蔡鑫淋, 舒英格, 陳夢(mèng)軍

(貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院, 貴州 貴陽(yáng) 550025)

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的營(yíng)養(yǎng)素之一，對(duì)維持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要作用。土壤中磷素以有機(jī)態(tài)與無(wú)機(jī)態(tài)的形式存在，在土壤中無(wú)機(jī)磷占有主導(dǎo)地位，占全磷含量的50%～90%[1]。土壤中無(wú)機(jī)磷的分級(jí)是利用基于具有不同浸出能力的化學(xué)萃取劑對(duì)土壤中各種無(wú)機(jī)磷酸鹽的分離。蔣柏藩和顧益初[2]在張守敬和Jackson[3]等的無(wú)機(jī)磷分級(jí)方法基礎(chǔ)上，對(duì)無(wú)機(jī)磷分級(jí)方法進(jìn)行了改進(jìn)，根據(jù)不同組成的Ca-P化合物采用相應(yīng)的浸提劑將磷酸鈣磷(Ca-P)細(xì)分為3級(jí)，即磷酸二鈣型(Ca2-P)、磷酸八鈣型(Ca8-P)、磷酸十鈣型(Ca10-P)，并對(duì)磷酸鐵(Fe-P)的測(cè)定做了改進(jìn)。迄今為止，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)不同土壤類(lèi)型、不同植被群落、不同土壤發(fā)生層次、不同的施肥方法、添加不同外源有機(jī)物料、外源有機(jī)酸與腐殖質(zhì)、不同土地利用方式等對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷形態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化及有效性的關(guān)系開(kāi)展了較為深入的研究[4-11]。土壤中不同形式的磷的有效性存在差異，這反映在以下事實(shí)上：植物生長(zhǎng)和發(fā)育所需的磷主要來(lái)自土壤磷庫(kù)中的可用磷。而土壤無(wú)機(jī)磷又是作為植物直接有效的磷素的重要來(lái)源，其形態(tài)結(jié)構(gòu)直接影響土壤磷的生物有效性[12]。無(wú)機(jī)磷分級(jí)是了解磷的地球化學(xué)行為和土壤中磷供應(yīng)潛力的有效方法。通過(guò)了解不同形式的無(wú)機(jī)磷在土壤中的分布特征以及它們之間的關(guān)系以及與有效磷的關(guān)系，能夠有效掌握土壤磷素供應(yīng)狀況。

喀斯特是地表生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。以貴州高原為中心的西南巖溶區(qū)是世界三大巖溶區(qū)之一。它是中國(guó)六個(gè)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)之一，植被環(huán)境高度退化，并具有獨(dú)特的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題[13]。因此許多專(zhuān)家學(xué)者[14-20]從不同角度對(duì)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建措施進(jìn)行了嘗試和研究。陳夢(mèng)軍[21]等對(duì)貴州喀斯特地區(qū)有機(jī)無(wú)機(jī)磷的方法進(jìn)行了比較研究，周煉川[22]等對(duì)貴州省荔波縣及普定縣不同石漠化階段典型土壤的有效磷含量進(jìn)行了研究，但目前對(duì)貴州喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中土壤無(wú)機(jī)磷形態(tài)及分布格局還缺乏了解。因此，研究喀斯特山區(qū)土壤無(wú)機(jī)磷的形態(tài)特征及其轉(zhuǎn)化的影響因素，這對(duì)喀斯特山區(qū)自然植被環(huán)境演替規(guī)律以及自然環(huán)境的開(kāi)發(fā)保護(hù)具有十分重要的意義。運(yùn)用適當(dāng)?shù)耐寥懒追旨?jí)方法研究土壤中磷的形態(tài)，轉(zhuǎn)化和有效性對(duì)揭示土壤磷的供需狀況具有重要意義[23]。本文以貴州省晴隆縣為研究區(qū)域，采用改進(jìn)的無(wú)機(jī)磷分級(jí)方法，研究貴州喀斯特高原峽谷生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中土壤剖面無(wú)機(jī)磷的形態(tài)分布特征，以期為喀斯特山區(qū)生態(tài)恢復(fù)過(guò)程土壤磷素的研究及科學(xué)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省西南部黔西南州晴隆縣，屬于典型的石漠化治理示范區(qū)(105°01′—105°25′E，25°33′—26°11′N(xiāo)),該區(qū)屬于高原熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為14 ℃,總降水量在1 500～1 650 mm之間，屬于貴州省內(nèi)典型的高山石漠化貧困地區(qū)，全縣面積的58%左右為喀斯特地貌，該縣面積的30.59%為石漠化區(qū)域。該區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱，土壤母質(zhì)為碳酸鹽巖,土壤類(lèi)型為黃色石灰土，研究區(qū)內(nèi)巖石裸露度高，土壤侵蝕嚴(yán)重，土層淺薄，屬于典型生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。植被屬亞熱帶常綠落葉闊葉混交林,原生植被早已遭受破壞,取而代之的是次生植被和人工植被(表1),總體植被資源豐富[24]。

