溫度變化對(duì)磷在水稻土肥際微域中遷移和轉(zhuǎn)化的影響

陳小琴，康歐，周健民，王火焰

溫度變化對(duì)磷在水稻土肥際微域中遷移和轉(zhuǎn)化的影響

陳小琴，康歐，周健民*，王火焰

中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008

以湖北潛江水稻土為研究對(duì)象，研究了溫度變化對(duì)所施磷肥在水稻土肥際微域遷移轉(zhuǎn)化的影響。實(shí)驗(yàn)采用室內(nèi)土柱培養(yǎng)法，將磷酸二氫銨單施或與草酸配施后置于5 ℃、20 ℃和35 ℃的溫度條件下，分別培養(yǎng)60 d或120 d后，對(duì)水稻土肥際微域內(nèi)水溶性磷、有效磷及酸溶性磷的含量和分布進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：不同形態(tài)磷在水稻土肥際微域中的遷移距離均較短，單施磷酸二氫銨在5 ℃和20 ℃下肥際微域中不同形態(tài)磷遷移距離相近，均為50 mm左右，培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)遷移距離無(wú)顯著影響，但在這兩種培養(yǎng)溫度下配施草酸時(shí)隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，磷的遷移距離有所增加。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高至35 ℃時(shí)，配施草酸與否磷的遷移距離均比中低溫條件下遷移距離減小，僅為42.5 mm左右。肥際微域中水溶性磷、有效磷和酸溶性磷含量均隨著距施肥點(diǎn)距離的增加而顯著降低。隨著培養(yǎng)溫度的升高，肥際微域水溶性磷和有效磷含量和累積量逐漸減少，但酸溶性磷含量基本呈增加趨勢(shì)。同一溫度下，隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，各形態(tài)磷含量和累積量也逐漸減少。不同溫度下配施草酸均能增加肥際微域內(nèi)水溶性磷和有效磷的累積量。但是隨著溫度升高，配施草酸與否施磷后肥際微域水溶性磷和有效磷含量和累積量均有顯著下降，表明溫度升高施入土壤的磷的有效性下降，配施草酸對(duì)于減緩升溫對(duì)磷的固定沒(méi)有明顯影響，但是同一溫度下配施草酸可以增加肥際微域水溶性磷和有效磷的含量和累積量。肥際微域可以作為研究磷肥施入土壤后遷移轉(zhuǎn)化及有效性變化的窗口，但是肥際微域中磷的變化對(duì)土體磷植物有效性的影響程度還需要進(jìn)一步通過(guò)小區(qū)或大田試驗(yàn)進(jìn)行研究。

肥際微域；磷；溫度；草酸；培養(yǎng)時(shí)間

磷肥施入土壤后，因磷酸根離子在土壤顆粒表面的吸持（包括一部分吸收）及其與土壤中金屬離子（中性或石灰性土壤中的鈣、鎂離子或酸性土壤中的鐵、鋁離子）反應(yīng)而產(chǎn)生固定，從而使磷肥的當(dāng)季利用率普遍較低（Gahoonia等，2000）。我國(guó)多數(shù)土壤中磷肥的當(dāng)季利用率僅為10%～25%（楊利華等，2003）。在富含氧化鐵、鋁的紅壤和富含碳酸鈣的石灰性土壤中，磷肥的當(dāng)季利用率更低，通常不足15%（魯如坤等，1995）。

磷肥的利用率不僅受磷肥本身和土壤性質(zhì)的影響，還與環(huán)境條件的變化有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)溫度升高會(huì)增加土壤對(duì)水溶性磷的吸附從而減少土壤溶液中的磷含量（Beaton等，1965；Sutton，1969）。徐明崗等（徐明崗等，1997）研究表明，溫度升高時(shí)，土壤磷自擴(kuò)散系數(shù)增大，5～45 ℃內(nèi)每升高10 ℃，磷自擴(kuò)散系數(shù)增加量平均約為30%，從而改變磷在固相和液相中的數(shù)量。王濤等在黑土中的研究（王濤等，2010）發(fā)現(xiàn)，溫度升高促進(jìn)了水溶態(tài)磷向鋁磷的轉(zhuǎn)化。缺磷土壤植物根系分泌物中可以分離出較多低分子量有機(jī)酸（胡紅青等，2004），因此低分子量有機(jī)酸對(duì)磷在土壤中遷移轉(zhuǎn)化也有一定的影響（Gahoonia等，2000；介曉磊等，2005；李成保等，2005；Garg和Bahl，2008；王樹(shù)起等，2009）。

