王 瓊，展曉瑩，張淑香，彭 暢，高洪軍，張秀芝，朱 平，Colinet Gilles

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/耕地培育技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2 Gembloux Agro-Bio Tech,University of Liege, Passage des déportés 2, 5030 Gembloux, Belgium；3 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081；4 吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究中心，長春 130033）

磷是作物生長的必需營養(yǎng)元素[1]，對(duì)植物生長發(fā)育和生命活動(dòng)發(fā)揮重要作用[2]。有效磷是土壤磷庫中對(duì)作物最為有效的部分，可直接被作物吸收利用，表征土壤供磷能力[3]。由于作物對(duì)磷肥的當(dāng)季利用率較低，大約有75%～85%的磷素以難利用態(tài)積累在土壤中[4-5]。因此大量施肥后的土壤中并不缺少磷素，而是缺少可被植物利用的磷素[6]。因此，如何提高土壤中磷的有效性以及磷肥利用率對(duì)合理預(yù)測(cè)施用磷肥用量具有非常重要的作用。

活化土壤固定的和不易被植物吸收的磷素是提高磷肥利用率的主要途徑[6]，研究土壤磷形態(tài)的分布和轉(zhuǎn)化對(duì)提高磷肥有效性具有重要意義。土壤中的磷包括溶液中的磷、吸附態(tài)磷 (吸附在黏土礦物、有機(jī)物表面)、礦物態(tài)磷、有機(jī)磷化合物以及微生物態(tài)磷[7–8]，各形態(tài)之間存在復(fù)雜的轉(zhuǎn)化關(guān)系[9]。由Hedley提出[10]和Tiessen等[8]修正的連續(xù)浸提分級(jí)法可浸提9種不同形態(tài)的磷，全面估計(jì)土壤中磷素狀態(tài)[11–12]。Resin-P和NaHCO3-P (Pi + Po) 活性較高，可被植物直接利用，是土壤活性磷的主要成分，稱為活性態(tài)磷[11–13]，NaOH-P (Pi + Po) 和稀 HCl浸提的 Dil.HCl-Pi可通過解吸、風(fēng)化等作用間接被植物利用吸收，稱為中活性態(tài)[11,14]，濃鹽酸浸提的Conc HCl-P (Pi +Po) 和Residual-P一般條件下極難被作物利用，稱為穩(wěn)定態(tài)磷[16]。國內(nèi)外關(guān)于施肥后土壤磷形態(tài)變化的研究已取得一定的進(jìn)展[9,15]，水稻土長期單施化肥主要增加了NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和HCl-Pi無機(jī)磷含量，長期秸稈和綠肥配施無機(jī)肥料顯著增加了NaHCO3-P和NaOH-P有機(jī)無機(jī)磷含量[16]，而長期單施豬糞顯著增加了土壤中NaOH-Pi含量，降低了Residual-P含量[17]；黑土連續(xù)6年施化學(xué)磷肥后，NaOH-P、HCl-Pi和Residual-P是土壤中的主要磷形態(tài)[18]，此外，不同土壤和施肥模式土壤磷形態(tài)與有效磷的響應(yīng)也存在一定差異[19–20]。目前，長期不同施肥模式下土壤磷形態(tài)變化及其有效性的影響研究較少，東北黑土區(qū)土壤養(yǎng)分含量較高，土壤理化性質(zhì)良好，適宜農(nóng)業(yè)耕作，是我國主要的糧食產(chǎn)區(qū)，對(duì)國家的糧食安全戰(zhàn)略具有重要的作用[21–22]。本文基于黑土長期定位試驗(yàn) (1990年開始)，采用Hedley連續(xù)浸提法，分析了不同施肥模式下耕層土壤中各形態(tài)磷的含量變化特征，研究外源磷進(jìn)入黑土后的轉(zhuǎn)化及與土壤有效磷的相互關(guān)系，為黑土合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

