王 飛，李清華，林 誠，何春梅

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所 福州 350013)

磷是作物生長必需的營養(yǎng)元素之一。磷肥施入土壤后，經(jīng)過一系列的化學(xué)、物理化學(xué)或生物化學(xué)過程，形成難溶性的磷酸鹽并迅速為土壤礦物吸附固定或?yàn)槲⑸锕坛?，其在?dāng)季作物的利用率僅為10%～25%[1]。同時(shí)，過量施磷會直接導(dǎo)致磷在土壤中的盈余，當(dāng)土壤磷積累量超過一定值后，可通過徑流和淋溶進(jìn)入環(huán)境，土壤有效磷在50～70 mg·kg–1可能是面源磷通過滲漏污染水源的一個(gè)大致臨界指標(biāo)[2-3]。因此，研究作物磷肥適宜用量及磷在土壤中的形態(tài)轉(zhuǎn)化，不僅是提高作物產(chǎn)量及磷肥利用率的重大需求，也是減緩農(nóng)業(yè)面源污染的迫切需要。

為了保證糧食高產(chǎn)增產(chǎn)，我國磷肥用量由1980年的273萬t增加至2015年的843萬t，增加了3倍，在作物增產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用[4]。湖北省18個(gè)縣的多點(diǎn)田間試驗(yàn)表明，早、中、晚稻(Oryza sativa)施用磷肥都有顯著的增產(chǎn)效果，增產(chǎn)率分別為13.3%、11.3%和9.4%[5]。冀宏杰等[6]研究表明，我國農(nóng)田磷盈余程度仍在加劇，但不同區(qū)域間變異較大，部分農(nóng)田磷虧缺，不同區(qū)域及不同作物間磷平衡呈現(xiàn)“兩極化”發(fā)展趨勢。我國紅壤地區(qū)對外加入的磷肥具有較高的吸附固定能力。紅壤的磷素固定量為58～1 279 mg·kg–1，被固定的磷可達(dá)l30～2 900 kg(P)·hm–2，土壤磷素有效性低，成為制約水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因子[7-8]。土壤中的磷素分成無機(jī)磷和有機(jī)磷兩部分。長期施磷條件下，紅壤中有機(jī)磷的積累速度遠(yuǎn)低于無機(jī)磷[9]。福建山地紅壤無機(jī)磷組成以閉蓄態(tài)磷(O-P)含量最高，其次為磷酸鐵磷(Fe-P)；有機(jī)磷組成比例大小為中等活性有機(jī)磷＞中等穩(wěn)定性有機(jī)磷＞高穩(wěn)定性有機(jī)磷＞活性有機(jī)磷[10]。江西紅壤性水稻土肥料定位試驗(yàn)表明，施磷主要促進(jìn)水稻土中度穩(wěn)定性有機(jī)磷和高度穩(wěn)定性有機(jī)磷的增加[11]；湖南稻田研究則表明，施用磷肥可以使土壤中活性有機(jī)磷得到較大的增加，而對活性有機(jī)磷、中穩(wěn)性有機(jī)磷和高穩(wěn)性有機(jī)磷影響較小[12]。磷庫組分是有效磷的重要來源，其不同組分與有效磷存在關(guān)聯(lián)[12-13]。山原紅壤旱地施磷研究表明，F(xiàn)e-P、Al-P、中等活性有機(jī)磷和中穩(wěn)性有機(jī)磷與有效磷密切相關(guān)[14]。上述說明，南方紅壤區(qū)固定磷能力強(qiáng)，施肥影響磷素組分與有效性，且不同區(qū)域磷變異較大，因此需針對具體區(qū)域、土壤類型與作物提出適宜的磷素管理措施。