由于磷肥施入土壤后移動(dòng)性較差，在肥料顆粒附近會(huì)形成一種特殊的微域環(huán)境，也即肥際微域（魯如坤，1999）。肥際微域中養(yǎng)分濃度與整個(gè)土體差異較大，該微域中各種理化生物學(xué)反應(yīng)也更為強(qiáng)烈，因而對(duì)該微域中磷的遷移與轉(zhuǎn)化的研究對(duì)于探索磷肥利用率提高的途徑具有更為重要的意義（杜

振宇和周健民，2005a；金亮等，2008；杜振宇等，2012）。

本研究擬以湖北潛江水稻土為研究對(duì)象，采用室內(nèi)土柱培養(yǎng)法，對(duì)不同溫度條件下磷酸二氫銨在肥際微域中的遷移與轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，以了解溫度變化對(duì)肥際微域中磷有效性的影響，為磷肥當(dāng)季利用率的提高和新型高效磷肥的研制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試土壤為水稻土，采自湖北潛江，耕層（0～15 cm），潛育水耕型人為土，土樣經(jīng)風(fēng)干后磨細(xì)過(guò)1 mm篩備用。供試土壤基本理化性質(zhì)用常規(guī)方法測(cè)定（魯如坤，2000），結(jié)果如表1所示。

供試磷肥品種為分析純磷酸二氫銨（MAP）。

1.2研究方法

本研究采用室內(nèi)土柱培養(yǎng)法。所用培養(yǎng)容器為內(nèi)圓外方的蠟筒，高11 cm，內(nèi)徑13 cm，由石蠟和凡士林按2∶1比例在水浴中熔化并混勻后，注入模具澆鑄而成（Khasawneh和Soilau，1936）。蠟筒一端用保鮮膜封口，將1690 g土調(diào)節(jié)水分達(dá)60%田間持水量后分3次均勻裝入蠟筒，土壤容重為1.3 g·cm-3，土柱高約10 cm。后用保鮮膜將整個(gè)蠟筒密封，垂直放于培養(yǎng)箱內(nèi)避光平衡48 h。

本實(shí)驗(yàn)共設(shè)單施磷酸二氫銨（MAP）、磷酸二氫銨配施草酸（MAP+OA）及不施肥對(duì)照（CK）3個(gè)施肥處理和5 ℃，20 ℃和35 ℃ 3種溫度處理。肥料用量分別為：磷酸二氫銨14.0 g（純磷用量為3.86 g），草酸2.0 g，施磷肥處理磷肥用量相同。每個(gè)處理各重復(fù)3次。在土柱水分平衡之后將相應(yīng)處理肥料施于土柱頂端，并在肥料表層鋪蓋1 cm厚已調(diào)節(jié)好水分的土壤。裝好的土柱用保鮮膜密封，放入設(shè)置好溫度的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，并分別在培養(yǎng)60 d和120 d后取出，用課題組自行設(shè)計(jì)的裝置（杜振宇和周健民，2005b）將蠟筒從頂端按2.5 mm厚度切成薄片，進(jìn)行分析測(cè)試。土樣水溶性和酸溶性磷含量的提取測(cè)定方法（Hao等，2002）：稱取相當(dāng)于1 g干土重的鮮土樣于具塞塑料離心管中，加入5 ml去離子水振蕩10 min，離心，取上清液，重復(fù)一次，混合2次離心液，所得磷量為水溶性磷含量；繼續(xù)向離心管中加入5 ml的1 mol·L-1HCl溶液，振蕩10 min后離心分離，取上清液，再重復(fù)2次，混合3次離心液所得磷量為酸溶性磷含量。有效磷含量采用Olsen法（Olsen等，1954）提取測(cè)定。

1.3數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)土樣中磷含量用干基表示，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析通過(guò)Excel 2003和SPSS 17.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1水溶性磷在肥際微域中的含量分布

