸磷量分別比CK 處理高出2.56%、17.72%、22.36%。

2.3 碳、磷添加對(duì)土壤生物有效性磷的影響

如表3 所示，兩種磷水平土壤中生物有效性磷含量均為HCl-Pgt;Citrate-Pgt;Enzyme-Pgt;CaCl2-P。低磷紫色土CaCl2-P 含量極低，其含量不超過(guò)0.15 mg/kg；高磷紫色土上，土壤中的CaCl2-P 含量可達(dá)2.15 mg/kg，約是低磷土壤的16 倍。油菜收獲時(shí)，低磷土壤+P、+C、+C+P 處理CaCl2-P 含量相較于對(duì)照組均顯著上升，其中加磷的處理（+P、+C+P） 分別增加24.76%、27.72%，加磷對(duì)低磷紫色土CaCl2-P 含量的影響較為顯著。而加磷、碳處理使得高磷土壤中的CaCl2-P 含量下降，其中僅加碳處理降幅最大，達(dá)到了34.45%。

不同磷水平土壤的Citrate-P 含量相差同樣很大，在低磷土壤中僅有6.68 mg/kg 左右，而高磷紫色土Citrate-P 含量可達(dá)500 mg/kg 以上。不論在低磷還是高磷紫色土中，加碳和加磷均能增加土壤中的Citrate-P 含量，其中在低磷土壤中僅加碳（+C） 能顯著提高Citrate-P 含量，比CK 處理多出65.61%；在高磷土壤中各處理Citrate-P 含量均顯著高于CK，分別比CK 高出57.48、80.14、112.53 mg/kg，分別顯著增加了12.50%、17.43%、24.47%。

加碳、磷均能顯著增加低磷土壤的Enzyme-P 含量，+P、+C、+C+P 處理分別是CK 處理的2.84、2 . 5 6、2 . 8 8 倍，平均為2 . 7 6 倍。而在高磷土壤中，+P 處理并未對(duì)Enzyme-P 含量產(chǎn)生影響，只有加入碳的處理（+C、+C+P） 土壤中的Enzyme-P 含量顯著提高，其中碳磷配施（+C+P） 處理效果最佳，比僅加碳處理（+C） 多出19.00%。

在BBP 磷分級(jí)中，土壤中的HCl-P 含量最多。油菜收獲時(shí)，低磷土壤各處理HCl-P 含量雖有所增加，但并未達(dá)到顯著水平；在高磷土壤中各處理同樣能增加土壤HCl-P 含量，但僅碳磷配施顯著提高了HCl-P 含量，分別比CK、+P、+C 處理多出17.36%、9.90%、11.92%。

2.4 不同處理對(duì)土壤微生物量磷的影響

如圖4 所示，在低磷紫色土上，碳、磷的添加均提升了土壤微生物量磷（MBP） 含量，其中加碳效果優(yōu)于加磷的處理，+C、+C+P 處理土壤中的MBP含量顯著高于CK 處理，分別為1.70、1.64 mg/kg，+P、+C、+C+P 處理的土壤MBP 含量較CK 提高了28.80%～59.39%。在高磷紫色土上，添加葡萄糖處理（+C、+C+P） 的MBP 平均含量雖未顯著增加，但仍比不添加葡萄糖處理（CK、+P） 的MBP 平均含量高出34.03%，+C、+C+P 處理MBP 含量分別較CK提高35.65%、37.08%。說(shuō)明在低磷土壤中微生物可能同時(shí)受到了碳、磷的限制，而在高磷土中，碳的添加能在一定程度上提高土壤中微生物的活性。