長期定位試驗(yàn)設(shè)在吉林省公主嶺市中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中層黑土土壤肥力和肥料效益長期定位試驗(yàn)基地(124°48′34″E，43°30′23″N)。該區(qū)地勢(shì)平坦，海拔為220 m，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，冬季寒冷漫長，夏季溫?zé)岫檀?，年均降水量?90.7 mm，主要集中在4～9月作物生長季，年均溫為4～5℃，年積溫2800℃。土壤為中層典型黑土，成土母質(zhì)為第四季黃土狀沉積物。試驗(yàn)區(qū)基礎(chǔ)土壤耕層 (0—20 cm)的基本性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)22.80 g/kg、全氮1.40 g/kg、全磷0.60 g/kg、全鉀23.80 mg/kg、有效磷11.80 mg/kg、有效鉀190 mg/kg、容重1.20 g/cm3，pH 7.60。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

長期定位試驗(yàn)始于1990年，選五個(gè)典型歷史年份 (1990、1995、2000、2005和2010年)。四個(gè)不同施磷處理：不施肥對(duì)照 (CK)，施氮、鉀肥 (NK)，平衡施氮、磷、鉀肥 (NPK)，氮磷鉀 + 有機(jī)肥 (NPKM)。試驗(yàn)不設(shè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)多點(diǎn)取樣，彌補(bǔ)無重復(fù)的缺陷，田間小區(qū)隨機(jī)排列，每個(gè)小區(qū)面積為400 m2?；瘜W(xué)肥料氮磷鉀肥分別為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀，所有施氮處理的氮肥用量相同，氮磷鉀和有機(jī)肥處理中有機(jī)肥為豬糞，其中的C、N、P和K養(yǎng)分的含量狀況根據(jù)中國有機(jī)肥養(yǎng)分志 (1999) 計(jì)算，年施用量約為23 t/hm2(磷含量約為0.18%)，各處理具體用量見表1?；屎陀袡C(jī)肥每年播種前一次性施入。供試作物為玉米連作，一年一季。玉米品種在1990—1993年為丹育13，1994—1996年為吉單222，1997—2005年為吉單209，2005—2010年為鄭單958，于4月末播種，9月末收獲，按常規(guī)進(jìn)行統(tǒng)一田間管理，10月份采用“S”形布點(diǎn)采集5～7點(diǎn)土壤樣品，充分混勻，風(fēng)干后進(jìn)行分析和測(cè)定。

表1 不同處理無機(jī)、有機(jī)肥氮磷鉀用量(N-P-K，kg/hm2)Table 1 Amount of inorganic and organic fertilizer dosage in each treatment

1.3 測(cè)定方法

參照《土壤農(nóng)化分析》[23]中的方法測(cè)定pH、容重、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀等土壤理化性質(zhì)。用Hedley連續(xù)浸提分級(jí)法進(jìn)行磷組分含量測(cè)定[11]，具體流程如圖1所示。

1.4 計(jì)算與數(shù)據(jù)分析

1.4.1 土壤各無機(jī)磷形態(tài)含量的變化值 (△Pi) 計(jì)算公式：

式中：Pin表示第n年的無機(jī)磷形態(tài)含量；Pio表示1990年無機(jī)磷形態(tài)含量。

圖1 土壤磷的連續(xù)浸提試驗(yàn)Fig. 1 Sequential extraction of soil phosphorus

1.4.2 土壤磷活化系數(shù) (PAC) 的計(jì)算公式：

1.4.3 作物吸磷量及土壤?作物系統(tǒng)磷盈虧值的計(jì)算公式：

作物吸磷量(kg/hm2)=籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)×籽粒含磷量(%)+秸稈產(chǎn)量(kg/hm2)×秸稈含磷量(%)

土壤表觀磷素盈虧(kg/hm2)= 施入土壤磷素總磷(kg/hm2)?作物吸磷總磷(kg/hm2)

土壤累積磷盈虧(kg/hm2)=∑土壤表觀磷盈虧(kg/hm2)

1.4.4 數(shù)據(jù)分析

本研究使用Excel2016和Sigmaplot 12.5進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步整理和作圖，采用SPSS20對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn) (Duncan法)。