水溶性磷在肥際微域中的含量及分布如圖1所示。在5 ℃下培養(yǎng)60 d后MAP處理和MAP配施草酸處理中水溶性磷在土壤中的遷移距離均為50 mm。當(dāng)溫度增加到20 ℃同樣培養(yǎng)60 d后，兩種處理中水溶性磷在土壤中的遷移距離與5 ℃條件下相同。而當(dāng)培養(yǎng)溫度升高到35 ℃培養(yǎng)60 d后，兩種處理水溶性磷在土壤中的遷移距離均減少至42.5 mm。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)至120 d后，培養(yǎng)溫度為5 ℃下的MAP處理水溶性磷的遷移距離仍為50 mm，而MAP配施草酸處理的遷移距離增加為57.5 mm。在20 ℃下培養(yǎng)120 d后MAP處理水溶性磷在水稻土中的遷移距增不變?nèi)詾?0 mm，配施草酸后水溶性磷的遷移距離則與5 ℃下相似，仍增加到57.5 mm。在35 ℃下將培養(yǎng)時(shí)間由60 d延至120 d，MAP處理和配施草酸處理水溶性磷在土壤中的遷移距離不變，仍為42.5 mm。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Agrochemical properties of soil tested

由圖1還可以發(fā)現(xiàn)，各處理水溶性磷的含量均隨著距施肥點(diǎn)距離的增加而急劇減少。在5 ℃下培養(yǎng)60 d后，距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)，MAP處理中水溶性磷含量可達(dá)2605 mg·kg-1，配施草酸處理水溶性磷含量略低，為2537 mg·kg-1，配施草酸與否對(duì)該區(qū)域內(nèi)水溶性磷含量的影響差異不顯著。隨著距施肥點(diǎn)距離的增加，兩種處理肥際微域水溶性磷含量差異顯著，在距施肥點(diǎn)2.5～7.5 mm范圍內(nèi)單施MAP的處理水溶性磷含量顯著高于MAP配施草酸的處理，而在距施肥點(diǎn)距離大于7.5 mm的水溶性磷可測(cè)得范圍內(nèi)，配施草酸處理水溶性磷含量顯著高于單施MAP處理。當(dāng)培養(yǎng)溫度升高時(shí)，兩種處理肥際微域中水溶性磷含量變化較為一致，但不同溫度下距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)兩種處理水溶性磷含量差異較大。在20 ℃下培養(yǎng)60 d后，距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)，MAP處理中水溶性磷含量為2572 mg·kg-1，配施草酸處理則為2224 mg·kg-1，差異達(dá)顯著水平；同樣在35 ℃下培養(yǎng)60 d后，距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)，MAP處理中水溶性磷含量為1949 mg·kg-1，配施草酸處理則顯著減少為

1765 mg·kg-1。

圖1 不同溫度下磷肥在水稻土培養(yǎng)不同時(shí)間后肥際微域水溶性磷的含量與分布Fig. 1 Content and distribution of water-extractable P in the fertisphere of paddy soil and P fertilizer after cultivated at 5 ℃, 20 ℃, and 35 ℃ for 60 d and 120 d

當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)至120 d后，土壤水溶性磷含量均隨著培養(yǎng)溫度的升高逐漸減少。在各溫度條件下培養(yǎng)60 d后，配施草酸處理在距施肥點(diǎn)距離小于5 mm時(shí)水溶性磷含量低于MAP處理，而大于5 mm的時(shí)含量則比MAP處理高。培養(yǎng)至120 d，配施草酸處理水溶性磷含量均高于MAP處理。隨著溫度的升高，MAP和配施草酸處理土壤肥際微域水溶性磷含量逐漸減少，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)這種趨勢(shì)更加明顯。

2.2有效磷在肥際微域中的含量分布

有效磷在肥際微域中的含量及分布如圖2所示。在5 ℃下培養(yǎng)60 d后MAP處理和MAP配施草酸處理中有效磷在土壤中的遷移距離均為50 mm。而在20 ℃下培養(yǎng)60 d后，MAP處理中有效磷在土壤中的遷移距離與5 ℃條件下相同，但MAP配施草酸處理中有效磷可遷移至57.5 mm。當(dāng)培養(yǎng)溫度升高到35 ℃培養(yǎng)60 d后，兩種處理有效磷的遷移距離均減少為42.5 mm。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)至120 d后，培養(yǎng)溫度為5 ℃下的MAP處理有效磷