表1 研究區(qū)樣地自然概況

1.2 樣品采集與處理

根據(jù)研究區(qū)高原峽谷生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過(guò)程，結(jié)合植被群落的特征，選取耕地(主要種植玉米、烤煙)、退耕還草地(主要種植三葉草、牙毛草、黑麥草)、荒草地(主要植被皇竹草、三葉草、茅草等)、林草間作地(黑麥草、三葉草、楸樹(shù)間作，蕨類(lèi)間作)4種不同生態(tài)恢復(fù)模式的土壤為研究對(duì)象。土壤樣品采樣時(shí)間為2018年，采集土壤樣品均為碳酸鹽巖風(fēng)化發(fā)育形成的黃色石灰土。采集耕地3個(gè)、退耕還草地12個(gè)、荒草地6個(gè)、林草間作地6個(gè)共計(jì)27個(gè)樣地、111個(gè)樣品。選用經(jīng)典采樣法，取樣時(shí)挖取土壤剖面。由于研究區(qū)內(nèi)土層較薄，所以土壤剖面均深挖到母巖位置，用木制工具采集0—10 cm，10—20 cm以及20 cm—母巖的3層土壤，每層土樣采集3 kg左右的原狀土樣，裝入袋中帶回實(shí)驗(yàn)室去除碎石根莖，經(jīng)室內(nèi)自然風(fēng)干，分別研磨過(guò)2 mm篩和0.149 mm篩后用于土壤基本理化性質(zhì)和土壤無(wú)機(jī)磷組分的測(cè)定。

1.3 樣品分析

土壤pH值采用蒸餾水浸提(土水比為1∶2.5)電位法測(cè)定。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測(cè)定。土壤顆粒分析采用比重計(jì)法。土壤全氮測(cè)定采用開(kāi)氏法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定。全磷采用酸溶—鉬銻抗比色法測(cè)定，速效磷采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定[1]。

無(wú)機(jī)磷分級(jí)測(cè)定采用蔣柏藩—顧益初的方法，Ca2-P采用c(NaHCO3)=0.25 mol/L浸提；Ca8-P采用c(CH3COONH4)=0.5 mol/L浸提；AL-P采用c(NH4Cl)=1 mol/L和c(NH4F)=0.5 mol/L浸提；Fe-P采用c(NaOH)=0.1 mol/L浸提；O-P采用0.3 mol/L檸檬酸鈉+連二亞硫酸鈉+0.5 mol/LNaOH浸提；Ca10-P采0.5 mol/L的1/2 H2SO4浸提。所有磷素組分采用磷鉬藍(lán)比色法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用Pearson相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)處理與作圖利用Excel，Origin 2017， SPSS 20.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)恢復(fù)過(guò)程土壤理化性質(zhì)分析