2.5 碳、磷添加對(duì)不同土壤酸性磷酸酶活性的影響

如圖5 所示，在低磷紫色土中添加磷、碳能提高土壤酸性磷酸酶活性，土壤+P、+C、+C+P 處理的酸性磷酸酶活性分別為15.54、15.85、15.47 μg/（g·h），顯著高于CK 處理的14.60 μg/（g·h），比CK 提高5.96%～6.69%。在高磷紫色土上，油菜收獲時(shí)各處理酸性磷酸酶活性在16.26～17.52 μg/（g·h），添加碳源的處理（+C、+C+P） 酸性磷酸酶活性顯著高于CK、+P 處理，+C、+C+P 處理較CK 分別提高5.33%、7.76%。說(shuō)明在土壤中添加碳源能提高土壤酸性磷酸酶活性。

3 討論

3.1 碳、磷添加對(duì)不同磷水平土壤油菜地上部生物量及磷吸收的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，在低磷紫色土中，油菜對(duì)磷的響應(yīng)更為明顯，施用啟動(dòng)磷肥能顯著提高油菜地上部生物量、含磷量以及吸磷量，與既往研究[18?19]結(jié)果一致；高磷土油菜地上部生物量顯著高于低磷土地上部生物量，這與高磷土供磷能力更強(qiáng)有關(guān)（表1）。研究還發(fā)現(xiàn)，雖然高磷土中各處理生物量無(wú)顯著差異，但添加碳、磷的處理油菜地上部磷含量和吸磷量均有所增加，這可能是由于添加的碳、磷提高了微生物、植物根系分泌物的量，加速了磷素的循環(huán)[20]，進(jìn)而影響了油菜對(duì)土壤磷素的吸收。

3.2 碳、磷添加對(duì)不同磷水平土壤生物有效性磷的影響

BBP 分級(jí)方法不同于側(cè)重以磷化合物的不同形態(tài)進(jìn)行分級(jí)的傳統(tǒng)磷素分級(jí)方法，而是從生物學(xué)角度出發(fā)，通過(guò)模擬植物根系和微生物對(duì)土壤磷素的礦化利用，來(lái)客觀評(píng)價(jià)土壤不同磷素形態(tài)的生物有效性[15]。本研究中，無(wú)論高磷還是低磷土壤，生物有效性磷組分含量均表現(xiàn)為HCl-Pgt;Citrate-Pgt;Enzyme-Pgt;CaCl2-P，這與以往的研究[21?22]結(jié)果一致。

本研究發(fā)現(xiàn)，在低磷紫色土上，添加磷的處理土壤CaCl2-P 含量顯著上升，其原因可能是磷的添加一定程度上提高了土壤可利用磷素的含量。本研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磷的用量一致時(shí)，添加葡萄糖使得土壤中的CaCl2-P 含量小幅度增加，但此前有研究指出，在磷水平較低的土壤中，微生物受碳源刺激后改變磷庫(kù)的過(guò)程幾乎不涉及CaCl2-P[23]，碳對(duì)低磷土壤中CaCl2-P 含量的影響需進(jìn)一步探究。不同于低磷土壤CaCl2-P 含量變化，高磷土壤各處理CaCl2-P 含量相較于CK 處理均下降。其原因可能是CaCl2-P 作為可溶性無(wú)機(jī)磷，極易被植物吸收利用。高磷土壤不僅自身磷含量高，油菜在高磷土壤中生長(zhǎng)較好（圖1），碳、磷的添加還進(jìn)一步提高了油菜對(duì)磷的吸收（圖3）。因此在油菜收獲時(shí)，加磷、碳處理土壤中的CaCl2-P含量有所下降。其中僅加入葡萄糖的處理下降幅度最大，這主要是因?yàn)樘嫉募尤霝槲⑸锾峁┝松L(zhǎng)繁殖所需的碳源，從而增強(qiáng)了對(duì)土壤磷素的生物固定。