和MAP配施草酸處理的遷移距離均增加到57.5 mm。與5 ℃下相似，在20 ℃下培養(yǎng)120 d后兩種處理有效磷在水稻土中的遷移也增加至57.5 mm。而在35 ℃培養(yǎng)培養(yǎng)時(shí)間由60 d增加至120 d對(duì)MAP處理和配施草酸處理有效磷在土壤中的遷移距離幾乎無(wú)影響，兩種處理的遷移距離均仍為42.5 mm。

圖2 不同溫度下磷肥在水稻土培養(yǎng)不同時(shí)間后肥際微域有效磷的含量與分布Fig. 2 Content and distribution of Olsen P in the fertisphere of paddy soil and P fertilizer after cultivated at 5 ℃, 20 ℃ and 35 ℃ for 60 d and 120 d

有效磷在肥際微域中的含量變化趨勢(shì)與水溶性磷相似，隨著距施肥點(diǎn)距離的增加有效磷含量逐漸減少（圖2）。在5 ℃下培養(yǎng)60 d后，距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)，MAP處理中有效磷含量達(dá)3867 mg·kg-1，配施草酸處理有效磷含量略高，為3992 mg·kg-1，配施草酸與否對(duì)該區(qū)域內(nèi)有效磷含量的影響差異不顯著。而在20 ℃下培養(yǎng)60 d后，距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)，MAP處理中有效磷含量降為3593 mg·kg-1，MAP+OA處理則降為3098 mg·kg-1，且在距施肥點(diǎn)0～10 mm范圍內(nèi)，配施草酸處理土壤有效磷含量均顯著高于單施MAP處理，而大于10 mm范圍則相反。隨著培養(yǎng)溫度進(jìn)一步升高，在35 ℃下培養(yǎng)60 d后，肥際微域范圍內(nèi)有效磷含量

變化趨勢(shì)與20 ℃下相似，但距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)，MAP處理有效磷含量降為2461 mg·kg-1，配施草酸處理則降為2286 mg·kg-1。與培養(yǎng)60 d的結(jié)果相比，當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)至120 d后，土壤有效磷含量也隨培養(yǎng)溫度的升高逐漸減少，但隨著距施肥點(diǎn)距離的增加，有效磷含量變化趨勢(shì)與培養(yǎng)60 d的結(jié)果趨勢(shì)相似。

2.3酸溶磷在肥際微域中的含量分布

水稻土肥際微域酸溶性磷的分布模式與有效磷較為相似（圖3），在5 ℃和20 ℃下培養(yǎng)60 d后，MAP處理中酸溶性磷的遷移距離不變，均為50 mm，而溫度升至35 ℃后遷移距離則縮短至42.5 mm。溫度由5 ℃升至20 ℃時(shí)，MAP配施草酸的處理中酸溶性磷遷移距離從50 mm增加至57.5 mm，而繼續(xù)升至35 ℃時(shí)，則與單施MAP處理無(wú)異，減至42.5 mm。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為120 d的情況下，MAP及配施草酸處理在同一溫度下遷移距離一致，且5 ℃和20 ℃下遷移距離相同，均為57.5 mm，而35 ℃下遷移距離縮短為42.5 mm。

圖3 不同溫度下磷肥在水稻土培養(yǎng)不同時(shí)間后肥際微域酸溶性磷的含量與分布Fig. 3 Content and distribution of HCl-extractable P in the fertisphere of paddy soil and P fertilizer after cultivated at 5 ℃, 20 ℃ and 35℃ for 60 d and 120 d

在5 ℃下培養(yǎng)60 d后，距施肥點(diǎn)0～2.5 mm內(nèi)

單施MAP土壤酸溶性磷含量達(dá)6131 mg·kg-1，配施草酸后酸溶性磷含量顯著增加至6588 mg·kg-1，隨著培養(yǎng)溫度的升高，該微域內(nèi)土壤酸溶性磷含量有增加的趨勢(shì)，在20 ℃下MAP處理距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)酸溶性磷含量可達(dá)6704 mg·kg-1，MAP+OA處理則達(dá)7242 mg·kg-1，而進(jìn)一步升溫至35 ℃培養(yǎng)60 d后，兩種處理該微域酸溶性磷含量分別可達(dá)6919和6816 mg·kg-1。將培養(yǎng)時(shí)間從60 d延長(zhǎng)至120 d，對(duì)不同溫度下肥際微域內(nèi)土壤酸溶性磷含量變化趨勢(shì)的影響不大。