黃泥田為南方省份廣泛分布的一種滲育型水稻土，主要分布在丘陵山地、坡地梯田等區(qū)域，通常以水分供應(yīng)不足，酸性強(qiáng)，質(zhì)地黏，磷、鉀養(yǎng)分缺乏為主要特征，屬中低產(chǎn)田類型[15]。但南方黃泥田水稻種植的磷肥適宜用量尚不清楚，長期施用不同用量磷肥土壤磷素組分變化及其生物有效性需要明確。為此，本研究基于福建黃泥田連續(xù)30年的不同供磷水平試驗(yàn)，研究磷肥不同用量下稻田生產(chǎn)力演變、磷素平衡及土壤磷庫組成變化，旨在揭示紅黃壤區(qū)稻田磷肥效應(yīng)，以期為黃泥田磷肥高效施用與土壤磷庫管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)區(qū)位于福建省閩侯縣白沙鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)部福建耕地保育科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站(119°04′10″E，26°13′31″N)。試驗(yàn)始于1987年。成土母質(zhì)為低丘坡積物，土壤類型為滲育型水稻土亞類的黃泥田土屬。試驗(yàn)區(qū)年均氣溫 19.5℃，年均降雨量 1 350.9 mm，年日照時(shí)數(shù)1 812.5 h，無霜期311 d，≥10℃的活動(dòng)積溫6 422℃。試驗(yàn)前(1987年)耕層土壤pH 4.78，有機(jī)質(zhì)30.10 g·kg–1，全氮1.69 g·kg–1，全磷0.40 g·kg–1，全鉀20.82 g·kg–1，堿解氮241.0 mg·kg–1，有效磷19.3 mg·kg–1，速效鉀67.8 mg·kg–1。

每茬水稻磷肥用量設(shè)3 個(gè)水平，以當(dāng)時(shí)習(xí)慣用肥作為施肥參考，分別為不施磷肥(CK)、30 kg(P2O5)·hm–2(P1)、60 mg(P2O5)·kg–1(P2)。由于受地形與地塊面積限制，試驗(yàn)初始每處理僅設(shè) 2 次重復(fù)，小區(qū)面積15.84 m2。施用化肥為尿素、過磷酸鈣與氯化鉀，其中氮肥(N)120 kg·hm–2，鉀肥(K2O)60 kg·hm–2，磷肥全部作基肥施用，氮鉀肥50%作基肥、50%作分蘗肥施用。試驗(yàn)地1987—2004年均種植雙季稻(每年種植早稻、晚稻兩茬)，2005年開始種植單季稻(每年種植1 茬)。水稻品種每3～4年輪換一次，與當(dāng)?shù)刂髟云贩N保持一致，歷年水稻品種為‘威優(yōu)64’‘丁優(yōu)’‘豆花’‘白沙428’‘粵優(yōu)938’‘宜香優(yōu)2292’‘中浙優(yōu)1 號’‘中浙優(yōu)8 號’，其中2013年與2017年供試水稻品種分別為‘中浙優(yōu)1 號’與‘中浙優(yōu)8 號’。

1.2 樣品采集與測試方法

于2013年、2017年水稻成熟期(10月)采集各處理小區(qū)植株樣品。根據(jù)試驗(yàn)地地形走向，將每個(gè)小區(qū)按假重復(fù)分成兩個(gè)微區(qū)，按各處理微區(qū)隨機(jī)采集地上部水稻植株籽粒與莖葉。同時(shí)采集配套土壤樣品，土樣采樣時(shí)每微區(qū)按S 形布點(diǎn)，采集0～20 cm 深度5 個(gè)位點(diǎn)土壤混合成1 個(gè)樣品，自然風(fēng)干，用于土壤磷素分析。水稻籽粒與秸稈鮮樣于105℃烘箱中殺青30 min，65℃烘干至恒重，經(jīng)粉碎供植株養(yǎng)分含量分析。

2017年的土壤無機(jī)磷、有機(jī)磷的分組采用魯如坤主編的《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》。具體方法如下：酸性土壤無機(jī)磷用0.5 mol·L–1氟化銨溶液浸提Al-P，用 0.1 mol·L–1氫氧化鈉溶液浸提 Fe-P，用0.3 mol·L–1檸檬酸鈉和連二亞硫酸鈉溶液浸提O-P，最后用0.5 mol·L–1當(dāng)量硫酸溶液浸提Ca-P?；钚杂袡C(jī)磷(LOP)用0.5 mol·L–1碳酸氫鈉溶液提取，中等活性有機(jī)磷(MLOP)用 1.0 mol·L–1硫酸溶液和0.5 mol·L–1氫氧化鈉溶液提??；中等穩(wěn)定性有機(jī)磷(MSOP)用 0.5 mol·L–1氫氧化鈉溶液提取，在 pH 1～1.8 條件下不發(fā)生沉淀的有機(jī)磷；高穩(wěn)定性有機(jī)磷(HSOP)用 0.5 mol·L–1氫氧化鈉溶液提取，在 pH 1～1.8 條件下發(fā)生沉淀的有機(jī)磷，上述提取液均用鉬銻抗比色法測定[16]。