由表2可知，4種不同生態(tài)恢復(fù)模式土壤的pH值在6.58～7.16之間，呈中性偏堿性，同一生態(tài)恢復(fù)類(lèi)型下土壤pH值隨土層深度的增加而增大。4種不同代表性土壤的有機(jī)質(zhì)含量在31.01～100.87 g/kg之間，平均值為62.08 g/kg，根據(jù)我國(guó)第二次全國(guó)土壤質(zhì)量普查制定的土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)與豐缺度指標(biāo)可以看出，本研究區(qū)有機(jī)質(zhì)含量處于1級(jí)，處于豐富狀態(tài)。這主要是由于喀斯特山區(qū)土壤母質(zhì)為碳酸鹽巖，易淋溶的可溶性鈣與土壤當(dāng)中腐殖質(zhì)結(jié)合、凝聚形成穩(wěn)定的胡敏酸鈣，極有利于土壤有機(jī)質(zhì)的累積，所以與非巖溶區(qū)同類(lèi)型土地利用土壤相比，石灰土土壤有機(jī)質(zhì)含量較高[25]。同時(shí)由于研究區(qū)氣溫較低，年平均氣溫為14 ℃，研究樣地大量的枯枝落葉有利于有機(jī)質(zhì)的積累。研究區(qū)耕地的有機(jī)質(zhì)含量處于較高的水平，可能是由于栽種的玉米秸稈就地還田以及農(nóng)民施加農(nóng)家肥所致。研究區(qū)全磷含量在1.96～3.88 g/kg之間，平均值為2.93 g/kg；速效磷含量在1.16～11.25 mg/kg之間，平均值為4.58 mg/kg。根據(jù)土壤養(yǎng)分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該值屬于較低水平，表明雖然喀斯特地區(qū)的總磷含量較高，但速效磷含量較低，不利于植物生長(zhǎng)，這也是喀斯特土地生產(chǎn)力偏低的主要因素之一。

表2 不同生態(tài)恢復(fù)類(lèi)型土壤剖面樣品基本理化性質(zhì)

0—10 cm土層土壤全磷變化在2.69～3.88 g/kg范圍內(nèi)，10—20 cm土層土壤全磷變化在2.39～3.73 g/kg范圍內(nèi)，20 cm—母巖土壤全磷變化在1.96～3.41 g/kg之間；土壤速效磷0—10 cm土層變化在4.22～11.25 mg/kg之間，10—20 cm土層變化在3.06～7.96 mg/kg之間，20 cm—母巖變化在1.16～6.93 mg/kg之間，土壤全磷、速效磷的含量均隨土層深度的增加而減少。不同生態(tài)恢復(fù)類(lèi)型土壤全磷與速效磷含量差異明顯，全磷含量表現(xiàn)為：耕地>林草間作地>荒草地>退耕還草地，速效磷含量表現(xiàn)為：耕地>退耕還草地>林草間作地>荒草地。各剖面土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為：林草間作地>耕地>荒草地>退耕還草地，全氮、堿解氮含量表現(xiàn)為：林草間作地>荒草地>耕地>退耕還草地，說(shuō)明在生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中研究區(qū)地表植物逐漸恢復(fù)，增加了土壤有機(jī)質(zhì),降低了土壤中的鹽分,使得土壤性質(zhì)得到了改善[26]。

2.2 不同生態(tài)恢復(fù)土壤無(wú)機(jī)磷組分分布特征

對(duì)生態(tài)恢復(fù)中土壤不同形態(tài)的無(wú)機(jī)磷進(jìn)行分析(表3)，結(jié)果表明，4種生態(tài)恢復(fù)土壤不同層次下無(wú)機(jī)磷的總量在128.91～424.53 mg/kg之間，占全磷的比例為6.58%～11.96%，說(shuō)明喀斯特地區(qū)無(wú)機(jī)磷在全磷中所占比例較低。Ca2-P含量在0.61～4.67 mg/kg之間，在總無(wú)機(jī)磷含量中所占比例平均為1.13%；Ca8-P在1.15～4.18 mg/kg之間，所占比例平均為1.17%，含量?jī)H次于Ca2-P；Ca10-P在18.16～98.30 mg/kg之間，所占比例為10.64%～24.56%；Al-P在0.95～20.79 mg/kg之間，所占比例為0.56%～4.9%；Fe-P在26.24～122.59 mg/kg之間，所占比例平均為26.36%；O-P在總無(wú)機(jī)磷中所占比例最大，其含量56.44～217.02 mg/kg之間，所占比例為40.99%～71.87%。由此可知，作為植物生長(zhǎng)發(fā)育所需磷素有效的磷源Ca2-P，Ca8-P，Al-P在研究區(qū)無(wú)機(jī)磷組分中所占比例較低，土壤中磷素極易被碳酸鈣所吸附，轉(zhuǎn)化為羥基磷灰石(Ca10-P)，變成難以被植物吸收利用的形態(tài)，同時(shí)可從表中看出研究區(qū)O-P含量較高，所以這也是研究區(qū)土壤當(dāng)中速效磷含量較低的原因。