3 討論

3.1培養(yǎng)時(shí)間對(duì)不同溫度下肥際微域土壤磷含量的影響

培養(yǎng)120 d與培養(yǎng)60 d后土壤磷的遷移距離幾乎相似，培養(yǎng)時(shí)間對(duì)各處理肥際微域內(nèi)不同形態(tài)磷的分布幾乎無(wú)影響，但對(duì)磷含量的變化有一定影響。圖4為各處理培養(yǎng)120 d后該微域土壤水溶性磷含量較培養(yǎng)60 d后相應(yīng)結(jié)果的下降率（下降率%=（60 d磷含量-120 d磷含量）/60 d磷含量×100）。通過(guò)比較可以看出，在5 ℃和35 ℃下培養(yǎng)120 d后肥際微域土壤水溶性磷含量與培養(yǎng)60 d下相比均呈顯著下降趨勢(shì)，在5 ℃下培養(yǎng)120 d肥際微域水溶性磷含量最高可比培養(yǎng)60 d時(shí)減少25%左右，35 ℃下培養(yǎng)120 d也可使單施MAP處理中水溶性磷含量減少20%以上，而在20 ℃下培養(yǎng)120 d后僅在距施肥點(diǎn)極近的范圍內(nèi)（0～7.5 mm）比60 d時(shí)有所減少，在超過(guò)7.5 mm范圍外則比培養(yǎng)60 d的結(jié)果略有增加，且水溶性磷含量下降程度隨距施肥點(diǎn)距離的增加而逐漸減少。培養(yǎng)120 d與培養(yǎng)60 d后有效磷下降率的結(jié)果（圖5）也發(fā)現(xiàn)20 ℃下培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)并不能降低肥際微域有效磷含量，但35 ℃下延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間有效磷含量與水溶性磷含量均有明顯下降。說(shuō)明磷施入土壤后隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)有效性有下降趨勢(shì)，但有效性的下降與土壤溫度有一定關(guān)系，在20 ℃時(shí)培養(yǎng)時(shí)間對(duì)磷有效性的下降幾乎無(wú)影響。該結(jié)果可能與土溫20 ℃左右時(shí)微生物活性較強(qiáng)，磷的有效性較高有關(guān)（李春越等，2008）。

圖4 不同溫度下磷肥在水稻土中培養(yǎng)120 d與培養(yǎng)60 d相比肥際微域水溶性磷含量的下降率Fig. 4 Rate of decrease of water-extractable P content in the fertisphere of paddy soil and P fertilizer after cultivated for 120 d compared with for 60 d at 5℃, 20℃ and 35℃

3.2有機(jī)酸對(duì)不同溫度下肥際微域土壤磷含量的影響

在本實(shí)驗(yàn)中配施草酸與否對(duì)于不同培養(yǎng)溫度不同培養(yǎng)時(shí)間下各種磷含量結(jié)果均有一定的影響。

尤其以對(duì)水溶性磷的影響最為明顯。單施MAP的處理分別在5 ℃、20 ℃和35 ℃下培養(yǎng)60 d后距施肥點(diǎn)0～2.5 mm范圍內(nèi)水溶性磷含量分別可達(dá)2605、2572和1949 mg·kg-1，而配施草酸后該區(qū)域內(nèi)相應(yīng)土壤水溶性磷含量分別為2537、2224和1765 mg·kg-1，均有所下降。但隨著距施肥點(diǎn)距離的增加，距施肥點(diǎn)不同距離處配施草酸的處理中水溶性磷含量均有高于單施MAP處理的趨勢(shì)，從而使得肥際微域水溶性磷可測(cè)范圍內(nèi)配施草酸處理水溶性磷總累積量顯著高于單施MAP的處理（表2）。培養(yǎng)120 d后，5 ℃、20 ℃和35 ℃下配施草酸處理在肥際微域內(nèi)水溶性磷含量均比單施MAP處理高，且水溶性磷總累積量也顯著高于單施MAP處理。配施草酸對(duì)有效磷的影響與水溶性磷相似，不同溫度下配施草酸均能增加肥際微域內(nèi)有效磷累積量（表2）。表明配施草酸有助于增加施入土壤的磷在肥際微域中的有效性。此外，配施草酸還有增加5 ℃和20 ℃下水溶性磷遷移距離的趨勢(shì)。但是，相同培養(yǎng)時(shí)間段內(nèi)，配施草酸與否肥際微域內(nèi)水溶性磷和有效磷含量均隨溫度升高而減少，且減少程度相近，表明配施草酸對(duì)于減緩溫度升高對(duì)磷的固定無(wú)明顯作用。有研究表明，草酸不僅可以降低土壤對(duì)磷的固定，還可以促進(jìn)土壤中Ca2-P、Ca8-P、Fe-P和Al-P中磷的活化（龐榮麗等，2006），因而配施草酸的施磷處理中土壤水溶性磷和有效磷含量有所增加。