土壤有效磷用鹽酸-氟化銨浸提，鉬銻抗比色法測定，全磷用堿熔融-鉬銻抗比色法測定，植株全磷用硫酸-過氧化氫消煮-釩鉬黃比色法測定[16]。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)采用Excel 和DPS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。方差分析采用最小顯著性差異法(LSD)多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同供磷水平對黃泥田水稻籽粒產(chǎn)量的影響

連續(xù)30年施用磷肥明顯提高了黃泥田水稻籽粒產(chǎn)量(表1)。從雙季稻年份來看(1987—2004年)，與CK 相比，每隔5年的年際產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)顯示，早稻施用磷肥3 個(gè)年際的產(chǎn)量增幅分別為42.6%～45.7%、68.8%～72.1%、94.0%～95.0%，P1 與P2 處理的早稻歷年平均產(chǎn)量分別提高64.9%與67.0%，差異顯著；晚稻施用磷肥的 3 個(gè)年際產(chǎn)量增幅分別為12.2%～19.7%、70.0%～71.3%、50.4%～54.5%，P1 與P2 處理的晚稻歷年平均產(chǎn)量分別提高 37.0%與41.2%，差異顯著。從單季稻年份來看(2005—2017年)，每隔5～6 個(gè)年的年際產(chǎn)量顯示，單季稻施用磷肥兩個(gè)年際的產(chǎn)量分別提高 2 1.1%～2 3.1%、18.1%～18.9%，P1 與P2 處理的單季稻歷年平均產(chǎn)量分別提高19.9%與20.4%，差異顯著。但無論是早稻、晚稻與單季稻，P2 與P1 處理的水稻籽粒產(chǎn)量均無顯著差異。從不同稻作制度的磷肥農(nóng)學(xué)效率來看，P1處理的早稻、晚稻與單季稻平均磷肥農(nóng)學(xué)效率分別為66.8 kg·kg–1、49.9 kg·kg–1與41.2 kg·kg–1，P2 處理分別為34.5 kg·kg–1、27.8 kg·kg–1與21.1 kg·kg–1，說明不同稻作制度下黃泥田磷肥的增產(chǎn)效果為早稻＞晚稻＞單季稻，同時(shí)增施磷肥明顯降低了磷肥農(nóng)學(xué)效率。

表1 長期不同供磷水平的水稻籽粒產(chǎn)量Table1 The yields of rice grains under different long-term phosphorus supply levels

2.2 不同供磷水平對黃泥田土壤磷素含量的影響

長期施用磷肥下第27年(2013年)、第31年(2017年)的土壤有效磷與全磷變化顯示(表2)，各處理有效磷含量均隨著磷肥施用而提高，其中P2 處理第27年的土壤有效磷含量較 CK 與P1 處理分別提高279.5%與146.7%，第31年的土壤有效磷含量較CK與P1 處理分別提高245.3%與190.5%，差異均顯著。P2 處理第27年土壤全磷含量較CK 與P1 處理分別提高103.6%與46.2%，第31年土壤全磷含量較CK與P1 處理分別提高81.5%與32.4%，差異均顯著。P2 處理的磷活化系數(shù)也顯著高于CK 與P1 處理，說明增加磷肥用量，可促進(jìn)土壤磷素活化。但與試驗(yàn)前土壤磷活化系數(shù)(4.82)相比，經(jīng)過30年的肥力演變，各處理磷活化系數(shù)均不同程度降低。

表2 長期不同供磷水平黃泥田土壤磷含量Table2 The contents of soil phosphorus of yellow-mud paddy under different long-term phosphorus supply levels