土壤中的Citrate-P 由較高濃度的檸檬酸提取，用于表征植物根系或微生物所釋放的有機(jī)酸所活化的能被植物利用的磷；Enzyme-P 是由酶提取，代表易被磷酸酶和植酸酶礦化的有機(jī)磷；HCl-P 則采用較高濃度的鹽酸提取[15]。整體來(lái)看，向低磷、高磷土壤中添加碳、磷一定程度上提高了土壤中Citrate-P、Enzyme-P、HCl-P 含量。大量研究[24?26]表明，添加碳源和施用磷肥能促進(jìn)微生物和植物的生長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)微生物和植物根系分泌大量磷酸酶、有機(jī)酸、質(zhì)子（H+） 等物質(zhì)。低分子有機(jī)酸會(huì)與磷酸根（和H2 ） 通過(guò)配位交換作用競(jìng)爭(zhēng)土壤顆粒表面的陰離子吸附位點(diǎn)，釋放黏粒上或弱束縛于無(wú)機(jī)沉淀物中的無(wú)機(jī)活性磷[13]，增加了土壤中Citrate-P 的含量；磷酸酶則通過(guò)礦化土壤中的有機(jī)磷使Enzyme-P 含量增加；質(zhì)子（H+） 則能活化難溶性礦物質(zhì)磷，即HCl-P含量增加。

對(duì)于Citrate-P，在低磷土壤中，+P 與+C+P 處理的土壤Citrate-P 含量相差無(wú)幾，但均少于+C 處理。這主要是因?yàn)镃itrate-P 是一種活性無(wú)機(jī)磷，也能被植物吸收利用[27]，啟動(dòng)磷肥為幼苗時(shí)期的油菜提供了所需的磷素，有利于油菜的生長(zhǎng)（圖1），也使得油菜從土壤中吸收了更多的Citrate-P，因此+P 與+C+P 處理的Citrate-P 低于+C 處理。而在高磷土壤中，油菜長(zhǎng)勢(shì)相差不大（圖1），土壤Citrate-P 含量呈現(xiàn)添加碳的處理（+C、+C+P） 高于未添加碳的處理（CK、+P），這種差異主要依靠植物與微生物分泌代謝的有機(jī)酸，碳的添加促進(jìn)油菜根系以及微生物的生長(zhǎng)，提高了土壤中有機(jī)酸的含量[20]，增加了土壤中Citrate-P的含量。Enzyme-P 則易受土壤磷酸酶活性的影響，Lei 等[28]研究表明磷酸酶活性與Enzyme-P 呈正相關(guān)關(guān)系，磷酸酶活性的增加和微生物主導(dǎo)的有機(jī)磷礦化提高了微生物磷的增溶作用[29]。本研究中低磷土壤各處理Enzyme-P 含量相較于CK 顯著上升，而在高磷土壤只有添加了碳的處理Enzyme-P 含量會(huì)顯著升高。這是因?yàn)樵诘土淄寥乐校恿啄芴岣哂筒说纳锪浚▓D1），促進(jìn)根系分泌植酸酶和酸性磷酸酶；加碳則提高了土壤微生物量磷含量和磷酸酶活性，促進(jìn)微生物分泌堿性磷酸酶，進(jìn)而提高土壤中Enzyme-P 含量。而在高磷土壤中，植物與微生物并不會(huì)受到磷的限制，磷的加入對(duì)其影響并不顯著，而碳的加入則通過(guò)影響土壤微生物，進(jìn)而影響磷酸酶活性，使得土壤Enzyme-P 含量顯著高于未添加碳的處理。HCl-P 則是一種難溶性磷，不易被植物吸收利用，多用于表征微生物和植物活化磷素的最大潛能。本研究中，不論低磷還是高磷土壤，在同一磷水平處理下，加入碳源的土壤HCl-P 含量均有所上升。碳、磷的加入主要通過(guò)影響植物和微生物的質(zhì)子分泌，從而改變土壤中HCl-P 的含量[30]。

3.3 碳、磷添加對(duì)不同磷水平土壤微生物量磷和酸性磷酸酶活性的影響

微生物量磷最高可達(dá)土壤總磷的40%，通常被認(rèn)為是潛在的植物可利用磷[31]。雖然微生物會(huì)在短時(shí)間內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)同化土壤中的有效磷，但隨著土壤干濕交替的發(fā)生，土壤中的微生物細(xì)胞會(huì)發(fā)生裂解，使其在中長(zhǎng)期到長(zhǎng)期內(nèi)釋放磷以供植物利用[32]。