在耕地和退耕還草地中，各無(wú)機(jī)磷形態(tài)含量的大小順序?yàn)椋篛-P>Fe-P>Ca10-p>Al-P>Ca2-P>Ca8-P；在荒草地與林草間作地中，O-P>Fe-P>Ca10-P>Al-P>Ca8-P>Ca2-P。從無(wú)機(jī)磷總量來(lái)看，耕地最高，為1 024.79 mg/kg，其次為退耕還草地851.21 mg/kg和林草間作673.54 mg/kg，荒草地含量最低，為591.39 mg/kg，無(wú)機(jī)磷總量表現(xiàn)與速效磷的含量表現(xiàn)一致。

表3 各樣地剖面無(wú)機(jī)磷形態(tài)含量 mg/kg

圖1顯示各無(wú)機(jī)磷形態(tài)在同一土壤剖面不同層次的含量特征。從圖1可以看出，4種不同代表性土壤的Ca2-P，AL-P，F(xiàn)e-P(除荒草地外)的含量隨土層深度的增加而減少；Ca8-P中除退耕還草地、林草間作地在10—20 cm和20 cm—母巖含量基本相同外，其余均是隨土層深度的增加而減??；Ca10-P中耕地的含量呈先減小后增大的趨勢(shì)，其余均是隨土層深度的增加而減??；而O-P所在的4種代表性土壤中，則呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)，林草間作地隨土層深度的增加而減少，荒草地呈先減少后增加的趨勢(shì)，耕地則呈先增加后減少的趨勢(shì)，退耕還草地10—20 cm和20 cm—母巖含量基本相同。從無(wú)機(jī)磷總量和各組分含量的變化看，隨著土壤深度的增加，土壤無(wú)機(jī)磷的增加和各組分含量的減少，表現(xiàn)出表層堆積的現(xiàn)象。

圖1 同一剖面不同發(fā)生層次上土壤無(wú)機(jī)磷分布特征

2.3 各無(wú)機(jī)磷組分關(guān)聯(lián)性及有效性分析

由表4可知，除O-P與速效磷的相關(guān)性不顯著外，其余形態(tài)的無(wú)機(jī)磷均與速效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，這說(shuō)明Ca2-P，Ca8-P，Ca10-P，Al-P，F(xiàn)e-P對(duì)速效磷的影響較大，均是有效磷源，可被植物吸收，Ca8-P，Ca10-P，Al-P，F(xiàn)e-P與速效磷的顯著相關(guān)性表現(xiàn)為他們通過(guò)Ca2-P均會(huì)對(duì)速效磷有顯著的間接影響。各無(wú)機(jī)磷形態(tài)之間，O-P與Ca2-P，Ca8-P，Al-P相關(guān)性不顯著，與Fe-P呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；Ca10-P與Ca2-P，Al-P相關(guān)性不顯著。除此以外，其余各形態(tài)無(wú)機(jī)磷之間均呈顯著相關(guān)關(guān)系或極顯著相關(guān)關(guān)系。由此可以說(shuō)明，在研究區(qū)域的土壤中，無(wú)機(jī)磷的每種形態(tài)均保持相對(duì)穩(wěn)定的比例，并且表明，除了O-P，Ca10-P以外，其他形式的無(wú)機(jī)磷具有不同大小的活性，在達(dá)到一定的轉(zhuǎn)化條件下，各形態(tài)的無(wú)機(jī)磷可進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。

表4 無(wú)機(jī)磷組分與速效磷相關(guān)系數(shù)和顯著性檢驗(yàn)