2 結(jié)果分析

2.1 長期不同施肥模式下土壤全磷和有效磷的動(dòng)態(tài)變化

長期不同施肥模式下土壤全磷的時(shí)間變化趨勢(shì)呈明顯差異 (圖2)，土壤不施磷肥和施化肥處理(CK、NK、NPK) 土壤全磷處于耗竭狀態(tài)，呈緩慢下降趨勢(shì)，與初始含量相比，土壤全磷含量分別降低了15.12%、32.67%和7.58%，各處理的全磷年減少速率約為5.47、12.86、4.84 mg/(kg·a)。化肥配施有機(jī)肥 (NPKM) 處理全磷含量呈上升趨勢(shì)，與初始年份相比增加了88.47%，增加速率為27.39 mg/(kg·a)。施肥21年后，NPKM處理的土壤全磷是CK、NK、NPK處理的2.28、2.51和1.99倍。

由圖2可知，不施磷處理 (CK、NK) 土壤有效磷 (Olsen-P) 含量呈下降趨勢(shì)，與初始年份相比，土壤有效磷含量分別降低了33.47%和12.57%，年減少速率為0.34和0.22 mg/(kg·a)；施磷肥處理 (NPK、NPKM) 土壤Olsen-P含量均呈增加趨勢(shì)，與初始年份相比，Olsen-P分別增加了1.65和12.98倍，年增加速率為0.81和8.10 mg/(kg·a)。施肥21年后，NPKM處理的土壤Olsen-P含量是CK、NK、NPK處理的21.43、16.56和5.38倍。

由圖2可知，不同施磷肥處理的土壤磷活化系數(shù) (PAC) 有顯著差異。長期不施磷肥處理 (CK、NK)，土壤PAC呈降低趨勢(shì)，與初始值相比分別降低了52.49%和2.55%。施磷肥處理 (NPK、NPKM)，隨施肥年份的增加，土壤PAC呈增加趨勢(shì)，與初始值相比分別增加了2.67和6.42倍。CK、NK、NPK、NPKM處理多年平均PAC值分別為1.04%、1.19%、3.38%和7.10%，其中施磷肥處理顯著高于不施肥處理，NPKM處理的PAC值也顯著高于NPK處理。

2.2 長期不同施肥模式對(duì)土壤磷形態(tài)的影響

2.2.1 不同施肥模式磷形態(tài)占全磷含量的比例 由圖3可知，黑土土壤磷庫的組成以無機(jī)磷為主，約占土壤磷總量的80.53%～90.43%，而有機(jī)磷相對(duì)維持在較低水平，僅占土壤磷總量的9.57%～19.47%。NK處理無機(jī)磷與全磷的比值最小，NPKM處理中最大，兩個(gè)處理之間具有顯著性差異。不同施肥處理均以中活性態(tài)磷含量占全磷的比例最大，為50.37%～55.06%；活性態(tài)磷含量占全磷比例最小，為7.61%～19.02%，NPKM處理土壤活性態(tài)磷占全磷比值顯著高于其他處理，為19.02%。

圖2 長期試驗(yàn)不同處理土壤全磷、有效磷含量和磷活化系數(shù)的變化Fig. 2 Dynamics of soil total P, available P content and PAC in black soil under long-term fertilization

圖3 長期不同施肥模式下土壤各形態(tài)磷在全磷中的百分比Fig. 3 The ratio of each P fraction tototal P in black soil under long-term fertilization

