鈣鎂磷肥對(duì)水稻土和磚紅壤土壤化學(xué)性狀的動(dòng)態(tài)影響

余小蘭 楊福鎖 周丹 劉琴 戚志強(qiáng) 李曉亮

摘要：研究添加鈣鎂磷肥對(duì)土壤理化性狀的動(dòng)態(tài)影響，從側(cè)面反映其轉(zhuǎn)化過(guò)程，為生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。采用土壤培養(yǎng)方法，以酸性磚紅壤和水稻土為材料，分別按每1kg干土添加0mg、50mg、100mg P205的量加入鈣鎂磷肥，置于22℃培養(yǎng)10d、30d、60d、120d后取樣，分析土壤pH、有效磷、堿解氮、有機(jī)質(zhì)和有效鉀的動(dòng)態(tài)變化，研究鈣鎂磷肥對(duì)土壤理化性狀的影響，從側(cè)面反映鈣鎂磷肥的轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果表明，土壤pH和碳酸氫鈉提取的有效磷含量隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)顯著提高，堿解氮在培養(yǎng)60d后開(kāi)始快速提高。土壤有機(jī)質(zhì)除了在培養(yǎng)30d時(shí)略微降低外，其他培養(yǎng)時(shí)間之間無(wú)顯著差異。鈣鎂磷肥添加量和培養(yǎng)時(shí)間均對(duì)土壤有效鉀含量無(wú)顯著影響。因此，在南方酸性土壤中施用鈣鎂磷肥，可逐漸提高土壤pH和有效磷含量，有利于改善土壤質(zhì)量，提高磷肥利用率。

關(guān)鍵詞：鈣鎂磷肥;酸性土壤;水稻土;磚紅壤;化學(xué)性狀

中圖分類(lèi)號(hào)：S153

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)： 1000-4440（2018） 05-1042-06

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必要元素。近年來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的磷肥投入急劇增加，各種磷肥、磷復(fù)肥實(shí)物產(chǎn)量5.127x107 t，P2051.795xl07 t，其中水溶性磷肥達(dá)到99.1%，枸溶性磷肥（鈣鎂磷肥）僅占0.9%。然而，中國(guó)南方土壤以酸性為主，水溶性磷肥易與土壤中豐富的鐵、鋁結(jié)合，并轉(zhuǎn)化為難溶性磷，導(dǎo)致磷的利用率下降。近年來(lái)南方蔬菜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，2013年的栽培面積達(dá)1.20x l07hm2，遠(yuǎn)超北方的9.02xl06hm2。由于科學(xué)施肥技術(shù)普及程度不高，農(nóng)民過(guò)量施肥和不合理施肥的現(xiàn)象非常普遍，例如，福建省葉菜類(lèi)蔬菜土壤有效磷高產(chǎn)臨界指標(biāo)為52 mg/kg，而81.3%的菜田土壤超過(guò)這個(gè)臨界指標(biāo)。因此，土壤有效磷過(guò)量積累，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，如何提高磷肥利用效率是南方土壤面臨的重要問(wèn)題。

鈣鎂磷肥是堿性枸溶性磷肥，肥效平緩，磷素利用率高，同時(shí)可以提高土壤pH以及鈣、鎂等南方土壤普遍缺乏的營(yíng)養(yǎng)元素含量，具有較大應(yīng)用潛力。然而，目前的研究主要關(guān)注施用鈣鎂磷肥對(duì)作物收獲后土壤理化性狀的影響，對(duì)其在土壤中的轉(zhuǎn)化規(guī)律仍不清楚，無(wú)法將鈣鎂磷肥養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物需肥規(guī)律匹配，限制了其在南方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此，本研究以南方酸性水稻土和旱地磚紅壤為材料，采用土壤培養(yǎng)的方法，研究添加鈣鎂磷肥對(duì)土壤理化性狀的動(dòng)態(tài)影響，從側(cè)面反映其轉(zhuǎn)化過(guò)程，為鈣鎂磷肥生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