注：**表示p<0．01，*表示p<0．05，n=111。下同。

同時(shí)，土壤全磷和速效磷是用來(lái)衡量土壤中磷素狀態(tài)的兩個(gè)重要指標(biāo)，為了探明研究區(qū)全磷與速效磷之間轉(zhuǎn)化的難易程度，選取土壤磷素活化系數(shù)(phosphorus activa-tion coefficient， PAC)，即速效磷與全磷之比來(lái)衡量土壤全磷的有效性[27]。PAC的計(jì)算公式為：PAC=Olsen-P/(全磷×1 000)×100%

式中：Olsen-P為速效磷(mg/kg)； 全磷單位為g/kg。

張學(xué)敏等研究表明[28]，PAC大于2.0%說(shuō)明全磷容易轉(zhuǎn)化為速效磷，PAC小于2.0%說(shuō)明全磷各形態(tài)很難轉(zhuǎn)化為速效磷，有效性不高。從圖2可以看出，研究區(qū)內(nèi)4種代表性土壤不同發(fā)生層次的PAC均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2%，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)的全磷含量雖然很高，但是能夠轉(zhuǎn)化為被當(dāng)季植物生長(zhǎng)利用的速效磷含量卻很少。

圖2 研究區(qū)不同植被類(lèi)型土壤PAC的變化

喀斯特山區(qū)富集鈣的背景以及石灰土成土過(guò)程中富鈣脫鈣作用反復(fù)進(jìn)行，使石灰?guī)r土壤富含大量鈣素。為了進(jìn)一步研究鈣素對(duì)巖溶山區(qū)石灰土中無(wú)機(jī)磷相互轉(zhuǎn)化的影響，對(duì)研究區(qū)域不同剖面不同形態(tài)的鈣素與總鈣以及不同形態(tài)的無(wú)機(jī)磷進(jìn)行相關(guān)性分析。由表5可以看出，土壤全鈣與Ca8-P呈極顯著正相關(guān)；水溶性鈣與Ca8-P呈極顯著正相關(guān)，與Fe-P呈極顯著負(fù)相關(guān)；交換性鈣與Ca2-P，Ca10-P，Al-P呈顯著正相關(guān)，與Ca8-P呈極顯著正相關(guān)，與Fe-P呈顯著負(fù)相關(guān)。隨著土壤鈣素的增加，尤其是交換性鈣的含量增加，Ca2-P，Ca10-P，Al-P所占比例也會(huì)隨之增加，F(xiàn)e-P比例下降。

各形態(tài)無(wú)機(jī)磷占無(wú)機(jī)磷總量的比例與其他土壤理化性質(zhì)的相關(guān)分析結(jié)果見(jiàn)表5。各形態(tài)無(wú)機(jī)磷中，Ca2-P，Al-P與<0.001黏粒含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，F(xiàn)e-P與<0.001 mm黏粒含量呈顯著負(fù)相關(guān)；Fe-P，O-P與pH呈顯著負(fù)相關(guān)，Ca8-P與pH呈極顯著正相關(guān)。由此表明，在研究區(qū)自然條件下pH值與<0.001 mm黏粒含量均會(huì)影響無(wú)機(jī)磷的轉(zhuǎn)化。