不同施肥處理下各形態(tài)磷占總無 (有) 機(jī)磷的比例不同。由圖4可知，土壤無機(jī)磷形態(tài)以中活性態(tài)和穩(wěn)定態(tài)無機(jī)磷為主，活性態(tài)無機(jī)磷占總無機(jī)磷比例最少，約為4.57%～19.95%，土壤活性態(tài)無機(jī)磷占總無機(jī)磷的比例在施磷處理中顯著優(yōu)于不施磷處理(P ＜ 0.05)，其中NPKM處理 (19.95%) 優(yōu)于NPK處理 (10.33%) (P ＜ 0.05)；不同施肥模式穩(wěn)定態(tài)磷占無機(jī)磷的比值為26.70%～46.29%，其NPKM處理比值最低，NK處理最高，兩處理之間差異顯著。土壤有機(jī)磷形態(tài)以中活性態(tài)有機(jī)磷含量最多，占總有機(jī)磷的57.97%～71.47%，其比值NK處理最大，CK處理最小，兩個(gè)處理之間有顯著性差異 (P ＜ 0.05)；施磷肥后，土壤活性態(tài)有機(jī)磷含量減少，但各處理之間沒有顯著性差異。

2.2.2 無機(jī)磷形態(tài)含量變化 由圖5可知，隨著施肥年限的增加，不施磷肥處理 (CK、NK) Resin-P含量逐漸減少，其累積減少量呈逐漸增大的趨勢(shì)，與初始值相比，試驗(yàn)20年后CK、NK處理的Resin-P的減少量分別為3.74和13.14 mg/kg，其濃度分別下降了43.25%和71.38%。施磷肥處理后，隨著施磷年份的增加，Resin-P含量有所提高，累積增加量呈逐漸增大的趨勢(shì)。與初始值相比，試驗(yàn)20年后NPK與NPKM處理Resin-P增加量分別為19.85和107.45 mg/kg，其濃度分別增加了98.82%和251.63%。

不施磷肥處理 (CK、NK) 的NaHCO3-Pi累積減少量逐漸增加，與初始值相比，試驗(yàn)20年后CK、NK處理的NaHCO3-Pi的減少量分別為8.39和2.00 mg/kg，其NaHCO3-Pi濃度值較初始值分別下降88.92%和31.63%。NPK處理其變化量變化趨勢(shì)不明顯，NaHCO3-Pi濃度穩(wěn)定；NPKM處理NaHCO3-Pi變化值呈增加的趨勢(shì)，施肥第10年開始，NaHCO3-Pi含量呈顯著增加趨勢(shì)，施肥20年后NaHCO3-Pi的濃度增加了447.32%。

NaOH-Pi含量變化與Resin-P有較一致的變化趨勢(shì)。CK和NK處理，NaOH-Pi含量隨時(shí)間變化，其累積減少量呈逐漸增大的趨勢(shì)；NPK和NPKM兩個(gè)處理的NaOH-Pi累積增加量呈逐漸增大的趨勢(shì)。試驗(yàn)20年后，與初始值相比，CK和NK處理的NaOH-Pi減少了26.60和17.64 mg/kg，濃度下降了79.82%和43.78%，NPK和NPKM處理的NaOH-Pi增加了49.99和106.24 mg/kg，濃度上升了182.55%和293.58%。

圖4 長期不同施肥模式下土壤各形態(tài)磷占無機(jī)、有機(jī)磷的比例Fig. 4 The ratio of P fraction in inorganic or organic P contents in black soil under long-term fertilization

圖5 各處理施肥不同年限土壤無機(jī)磷形態(tài)含量Fig. 5 Contents of inorganic P fractions in black soil after different fertilization years in each treatment

在CK、NPK和NPKM處理中，土壤中Dil.HCl-Pi累積增加量呈逐漸增大趨勢(shì)，NK處理，Dil.HCl-Pi在施肥處理十年后減少量較大，此后呈緩慢減小的趨勢(shì)。試驗(yàn)20年后，CK、NPK和NPKM濃度分別比施肥初始值提高了35.64、30.87和273.76 mg/kg，NK處理略有下降，比初始值下降了9.52 mg/kg。