2.3 不同供磷水平對黃泥田土壤無機(jī)磷庫組分的影響

表3顯示，長期不同供磷水平的黃泥田土壤無機(jī)磷組分以Fe-P、O-P 與Ca-P 為主，三者合計(jì)占無機(jī)磷總量的89.9%～93.1%。P1 與P2 的Al-P 含量分別較CK 提高77.2%與280.2%，F(xiàn)e-P 分別提高67.5%與219.1%，Ca-P 分別提高153.3%與368.5%，差異均顯著；P2 處理的Al-P、Fe-P 與Ca-P 含量分別較P1處理提高114.6%、90.5%與84.9%，差異均顯著。說明增施磷肥促進(jìn)了上述3 種無機(jī)磷庫組分的累積，但施用磷肥對O-P 含量影響不明顯。從無機(jī)磷組分總量來看，P1 與P2 處理的無機(jī)磷組分總量比CK 分別提高55.2%與162.5%，差異均顯著，P2 處理無機(jī)磷組分總量較P1 提高69.1%，差異顯著。

從無機(jī)磷各組分比重來看(表3)，施用磷肥下Al-P、Fe-P 與Ca-P 占無機(jī)磷比重增加，尤其是P2水平下，而O-P 比重降低，其中Al-P、Fe-P 與Ca-P比重分別較CK 增加1.0～3.1 個(gè)百分點(diǎn)、2.5～6.9 個(gè)百分點(diǎn)、12.5～15.4 個(gè)百分點(diǎn)，而 O-P 比重減少15.98～25.43 個(gè)百分點(diǎn)。與P1 相比，P2 的Al-P、Fe-P占無機(jī)磷比重分別提高2.12 個(gè)百分點(diǎn)與4.40 個(gè)百分點(diǎn)，但O-P 比重降低9.45 個(gè)百分點(diǎn)，差異均顯著。

表3 長期不同供磷水平黃泥田土壤無機(jī)磷組分含量和比重(2017年)Table3 The contents and proportions of inorganic phosphorus fractions of yellow-mud paddy under different long-term phosphorus supply levels in 2017

2.4 不同供磷水平對黃泥田土壤有機(jī)磷庫組分的影響

從不同供磷水平下有機(jī)磷組分來看(表4)，各處理均以中等活性有機(jī)磷(MLOP)為主，占有機(jī)磷總量 41.7%～54.9%；其次為高穩(wěn)定性有機(jī)磷(HSOP)，占19.4%～34.0%。施磷肥總體提高了活性有機(jī)磷(LOP)、MLOP 含量，其中P2 處理的LOP與MLOP 含量較CK 分別提高134.3%與56.9%，差異均顯著；施磷肥則總體降低了HSOP 含量，其中P2 處理的HSOP 含量較CK 與P1 處理分別降低31.9%與 28.6%，差異顯著，中等穩(wěn)定性有機(jī)磷(MSOP)含量則基本保持穩(wěn)定。有機(jī)磷總量隨磷肥用量增加而增加，其中P2 處理的有機(jī)磷總量較CK提高20.2%，差異顯著。

從有機(jī)磷各組分所占比重來看(表4)，與CK 相比，P1 與P2 的LOP 與MLOP 占有機(jī)磷比重逐步增加，其中P2 處理較CK 分別提高3.67 個(gè)百分點(diǎn)與13.20個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著；HSOP 比重逐步降低，其中P2處理較CK 降低14.61 個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著；MSOP 比重基本保持穩(wěn)定。增施磷肥，土壤有機(jī)磷組分呈現(xiàn)由活性較低的形態(tài)向活性較高的形態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢。