表5 各無(wú)機(jī)磷形態(tài)含量比例與土壤理化性質(zhì)間相關(guān)分析

3 討 論

3.1 各形態(tài)無(wú)機(jī)磷含量、所占比例及有效性

土壤中磷素的含量主要取決于成土母質(zhì)和耕作活動(dòng)時(shí)人為含磷礦物肥料的施用。研究區(qū)全磷含量在1.96～3.88 g/kg之間，平均值為2.93 g/kg；速效磷含量在1.16～11.25 mg/kg之間，平均值為4.58 mg/kg。研究區(qū)內(nèi)全磷含量很高，但是能夠轉(zhuǎn)化為當(dāng)季利用的速效磷含量卻很低。研究區(qū)內(nèi)不同生態(tài)恢復(fù)類(lèi)型土壤PAC均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2%，直接反映出研究區(qū)土壤全磷與速效磷的轉(zhuǎn)化難易程度，表明研究區(qū)內(nèi)土壤全磷很難轉(zhuǎn)化為能被植物直接吸收利用的速效磷，這與楊慧等人的研究結(jié)果一致[29]。本研究表明，在研究區(qū)內(nèi)不同生態(tài)恢復(fù)土壤剖面中無(wú)機(jī)磷形態(tài)以O(shè)-P為主，大約占無(wú)機(jī)磷總量的40.99%～71.87%(平均約為52.72%),其次是Fe-P,所占比例平均為26.36%，Ca-P(Ca2-P，Ca8-P與Ca10-P之和)約占17.95%，Al-P所占比例最小，約占2.97%。這與胡寧[30]等人研究結(jié)果一致。而化黨領(lǐng)[7]、張素霞[10]等人研究表明石灰性土壤中無(wú)機(jī)磷的形態(tài)以Ca-P為主，這可能與研究區(qū)的氣候環(huán)境條件以及土壤母質(zhì)及其風(fēng)化發(fā)育程度有關(guān)。本研究區(qū)土壤母質(zhì)為碳酸鹽巖,土壤類(lèi)型為黃色石灰土，土壤無(wú)機(jī)磷的形態(tài)主要為O-P和Fe-P，O-P 是被氧化鐵膠膜包被的磷酸鹽，其含量則明顯受到土壤中氧化鐵鋁含量的影響。作為植物生長(zhǎng)發(fā)育所需磷素有效的磷源Ca2-P，Ca8-P，Al-P在研究區(qū)無(wú)機(jī)磷組分中所占比例較低，土壤中磷素極易被碳酸鈣所吸附，轉(zhuǎn)化為羥基磷灰石(Ca10-P)，變成難以被植物吸收利用的形態(tài)，同時(shí)可從表中看出研究區(qū)O-P含量較高，所以這也是研究區(qū)土壤當(dāng)中速效磷含量較低的原因。

在本研究中，4種生態(tài)恢復(fù)模式土壤剖面無(wú)機(jī)磷總量在591.39～1 024.79 mg之間，不同層次下無(wú)機(jī)磷的總量在128.91～424.53 mg/kg之間，占全磷的比例為6.58%～11.96%，說(shuō)明喀斯特地區(qū)無(wú)機(jī)磷在全磷中所占比例較低。從無(wú)機(jī)磷總量來(lái)看，耕地最高，為1 024.79 mg/kg，其次為退耕還草地851.21 mg/kg和林草間作地673.54 mg/kg，荒草地含量最低，為591.39 mg/kg，耕地中無(wú)機(jī)磷的總量最高可能是由于人為耕作活動(dòng)施肥所致。表明在研究區(qū)所屬的生態(tài)脆弱區(qū)，植被恢復(fù)增加對(duì)研究區(qū)的生態(tài)建設(shè)有積極的影響作用，長(zhǎng)期的退耕封山育草育林活動(dòng)，能使植物根部分泌的有機(jī)酸可以充當(dāng)配體，與金屬離子(例如Ca2+，Al3+或Fe3+)形成絡(luò)合物或螯合物，從而降低陽(yáng)離子的濃度并釋放無(wú)機(jī)磷[9]。有研究表明[31]，一般認(rèn)為,Ca2-P易被作物吸收,是土壤中的第一有效磷源；Ca8-P，F(xiàn)e-P和Al-P也有相當(dāng)?shù)挠行?可作為作物的第二有效磷源；Ca10-P和O-P的有效性很低,是作物的潛在磷源。本研究區(qū)中各無(wú)機(jī)磷形態(tài)與速效磷的相關(guān)性表明除O-P與速效磷的相關(guān)性不顯著外，其余形態(tài)的無(wú)機(jī)磷均與速效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。本研究區(qū)中作為潛在磷源之一的Ca10-P與速效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，原因還有待探究。