磚紅壤和水稻土分別采自位于海南省的中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院五隊(duì)和二隊(duì)試驗(yàn)基地，基本理化性狀詳見(jiàn)表1。鈣鎂磷肥中的P205含量為10%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用磚紅壤和水稻土為供試土壤。土壤風(fēng)干后過(guò)2 mm篩，分別按每lkg干土添加0mg、50 mg、100 mg P205的添加量加入鈣鎂磷肥。取300 g拌勻的土壤裝入玻璃瓶中，每種土壤的每個(gè)磷水平分別裝16瓶，共計(jì)96瓶。向瓶中加入去離子水至其最大持水量的70%.用封口膜封口，置于22℃培養(yǎng)，分別在10 d、30 d、60 d、120 d取樣。每個(gè)處理每次取4瓶，將土壤樣品風(fēng)干，用于測(cè)定土壤養(yǎng)分。

1.3 樣品分析

土壤pH測(cè)定采用土水比為1∶10（質(zhì)量體積比）進(jìn)行測(cè)定：使用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量;使用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤堿解氮;使用乙酸銨提取土壤，用火焰光度計(jì)測(cè)定有效鉀含量：由于氟化銨提取劑會(huì)將鈣鎂磷肥中的枸溶性磷溶解，不能反映土壤中有效磷的變化動(dòng)態(tài)，因此本研究分別使用碳酸氫鈉（AP-NaHCO₃）和氟化銨一鹽酸（AP-NH4F）提取土壤，并用鉬藍(lán)比色法測(cè)定土壤有效磷含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

在SPSS 18.0中使用One-way ANOVA分析各采樣時(shí)期的土壤理化性狀，采用Tukey's HSD進(jìn)行多重比較，使用Two-way ANOVA分析采樣時(shí)期、磷水平及其交互效應(yīng)對(duì)土壤理化性狀的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加鈣鎂磷肥對(duì)土壤理化性狀的影響

由表2可知，添加鈣鎂磷肥顯著影響水稻土土壤pH、堿解氮、有效磷和有機(jī)質(zhì)的含量，培養(yǎng)時(shí)間顯著影響土壤pH、堿解氮、AP-NaHC03和有機(jī)質(zhì)，二者的交互效應(yīng)顯著影響pH、堿解氮和AP-NaHCO₃。對(duì)于磚紅壤，添加鈣鎂磷肥對(duì)土壤理化性狀的影響與水稻土一致，培養(yǎng)時(shí)間顯著影響土壤pH、堿解氮和AP-NaHCO₃，二者交互效應(yīng)顯著影響pH、堿解氮和有效磷。

2.2 土壤pH和堿解氮的動(dòng)態(tài)變化

總體來(lái)說(shuō)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，50mg/kg和100mg/kg添加量對(duì)2種土壤的理化性狀的影響趨勢(shì)一致，但100 mg/kg處理對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響更加明顯。對(duì)于水稻土，50 mg/kg和100 mg/kg處理，土壤pH隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，從培養(yǎng)前的5.81逐漸上升到6.36（圖1）。堿解氮在前30d無(wú)明顯變化，60d后開(kāi)始顯著提升，分別達(dá)到223.0mg/kg和240.0mg/kg（圖1）。對(duì)于磚紅壤，土壤pH從培養(yǎng)前的5.67分別上升到6.38和6.48（圖1），堿解氮分別提高到156.0mg/kg和189.7mg/kg（圖1）。

2.3 土壤有效磷的動(dòng)態(tài)變化

由于氟化銨浸提劑會(huì)將鈣鎂磷肥中的枸溶性磷溶解，不能反映土壤中有效磷的變化動(dòng)態(tài)，因此本研究同時(shí)采用NaHCO3提取劑測(cè)定土壤有效磷。對(duì)于水稻土，在各種磷添加量下，AP-NH4F在不同培養(yǎng)時(shí)間之間均無(wú)顯著差異（圖2）。對(duì)于磚紅壤，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，不添加鈣鎂磷肥和100mg/kg處理在各培養(yǎng)時(shí)期之間AP-NH4F無(wú)顯著變化，50mg/kg處理中AP-NH4F隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)顯著下降（圖2）。