2.5 水稻產(chǎn)量與土壤磷庫組成的相互關(guān)系

表5顯示，土壤有效磷含量與Al-P、Fe-P、Ca-P、LOP 及MLOP 含量均呈顯著正相關(guān)，說明這5 種磷庫組分是有效磷的重要來源。水稻籽粒與秸稈產(chǎn)量及土壤磷庫組成表現(xiàn)良好相關(guān)性。籽粒產(chǎn)量及秸稈產(chǎn)量與土壤有效磷、全磷含量均呈顯著正相關(guān)，說明有效磷與全磷含量是影響黃泥田水稻產(chǎn)量提升的重要指標(biāo)。從無機(jī)磷組分來看，籽粒產(chǎn)量及秸稈產(chǎn)量與無機(jī)磷組分總量、Al-P、Fe-P、Ca-P 均呈極顯著正相關(guān)，籽粒產(chǎn)量或秸稈產(chǎn)量均與MLOP、LOP 呈顯著正相關(guān)，而秸稈產(chǎn)量與HSOP 呈顯著負(fù)相關(guān)，這與有效磷同磷庫各組分間相互關(guān)系表現(xiàn)基本一致。

2.6 不同供磷水平下黃泥田磷素表觀平衡

從單季稻年份2013年、2017年土壤磷素盈虧平衡來看(表6)，P1 處理處于表觀虧損狀態(tài)，與CK虧損基本相當(dāng)，而P2 處理磷素基本處于表觀盈虧平衡狀態(tài)。說明黃泥田單季稻每茬磷肥施用60 kg(P2O5)·hm–2可維持養(yǎng)分收支平衡。值得一提的是，雙季稻年份(1987—2004年)早、晚稻單茬產(chǎn)量僅相當(dāng)于單季稻的49.8%～69.1%與65.2%～76.5%(表1)，磷素輸出也相應(yīng)低于單季稻年份，故P2 水平可產(chǎn)生磷盈余，從而提高土壤全磷含量。

3 討論

3.1 不同供磷水平下黃泥田有效磷變化及磷肥適宜用量

我國南方地區(qū)氣候高溫高濕，多發(fā)育形成酸性或強(qiáng)酸性的地帶性紅壤，土壤磷素不僅可被鐵、鋁氧化物和黏粒礦物表面所吸附，而且還可與鐵、鋁形成難溶性磷酸鹽，導(dǎo)致土壤磷素有效性降低[17-18]，這使得磷素成為制約南方地區(qū)種植業(yè)發(fā)展的限制因素[19-20]。趙其國等[21]研究表明盡管近年來我國農(nóng)田土壤有效磷由于磷肥施用量的不斷提高呈穩(wěn)中有升的態(tài)勢，但南方紅壤和紅壤性水稻土缺磷情況仍然較為普遍。有研究表明，25 mg·kg–1左右的土壤有效磷是保障作物高產(chǎn)的前提[22]，紅壤稻田土壤有效磷含量在20 mg·kg–1左右時(shí)，增施磷肥對水稻增產(chǎn)效果則不明顯[23]。本研究條件下，與CK 相比，P1 與P2 用量均不同程度提高了土壤有效磷含量，尤其是P2 水平，且籽粒及秸稈產(chǎn)量與有效磷含量均呈顯著正相關(guān)，說明有效磷含量成為黃泥田水稻產(chǎn)量的限制因素。本研究還表明，不論哪種磷肥施用水平，與試驗(yàn)初期土壤相比，磷活化系數(shù)均呈下降趨勢，這與黃泥田不同施肥模式下的磷素演變特征表現(xiàn)基本一致[24]，其可能與土壤性質(zhì)有關(guān)。