3.2 影響無(wú)機(jī)磷形態(tài)轉(zhuǎn)化的因素

母質(zhì)是土壤形成的基礎(chǔ)，同時(shí)也是土壤中磷素形態(tài)和含量的決定因素之一。劉建國(guó)[32]等人研究表明不同母質(zhì)植煙土壤Fe-P，Ca-P含量差異較大，穆曉慧[33]等人研究表明土壤類(lèi)型能夠影響土壤各形態(tài)磷含量的分布特征。不同的土地利用方式也會(huì)導(dǎo)致土壤中磷素含量分布及轉(zhuǎn)化。滕澤琴[34]等人研究表明不同土地利用方式會(huì)影響土壤各組分磷的含量，谷思玉[35]等人對(duì)4種土地利用方式下的黑土土壤剖面磷素分布進(jìn)行測(cè)定分析，結(jié)果表明，不同利用方式對(duì)黑土剖面磷形態(tài)分布影響較大。本研究所取土樣均為同一母質(zhì)發(fā)育而成的土壤，樣品采集的區(qū)別在于樣品所處的生態(tài)恢復(fù)階段不同。

本研究中有機(jī)質(zhì)含量與O-P呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與其余形態(tài)的無(wú)機(jī)磷無(wú)相關(guān)關(guān)系。閆金龍[36]等研究表明對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶落干期3種典型土壤去除有機(jī)質(zhì)后，土壤中各種磷形態(tài)的含量變化較小。這與本研究相符?？λ固厣絽^(qū)的土壤中鈣含量很高，鈣含量高對(duì)土壤中無(wú)機(jī)磷的化學(xué)活性有重要影響，本研究表明土壤全鈣、水溶性鈣、交換性鈣含量與Ca8-P均呈顯著或極顯著正相關(guān)；水溶性鈣、交換性鈣與Fe-P呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，表明鈣含量高背景值的喀斯特地區(qū)，高鈣活性對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷有著重要的制約作用。Fe-P和Al-P是指與Al，F(xiàn)e，Mn和它們的水合物及氧化物結(jié)合的磷酸鹽。它們是土壤中主要的活性磷成分，在土壤與植物生物活動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)中，磷素在其中中起主要作用，但它們易受土壤環(huán)境的影響，并且不同地區(qū)的含量差異很大。在南方水稻土及紅壤區(qū)，F(xiàn)e-P占到無(wú)機(jī)磷總量的30%～40%，Al-P占5%～10%，而在北方地區(qū)，受土壤含水量、pH等的影響，其含量則明顯降低[37]。本研究中Fe-P所占比例平均為26.36%，Al-P約占2.97%。研究區(qū)中，Ca2-P，Al-P與<0.001 mm黏粒含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，F(xiàn)e-P與<0.001 mm黏粒含量呈顯著負(fù)相關(guān),Fe-P，O-P與pH呈顯著負(fù)相關(guān)，表明研究區(qū)內(nèi)<0.001 mm黏粒含量和pH均會(huì)影響無(wú)機(jī)磷的轉(zhuǎn)化。

4 結(jié) 論

(1) 研究區(qū)土壤全磷含量在1.96～3.88 g/kg之間，平均值為2.93 g/kg；速效磷含量在1.16～11.25 mg/kg之間，平均值為4.58 mg/kg；無(wú)機(jī)磷總量在591.39～1 024.79 mg/kg之間，表現(xiàn)為：耕地>退耕還草地>林草間作地>荒草地。不同植被類(lèi)型土壤PAC均遠(yuǎn)小于2%。

(2) 研究區(qū)內(nèi)4種同生態(tài)恢復(fù)類(lèi)型土壤剖面中無(wú)機(jī)磷形態(tài)中，以O(shè)-P，F(xiàn)e-P占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次為Ca-P，Al-P。從各無(wú)機(jī)磷形態(tài)與速效磷相關(guān)性分析來(lái)看，除O-P與速效磷的相關(guān)性不顯著外，其余形態(tài)的無(wú)機(jī)磷均與速效磷呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

(3) 土壤全鈣、水溶性鈣、交換性鈣含量與Ca8-P，F(xiàn)e-P和Ca8-P具有相關(guān)性。研究區(qū)自然條件下pH與<0.001 mm黏粒含量均會(huì)影響無(wú)機(jī)磷的轉(zhuǎn)化。