四個(gè)處理Conc.HCl-Pi的變化量年際間變化趨勢(shì)一致。施肥20年，CK、NK和NPK處理Conc.HCl-Pi濃度與1990年比各自降低了3.95%、30.93%、32.61%；而NPKM處理則提高了54.54%。Residual-P整體呈下降趨勢(shì)，NPK處理下降最為明顯，施肥20年后，CK、NK和NPK處理分別比1990年降低了4.91%、12.31%和56.46%，NPKM處理增加了17.87%。2.2.3 有機(jī)磷形態(tài)含量變化 由圖6可知，施肥年份對(duì)土壤NaHCO3-Po含量影響較小，施肥的前10年，隨磷肥用量的增加，土壤NaHCO3-Po含量呈減小趨勢(shì)，施肥后10年，CK、NK和NPK處理中土壤NaHCO3-Po含量隨磷肥用量的增加呈增加趨勢(shì)，而NPKM處理中NaHCO3-Po含量變化不明顯。與初始值相比，施肥20年后CK處理中NaHCO3-Po含量降低了32.71%；而NK、NPK、NPKM處理中NaHCO3-Po含量分別提高了36.82%、281.94%和53.09%。NaOH-Po的含量隨施肥年份的增加呈“W”形趨勢(shì)，而在各處理間差異較小，到2010年CK、NK、NPK與NPKM處理NaOH-Po濃度比初始值提高了46.67%、66.12%、75.26%和83.06%。施肥年份和施肥水平對(duì)Conc.HCl-Po含量影響較小，CK處理的Conc.HCl-Po濃度為逐年下降，施肥20年降低了65.54%，NPKM處理逐年上升，施肥20年后比初始值增加了76.66%。NK與NPK處理Conc.HCl-Po含量年際間變化幅度相對(duì)較小，與初始值相比，NK處理提高了28.18%，NPK處理下降了38.37%。

圖6 長期不同施肥處理土壤有機(jī)磷形態(tài)含量Fig. 6 The content of organic P fractions in black soil under different fertilization treatment years

2.3 磷形態(tài)含量變化對(duì)土壤有效磷含量變化的影響

表2為土壤磷各形態(tài)變化值與Olsen-P變化值的相關(guān)性分析結(jié)果，可以看出，其中無機(jī)磷形態(tài)Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、Dil.HCl-Pi變化量與Olsen-P變化值呈極顯著正相關(guān)，有機(jī)磷形態(tài)Conc.HCl-Po變化值與有效磷變化值呈顯著正相關(guān) (r =0.605)，磷素各形態(tài)變化值與土壤有效磷的變化值的相關(guān)性大小為△Resin-P (0.972) ＞ △NaOH-Pi (0.860) ＞△Dil.HCl-Pi (0.814) ＞ △NaHCO3-Pi (0.665) ＞△Conc.HCl-Po (0.605) ＞ △NaHCO3-Po (0.262) ＞△Conc.HCl-Pi (0.177) ＞ △NaOH-Po (–0.040) ＞△Residual-P (?0.165)。四種磷形態(tài) (Resin-P，NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、Dil.HCl-Pi) 之間也存在極顯著相關(guān)性。

3 討論

3.1 長期不同施肥模式對(duì)土壤有效磷演變特征的影響

土壤有效磷是反映土壤供磷能力的重要指標(biāo)，其含量的高低影響作物的吸磷水平，并受土壤理化性質(zhì)[3–4]，自然因素，施肥狀況[24–25]等的影響。長期試驗(yàn)結(jié)果表明，不施磷肥的處理 (CK、NK) 土壤全磷和有效磷含量均呈耗竭狀態(tài)。這是由于不施磷肥處理中，土壤全磷主要來自成土母質(zhì)，作物攜出磷是土壤磷的主要支出項(xiàng)[26]。此外，自然因素如降水、土壤侵蝕等均可引起磷損失，從而減少了土壤全磷和有效磷的含量。樊紅柱等[27]在紫色水稻土，陸欣春[28]等在黑土上的長期試驗(yàn)研究均發(fā)現(xiàn)不施磷肥降低了土壤全磷和有效磷的含量，也驗(yàn)證了本試驗(yàn)結(jié)果。