有研究表明，磷肥的輸入能顯著提高土壤MBP的含量[33]，本研究也有相似的發(fā)現(xiàn)，即在低磷土壤中，加磷的處理土壤MBP 高于CK 處理。磷的添加一方面直接提升土壤中有效磷的含量，以供微生物吸收利用，另一方面能通過(guò)增強(qiáng)地下碳的分配來(lái)促進(jìn)作物生長(zhǎng)和土壤有機(jī)碳的積累，以此影響土壤MBP[34]。當(dāng)土壤中的磷處于較低水平時(shí)，土壤有機(jī)磷的礦化主要由微生物對(duì)碳的需求而驅(qū)動(dòng)[9]，可見(jiàn)碳也是影響土壤MBP 含量的重要因素。不少研究[14， 35]發(fā)現(xiàn)，向土壤添加碳源，能增加土壤微生物量磷的含量。本研究同樣也發(fā)現(xiàn)，不論是在低磷土壤還是高磷土壤中添加葡萄糖，土壤MBP 的含量均有顯著的提升。這表明低磷土壤中，微生物不僅受到了磷的限制，同時(shí)還受到了碳的限制；而高磷土壤中，微生物則僅受到碳的限制。

磷酸酶作為與磷相關(guān)的水解酶，能通過(guò)酶促反應(yīng)提高土壤磷的生物有效性[36]。本研究中，各處理酸性磷酸酶活性的變化與MBP 含量變化一致，即低磷土壤上加磷、加碳均能顯著提高酸性磷酸酶活性，在高磷土壤中僅加碳的處理能提高酸性磷酸酶活性。因?yàn)榱姿崦钢饕芍参锖臀⑸锓置冢椎奶砑哟龠M(jìn)了油菜根系的生長(zhǎng)，提高根系分泌物和根際微生物的活性，從而增強(qiáng)磷酸酶的活性[37]。磷酸酶活性不僅受到磷的調(diào)控，還受到碳的調(diào)控[7]。碳的添加一定程度上解除了微生物的碳限制，加強(qiáng)微生物的代謝，進(jìn)而促進(jìn)了磷酸酶的分泌[38]。大量研究發(fā)現(xiàn)，在缺磷條件下微生物更容易產(chǎn)生磷酸酶[39?40]，因?yàn)槲⑸镄枰ㄟ^(guò)磷酸酶礦化有機(jī)磷來(lái)為自身提供生長(zhǎng)繁殖所需的碳和磷。而本研究中，高磷土壤中的酸性磷酸酶活性高于低磷紫色土，這可能是由吸附于礦物質(zhì)的穩(wěn)定的舊磷酸酶釋放或在土壤制備過(guò)程中微生物細(xì)胞內(nèi)的磷酸酶釋放所引起的[7]。

4 結(jié)論

低磷土壤中添加磷有利于油菜生長(zhǎng)，在高磷土壤添加磷僅能增加油菜地上部的奢侈吸收，并未對(duì)油菜的生物量產(chǎn)生顯著影響。

低磷土壤添加磷、碳均可提升土壤磷的生物有效性，碳、磷的添加能顯著提升土壤中Enzyme-P 的含量，但對(duì)HCl-P 含量影響不大；而高磷土壤磷的生物有效性對(duì)外源碳的響應(yīng)更顯著，碳的添加雖使得土壤中CaCl2-P 含量減少，但Citrate-P、Enzyme-P、HCl-P 的含量均有所提高。

低磷土壤中加入碳和磷，均能增加土壤中MBP含量，并提高酸性磷酸酶的活性；而在高磷土壤中，只有碳的添加能顯著提高M(jìn)BP 含量和酸性磷酸酶活性。

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