土壤鐵、鋁氧化物是酸性土壤磷的主要吸附載體，在酸性土壤中，F(xiàn)e3+會轉(zhuǎn)化成無定形的Fe3+與Fe2+氫氧化物的共沉淀，這種混合物比三價(jià)氫氧化鐵具有更大的表面積和更多的磷吸附位點(diǎn)，增強(qiáng)了對磷的固持能力，從而降低土壤磷素有效性[25-26]。另外王光火[27]研究表明，紅壤在pH 5 左右交換性鋁吸附磷量最高，吸附的磷最難解吸。本試驗(yàn)土壤pH 在5.0 左右，這可能是造成土壤磷活化系數(shù)值下降的一個(gè)原因。但從中也可看出，增施磷肥可緩解磷活化系數(shù)下降。外源磷投入是影響土壤磷有效性的重要因素，長期不施磷或磷投入不足導(dǎo)致土壤磷虧缺，進(jìn)而導(dǎo)致土壤磷含量及磷有效性降低[28]。土壤有效磷變化量與土壤磷盈虧呈顯著線性相關(guān)關(guān)系[29]，我國主要農(nóng)田土壤中每100 kg·hm–2磷盈余平均可使我國土壤有效磷(Olsen-P)水平提高約3.1 mg·kg–1[30]。從本研究單季稻年份2013年、2017年度土壤磷素盈虧平衡來看，P1 處于虧損狀態(tài)，與初始土壤相比，有效磷含量下降；而P2 磷素處于表觀基本平衡(雙季稻年份可產(chǎn)生磷盈余)，與初始土壤相比，有效磷也基本維持在穩(wěn)定狀態(tài)，說明P2 用量水平可滿足水稻營養(yǎng)需求與土壤磷素肥力穩(wěn)定，而且該磷水平有效磷含量在20 mg·kg–1以內(nèi)，不至于對當(dāng)?shù)厮w環(huán)境造成威脅。區(qū)惠平等[31]研究表明，在南方赤紅壤區(qū)雙季稻體系下，綜合考慮水稻產(chǎn)量效應(yīng)、土壤磷素表觀平衡和磷素環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，在本研究區(qū)域目前的土壤環(huán)境條件下，P2O563 kg·hm–2為水稻產(chǎn)量較高、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較小的推薦施磷量。江西雙季稻區(qū)紅壤性水稻土早、晚稻磷肥60 kg(P2O5)·hm–2較為適宜[32]。值得一提的是，連續(xù)30年施用60 kg·hm–2與30 kg·hm–2的磷肥(P2O5)，其產(chǎn)量無顯著差別，盡管60 kg(P2O5)·hm–2磷肥水平的產(chǎn)量略有增加，因而從磷肥施用效率及資源節(jié)約的角度來看，黃泥田一定年限內(nèi)維持每茬30 kg(P2O5)·hm–2磷肥水平是可行的，但鑒于該用量水平下的土壤磷素呈現(xiàn)累積虧缺，有效磷與全磷含量均比初始土壤降低，最終將導(dǎo)致磷庫耗竭而難以持續(xù)，故長遠(yuǎn)來看，黃泥田每茬磷肥應(yīng)維持60 kg(P2O5)·hm–2，方可維持磷素表觀平衡且有效磷保持在適宜的水平。