長期施磷肥后均可提高有效磷的含量，有機(jī)無機(jī)配施 (NPKM) 可顯著提高土壤有效磷水平[14,29–30]。本文研究結(jié)果表明，NPKM處理的土壤全磷和有效磷含量分別是單施化肥 (NPK) 的1.99倍和5.38倍。黃晶等[24]的研究結(jié)果表明，長期NPKM處理的土壤比單施化學(xué)磷肥處理更能提高Olsen-P含量，這可能是由于磷素累積的影響 (圖7)，增加了土壤有效磷水平，本文中NPKM處理中隨施肥年限的增加，土壤磷呈累積狀態(tài)(圖7)，此外有機(jī)無機(jī)配施 (NPKM) 處理中有機(jī)肥在分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸可活化土壤本身的磷素，使土壤中易溶態(tài)磷含量增加，而有機(jī)肥中碳水化合物通過掩蔽土壤對(duì)磷素的吸附位，增加土壤對(duì)磷的吸附飽和度，降低了土壤對(duì)磷的吸附固定能力[31]。但在黃壤水稻土中，NPK處理中有效磷含量的增加顯著高于NPKM處理[32]，沈浦[5]在水旱輪作地區(qū)的研究也得到相似結(jié)果，與本試驗(yàn)結(jié)果相反，這可能的原因是淹水條件下土壤中加入有機(jī)肥使土壤還原過程加劇，增加了土壤中鐵氧化物對(duì)磷的固定，削弱了有機(jī)肥對(duì)土壤性質(zhì)的改善[33–34]。

磷活化系數(shù) (PAC) 是有效磷與全磷之比，表征磷素的有效性，活化系數(shù)越高，土壤磷的有效性越高，活性系數(shù)越低，表明土壤固磷能力越強(qiáng)，當(dāng)PAC ＜ 2%時(shí)，表明土壤全磷的轉(zhuǎn)化率低，有效磷容量和供給強(qiáng)度較小[24]。本研究中，不施磷肥處理，土壤PAC值呈降低趨勢(shì)，可能是由于無外源磷投入，作物從土壤中持續(xù)吸收磷素 (主要為有效磷)，土壤中有效磷含量降低，而土壤中非有效態(tài)部分降低相對(duì)較少，使得PAC值呈降低趨勢(shì)[25]。施磷肥處理，土壤PAC值均呈增加趨勢(shì)，PAC ＞ 2%，這可能是由于PAC的變化受外源磷投入的影響，外源磷投入量越大，土壤PAC值增加越多[35–36]。魯艷紅等[25]對(duì)紅壤土長期試驗(yàn)研究指出，NPK處理土壤PAC平均值為2.48%，呈增加趨勢(shì)，與本文的結(jié)果相似。

表2 土壤有效磷變化量與各形態(tài)磷變化量的相關(guān)性Table 2 Relationship between Olsen-P and different P fractions

圖7 長期不同施肥模式下黑土磷素盈虧狀況Fig. 7 The balances of phosphorous in black soil under long-term different fertilization

3.2 長期不同施肥模式對(duì)土壤各磷形態(tài)含量變化的影響

不同施肥模式影響土壤磷形態(tài)的比值，均以無機(jī)磷形態(tài)所占比值最大，這表明無機(jī)磷是影響黑土磷供應(yīng)能力的敏感磷源[37]。有機(jī)無機(jī)配施處理 (NPKM)可顯著增加土壤中無機(jī)磷庫，影響土壤無機(jī)磷的形態(tài)和分布，促進(jìn)無效態(tài)磷轉(zhuǎn)化為有效態(tài)磷[38–39]，在本試驗(yàn)中，NPKM處理土壤無機(jī)磷占全磷的比值、活性態(tài)磷占全磷和活性態(tài)磷占無機(jī)磷的比值均優(yōu)于其他處理，也驗(yàn)證了這一結(jié)論。不施磷處理有機(jī)磷形態(tài)占全磷比值較施磷肥處理高，其原因可能是由于土壤處于缺磷狀態(tài)，微生物與植物爭(zhēng)奪土壤中的磷資源，使無機(jī)磷固持在體內(nèi)變?yōu)橛袡C(jī)磷[40]，此外，無機(jī)磷比有機(jī)磷更容易被作物吸收利用，也是無機(jī)磷減少的又一原因[33–34]。