圖5 不同溫度下磷肥在水稻土中培養(yǎng)120 d與培養(yǎng)60 d相比肥際微域有效磷含量的下降率Fig. 5 Rate of decrease of Olsen P content in the fertisphere of paddy soil and P fertilizer after cultivated for 120 d compared with for 60 d at 5 ℃, 20 ℃ and 35 ℃

3.3溫度對(duì)肥際微域不同形態(tài)土壤磷的影響

培養(yǎng)60 d和120 d后，MAP和配施草酸處理土壤酸溶性磷含量隨著溫度的上升有增加的趨勢(shì)。

比較各溫度條件下不同形態(tài)磷在土壤中的積累量（表2）還可以發(fā)現(xiàn)，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)肥際微域水溶性磷和有效磷的積累量均有顯著下降而酸溶性磷的積累量有所增加，但20 ℃下相應(yīng)處理各形態(tài)磷累積量變化相對(duì)較小。進(jìn)一步說(shuō)明施入土壤的磷的有效性隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而降低，但培養(yǎng)時(shí)間對(duì)磷有效性的影響與溫度有一定的關(guān)系。

不同溫度下，均以酸溶性磷累積量最高，有效磷累積量次之，水溶性磷累積量最低。且隨著溫度的升高，水溶性磷和有效磷的累積量均有顯著下降，而各溫度下配施草酸的處理中水溶性磷和有效磷的累積量均高于單施磷肥的處理，說(shuō)明溫度升高磷有效性下降，配施草酸不能減緩升溫對(duì)磷有效性降低

的程度，但是有助于增加同一溫度下磷的有效性。

由于酸溶性磷反映的是土壤固相中的磷，因此可以將每一土柱所浸提水溶性磷與酸溶性磷浸提量之和減去空白處理土柱的浸提磷量作為來(lái)自于肥料中的總磷量（Earl等，1979），從而計(jì)算磷肥的回收率（總磷量占施肥量的百分?jǐn)?shù)）和各形態(tài)磷提取量占總施磷量的百分?jǐn)?shù)，結(jié)果如表3所示。由表3看出，各溫度下培養(yǎng)60 d和120 d后肥際微域中磷的回收率均大于75%。培養(yǎng)溫度為35 ℃時(shí)磷的回收率顯著小于其他兩種培養(yǎng)溫度，且隨著溫度的升高，水溶性磷和有效磷累積量顯著降低，進(jìn)一步說(shuō)明高溫可增加土壤對(duì)磷的固定。磷肥施入土壤后，絕大部分成為土壤固相中的磷，僅有一小部分以水溶性磷形態(tài)存在。各溫度條件下配施草酸處理土壤水溶性磷和有效磷累積量占總施磷量的比率均大于單施MAP處理，再次說(shuō)明同一溫度下配施草酸有助于增加磷的有效性。

表2 不同溫度下培養(yǎng)不同時(shí)間段后肥際微域水溶性磷、有效磷和酸溶性磷的累積提取量Table 2 Amounts of water-extractable P, Olsen P, and HCl-extractable P in the fertisphere of paddy soil and P fertilizer after cultivated at 5℃, 20℃ and 35℃for 60 d and 120 d

表3 不同溫度下培養(yǎng)不同時(shí)間段后肥際微域肥料磷的回收率及水溶性磷、有效磷和酸溶性磷的累積提取量占總施磷量的百分比Table 3 Recovery rate of P applied and percentages of water-extractable P, Olsen P, and HCl-extractable P of the whole amount of P applied in the fertisphere of paddy soil and P fertilizer after cultivated at 5℃, 20℃ and 35℃ for 60 d and 120 d