添加鈣鎂磷肥后，水稻土和磚紅壤中的AP-NaHCO₃均隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)顯著提升，而不添加處理則無(wú)明顯的變化規(guī)律。培養(yǎng)120 d后，50 mg/kg和100 mg/kg處理的水稻土中AP-NaHCO₃分別比不添加處理提升了19.46mg/kg和44.08 mg/kg（圖2），磚紅壤中AP-NaHCO3分別提升了14.07mg/kg和28.37mg/kg（圖2）。

2.4 土壤有機(jī)質(zhì)和有效鉀的動(dòng)態(tài)變化

總體來(lái)說(shuō)，除水稻土中50 mg/kg處理下的有機(jī)質(zhì)隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)顯著降低外，其他添加量處理隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)無(wú)顯著變化（圖3）。50 mg/kg處理下水稻土的有效鉀在30 d時(shí)有顯著提升，磚紅壤中的有效鉀在60 d時(shí)最高，在30 d和120 d時(shí)最低（圖3）。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)水稻土和旱地磚紅壤添加鈣鎂磷肥后，土壤pH緩慢升高，表明鈣鎂磷肥施人土壤后是逐漸轉(zhuǎn)化的。土壤培養(yǎng)120 d后，水稻土和旱地磚紅壤pH分別提升了0.55和0.81，該結(jié)果與之前的很多研究結(jié)果一致，施用鈣鎂磷肥普遍能提高酸性土壤pH，主要是由于鈣鎂磷肥屬于堿性肥料，對(duì)酸性土壤具有一定的改良效果。在廣西紅壤上栽培玉米，土壤pH隨鈣鎂磷肥施用量的增加而升高，而且當(dāng)施磷量達(dá)到600kg/hm時(shí)，土壤pH比對(duì)照提高了0.55。在湖南酸性水稻土中每lkg土壤添加3g鈣鎂磷肥，種植油菜后的土壤pH比對(duì)照提升0.53。在江西，每lkg菜田土壤中添加12g鈣鎂磷肥，種植葉菜后土壤pH可提高1個(gè)單位。此外，本研究在保持較高土壤濕度的條件下培養(yǎng)土壤，并使用封口膜避免水分蒸發(fā)，由此可能導(dǎo)致土壤處于一定的厭氧條件，從而對(duì)土壤pH提升有一定促進(jìn)作用。土壤pH的提升，有利于土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量的增加，降低真菌數(shù)量，同時(shí)提高土壤中過(guò)氧化氫酶、多酚氧化酶、脲酶活性，進(jìn)而促進(jìn)土壤中氮磷等養(yǎng)分的活化。

2種有效磷提取條件下的土壤有效磷含量差異顯著，表明在分析施用鈣鎂磷肥土壤中的有效磷含量時(shí)，使用NH4F-HCl提取液會(huì)將鈣鎂磷肥中的磷提取出來(lái)，不能準(zhǔn)確反映磷的有效性。因此，在開(kāi)展相關(guān)研究時(shí)有必要同時(shí)采用NaHCO，提取液同時(shí)測(cè)定。培養(yǎng)120d后，50mg/kg和100mg/kg處理的水稻土中AP-NaHCO₃分別比不添加處理提升了19.46mg/kg和44.08mg/kg，磚紅壤中AP-NaHCO3分別提升了14.07mg/kg和28.37mg/kg。該結(jié)果表明，水稻土中AP-NaHCO₃的提升幅度比磚紅壤更高，可能是由于磚紅壤中有效磷本底值過(guò)低，枸溶性磷活化以后更易被土壤中的活性鐵、鋁固定。因此，在相同的生產(chǎn)條件下，磚紅壤耕地中的鈣鎂磷肥用量要高于水稻土，才能滿足作物需求。

通過(guò)對(duì)土壤有效磷的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，磚紅壤不添加鈣鎂磷肥和100 mg/kg添加量的AP-NH4F，在不同采樣期之間均無(wú)顯著差異，50 mg/kg處理隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)顯著降低。該結(jié)果表明，由于磚紅壤屬于鐵鋁土，在土壤有效磷濃度較高的條件下，會(huì)將土壤中的有效磷固定，形成植物難以利用的磷酸鐵、磷酸鋁和閉蓄態(tài)磷導(dǎo)致磷的有效性下降。