樹脂交換態(tài)磷 (Resin-P) 是與土壤溶液處于平衡狀態(tài)的土壤固相無機(jī)磷[12]，這部分磷對(duì)植物充分有效，可被植物直接利用，是土壤活性磷的大部分組成部分[7,11,13]。NaHCO3-Pi吸附在土壤顆粒表面，有效性較高，可通過HCO3–交換配體釋放出，易被作物吸收利用[41]。長期施用化學(xué)磷肥和有機(jī)無機(jī)配施均可提高土壤中Resin-P含量，Shi[42]、Singh[43]等證明了施化學(xué)磷肥增加了Resin-P和NaHCO3-Pi含量，NPKM處理中，Resin-P和NaHCO3-Pi累積量顯著高于NPK處理，可能是因?yàn)橛袡C(jī)無機(jī)配施處理增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，通過競(jìng)爭(zhēng)作用減少土壤對(duì)磷的吸附，使土壤中穩(wěn)定態(tài)和閉蓄態(tài)磷向活性磷轉(zhuǎn)化[44]。NaOHPi主要是以化學(xué)吸附土壤Fe、Al化合物和粘粒表面的磷[14]，其增加量在NPK處理中呈增加的趨勢(shì)，這是由于長期施磷肥后能夠顯著提高Al-P、Fe-P的絕對(duì)含量和相對(duì)含量[45]。而處理NPKM中，NaOH-Pi的增加量不明顯，是由于在施用有機(jī)肥的條件下，有機(jī)質(zhì)與土壤顆粒通過鐵、鋁和鈣橋鍵復(fù)合，相應(yīng)地降低了土壤中鐵、鋁和鈣離子的濃度，從而減少了這些離子對(duì)磷的固定[46]。石灰型磷 (Dil.HCl-P) 用稀HCl提取的無機(jī)磷，是與鈣結(jié)合的原生礦物態(tài)磷，風(fēng)化后可供植物利用[11,47]，本試驗(yàn)NPKM處理中，Dil.HCl-Pi (Ca-P) 含量變化值最大，是因?yàn)楹谕溜L(fēng)化程度較低，土壤中鈣離子含量較高，是土壤中磷存在的主要形態(tài)。Residual-P一般條件下極難被植物利用。NPK處理中Residual-P減少量最大，這說明單施化肥不能完全作為作物吸磷的主要來源，土壤中仍處于缺磷的狀態(tài)，促使穩(wěn)定態(tài)的磷轉(zhuǎn)化為活性較高的磷素。NPKM處理在開始施入有機(jī)肥的時(shí)候，Residual-P也處于減少狀態(tài)，原因可能是試驗(yàn)前期施肥量不能滿足作物對(duì)磷的吸收利用，促進(jìn)了閉蓄態(tài)磷的轉(zhuǎn)化；也有可能是有機(jī)肥的施入促進(jìn)土壤解磷微生物對(duì)閉蓄態(tài)磷等難溶性磷酸鹽分解活化作用[48]。

4 結(jié)論

有機(jī)無機(jī)配施比單施化肥和不施磷肥更能顯著提高土壤全磷、有效磷的含量。施磷肥處理中，土壤磷活化系數(shù) (PAC) 隨試驗(yàn)時(shí)間的增加而增加；在土壤中磷素盈余量相當(dāng)?shù)那闆r下，有機(jī)無機(jī)配施比單施化肥更能提高土壤磷活化系數(shù)。不同施肥模式對(duì)土壤磷形態(tài)的變化影響不同，施磷肥處理尤其是有機(jī)無機(jī)配施處理可顯著提高土壤無機(jī)磷占全磷的比值，尤其是活性態(tài)磷占無機(jī)磷的比值。通過相關(guān)分析表明，長期施肥后，有效磷變化值與Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、Conc.HCl-Po變化值之間存在顯著的相關(guān)性。