4 結(jié)論

（1）磷的遷移距離較短，隨著溫度升高，磷的遷移距離減小，配施草酸有增加5 ℃和20 ℃下水溶性磷遷移距離的趨勢(shì)。

（2）磷施入土壤后隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)有效性有下降趨勢(shì)，但有效性的下降與土壤溫度有一定關(guān)系，在20 ℃時(shí)培養(yǎng)時(shí)間對(duì)磷有效性的下降幾乎無(wú)影響。

（3）溫度升高肥際微域磷有效性下降，配施草酸不能減緩升溫對(duì)磷有效性降低的趨勢(shì)和程度，但是有助于增加同一溫度下磷的有效性。

肥際微域可以作為研究磷肥施入土壤后遷移轉(zhuǎn)化及有效性變化的窗口，但是肥際微域中磷的變化對(duì)土體磷植物有效性的影響程度還需要進(jìn)一步研究。

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Effect of Temperature Variation on the Transference and Transformation of Phosphorus in the Fertisphere of A Paddy Soil from Central China

CHEN Xiaoqin, KANG Ou, ZHOU Jianmin*, WANG Huoyan
State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China

The effect of temperature variation was researched on the transference and transformation of phosphorus from phosphate fertilizer in the fertisphere of a paddy soil from Hubei Province, Central China. The soil column incubation experiment was conducted with ammonium dihydrogen phosphate (MAP), and MAP together with oxalic acid (MAP+OA) incubated in the paddy soil at 5 ℃, 20 ℃, and 35 ℃ for 60d and 120d. When the incubation experiment finished, the contents and distribution of water-extractable P, Olsen P, and HCl-extractable P were determined. The results showed that the transference distances were very short for all P forms in the fertisphere of paddy soil. At 5 ℃ and 20 ℃, only 50 mm of transference distance for P forms were observed in the MAP treatment, and which did not changed when the incubation time was prolonged. But at the same temperatures, with the increase of incubation period the transference distances were increased when OA was co-applied with MAP. When the temperature was increased to 35 ℃, the transference distances of P forms from MAP with or with no OA co-application were only 42.5 mm, shorter than those at the low or middle temperatures. The contents of water-extractable P, Olsen P, and HCl-extractable P were decreased with the increase of the distance from fertilization site. With the increasing of incubation temperature, the contents and amounts of water-extractable P or Olsen P were reduced, while that of HCl-extractable P seemed to be increased. With the incubation period prolonging, the contents and amounts of P forms were decreased at the same temperature. The co-application of OA could be beneficial to increase the amounts of water-extractable P and Olsen P in the fertisphere at all the temperatures studied. With the temperature rising, the contents and amounts of water-extractable P and Olsen P were significantly reduced in the fertisphere of paddy soil and P fertilizers with or without OA together. It indicated that the availability of P applied into soil declined with the temperature increasing, which could not obviously retarded by the co-application of OA, but the contents and amounts of water-extractable P or Olsen P could be increased if the P fertilizer applied together with OA at the same temperature. Researches in the fertisphere of soils and phosphate could be used to explore the availability of P applied, but more work should be done by plot or field experiments to investigate the effect of P forms transference and tranformation in the fertisphere on the bioavailability of P for plant nutrition.

fertisphere; phorphorus; temperature; oxalic acid (OA); incubation period

S143.2

A

1674-5906（2014）12-1915-09

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2007CB109301；2013CB127401）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41271309）；國(guó)際植物營(yíng)養(yǎng)研究所（IPNI）合作項(xiàng)目（Nanjing-11）

陳小琴（1974年生），女，博士，主要從事土壤肥力與植物營(yíng)養(yǎng)、養(yǎng)分交互作用方面的研究工作。E-mail: xqchen@issas.ac.cn

*通信作者：周健民（1956年生），男。E-mail: jmzhou@issas.ac.cn

2013-11-07

陳小琴，康歐，周健民，王火焰. 溫度變化對(duì)磷在水稻土肥際微域中遷移和轉(zhuǎn)化的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(12): 1915-1923.

CHEN Xiaoqin, KANG Ou, ZHOU Jianmin, WANG Huoyan. Effect of Temperature Variation on the Transference and Transformation of Phosphorus in the Fertisphere of A Paddy Soil from Central China [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(12): 1915-1923.