表4 長期不同供磷水平黃泥田土壤有機(jī)磷組分含量(2017年)Table4 The contents and proportions of organic phosphorus fractions of yellow-mud paddy under different long-term phosphorus supply levels in 2017

表5 土壤磷庫組成與有效磷及產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)(r)Table5 The correlation coefficients of phosphorus pool fractions with soil available phosphorus content and rice grain and straw yields

表6 長期不同供磷水平土壤磷素(P2O5)表觀盈虧Table6 Apparent balance of phosphorus (P2O5) in soils under different long-term phosphorus supply levels

3.2 施用磷肥對黃泥田土壤磷素組分的影響

施磷肥可影響土壤磷素的組成。馮躍華等[12]研究表明，湖南稻田施用磷肥可以使土壤中活性有機(jī)磷得到較大的增加，其可能原因是由于磷肥刺激了微生物的活性，產(chǎn)生了微生物的固定，而使有機(jī)磷含量有所上升；黃棕壤 14年水稻-小麥(Triticum aestivum)水旱輪作研究表明，單施化肥對中等活性有機(jī)磷的影響較大，化肥與秸稈、綠肥配合施用主要提高中等活性和中等穩(wěn)定性有機(jī)磷的含量，而化肥與豬糞配合施用則顯著增加了活性和中等活性有機(jī)磷的含量[33]。本研究條件下黃泥田有機(jī)磷組分以中等活性有機(jī)磷為主，占有機(jī)磷總量的42.4%～55.3%，施用磷肥增加的各有機(jī)磷組分中，也以中等活性有機(jī)磷占絕對優(yōu)勢，這與以往研究基本一致[10，12]。但也有研究表明，紅壤性水稻土雖以中度活性有機(jī)磷最高，但施磷措施主要促進(jìn)中穩(wěn)性有機(jī)磷和高穩(wěn)性有機(jī)磷的增加[11]。因此，稻田施肥下有機(jī)磷各組分變化可能受區(qū)域氣候、土壤母質(zhì)、水分條件及施肥方式等影響較大。此外，本研究條件下，增施磷肥，活性有機(jī)磷與中等活性有機(jī)磷比重升高，而高穩(wěn)性有機(jī)磷比重降低，這可能是增施磷肥水平下，進(jìn)一步改善了土壤磷素供給，土壤微生物代謝增強(qiáng)，易利用的活性有機(jī)磷素暫時(shí)被微生物所固持，這促進(jìn)了高穩(wěn)性有機(jī)磷向活性較高的活性有機(jī)磷與中等活性有機(jī)磷轉(zhuǎn)化，后期微生物固持的磷素又以活性有機(jī)磷的形式釋放出來，提高了磷有效性，這可從增施磷肥下磷素活化系數(shù)提高得到佐證(表2)，但具體轉(zhuǎn)化機(jī)制有待進(jìn)一步研究。對無機(jī)磷組分而言，本研究中，施用的磷肥大部分轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷組分，且施磷大幅度提高了土壤Fe-P、Al-P及Ca-P 含量，有效磷與這3 個(gè)組分均呈顯著正相關(guān)，以往低分子有機(jī)酸模擬無機(jī)磷形態(tài)結(jié)果顯示，同一酸度下，其活化量以Al-P 最多，F(xiàn)e-P 和Ca-P 次之，O-P 最少[34]，這表明Fe-P、Al-P 及Ca-P 無機(jī)磷組分是紅壤性稻田有效磷的主要來源。本研究也表明，籽粒產(chǎn)量及秸稈產(chǎn)量與Ca-P 的相關(guān)系數(shù)高于Fe-P、Al-P，顯示Ca-P 組分生物有效性較高。這可能是本研究區(qū)為酸性水稻土，酸性條件下受H+阻控不易形成難溶性的如Ca8-P、Ca10-P 組分，另一方面H+促進(jìn)磷酸鈣鹽溶解而增加了磷有效性，這有別于石灰性土壤。O-P(閉蓄態(tài)磷)是無機(jī)磷的重要組成，溶解度小，難以被植物利用，南方酸性水稻土O-P 分布一般隨風(fēng)化程度的加深而增加[35]。本研究顯示，不同施磷水平對O-P 組分含量影響不明顯，說明O-P 組分較其他無機(jī)磷組分較為穩(wěn)定，受施肥的影響較?。坏灿醒芯勘砻?，O-P 組分也是酸性紅壤潛在有效磷源，可能與O-P 組分的續(xù)分級方法有關(guān)[36]。本研究下，O-P 比重隨磷肥用量增加而降低，主要是基于O-P 的穩(wěn)定性，而Fe-P、Al-P 及Ca-P 組分含量隨磷肥用量增加而同步提高，導(dǎo)致O-P 比重相對降低。

4 結(jié)論

黃泥田連續(xù)30年施用磷肥顯著提高了水稻產(chǎn)量，不同稻作制度下黃泥田施用磷肥的增產(chǎn)效果為早稻＞晚稻＞單季稻。磷肥每茬施用30 kg(P2O5)·hm–2與60 kg(P2O5)·hm–2的水稻籽粒產(chǎn)量均無顯著差異，但30 kg(P2O5)·hm–2呈現(xiàn)磷表觀虧缺。增施磷肥提高了無機(jī)磷Al-P、Fe-P 與Ca-P 含量，其占比相應(yīng)增加，但O-P 占比降低；增施磷肥提高了LOP、MLOP 含量，而降低了HSOP 含量，有機(jī)磷組分呈現(xiàn)由活性較低的形態(tài)向活性較高的形態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢。有效磷及水稻產(chǎn)量與Al-P、Fe-P、Ca-P、LOP、MLOP 組分密切相關(guān)，顯示這5 種組分是有效磷的重要來源。黃泥田每茬施用60 kg(P2O5)·hm–2可維持磷素表觀平衡且有效磷保持在適宜的水平。