稻麥輪作區(qū)連續(xù)秸稈還田和施肥條件下砂姜黑土無機(jī)磷分布特征

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(1.山東省水稻研究所，山東省水稻工程技術(shù)研究中心，山東 濟(jì)南 250100；2.濱州市濱城區(qū)北鎮(zhèn)街道辦事處玉龍湖社區(qū)，山東 濱州 256600)

作為第二大限制作物生長的元素，磷的儲量正不斷減少，2040-2060年將消耗已知儲量的一半[1]，人們不得不考慮磷素利用的可持續(xù)性問題。磷肥的當(dāng)季利用率低(10%～25%)[2]，長期施用磷肥導(dǎo)致土壤中磷素的大量累積。因此，研究采取適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝措施，開發(fā)土壤中的累積態(tài)磷是實(shí)現(xiàn)磷素可持續(xù)利用的重要途徑之一。秸稈還田可以培肥地力，改善土壤的供磷狀況，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措，也是落實(shí)國家“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略的必然要求。但當(dāng)前黃淮稻-麥輪作區(qū)秸稈還田比例并不高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，黃淮海地區(qū)水稻秸稈的肥料化率(還田)僅為17.48%，山東水稻秸稈的肥料化率僅為11.46%[3]，大量秸稈被隨意丟棄，要么胡亂堆積，要么被焚燒，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。砂姜黑土是黃淮區(qū)廣泛分布的一種中低產(chǎn)土壤，研究砂姜黑土區(qū)秸稈還田和施肥條件下土壤磷素分布特征，對于改善砂姜黑土的供磷狀況，協(xié)調(diào)和推進(jìn)作物秸稈的高效利用和肥料的合理施用都具有重要意義。

有關(guān)秸稈或有機(jī)物料施用對土壤磷素的影響，已有了較多的研究和報(bào)道，但結(jié)論不盡相同。在土壤無機(jī)磷含量變化的研究方面，梁國慶等[4]認(rèn)為，有機(jī)無機(jī)肥配施情況下積累的無機(jī)磷多以活性較大的Ca2-P和Ca8-P形態(tài)存在，而單施化肥情況下積累的無機(jī)磷大部分轉(zhuǎn)化為作物很難利用的Ca10-P和O-P，而秸稈免耕覆蓋促進(jìn)了土壤活性無機(jī)磷的積累[5]；但馮躍華等[6]研究表明，長期施用有機(jī)肥降低了土壤無機(jī)磷含量，原因是施用有機(jī)肥可將部分無機(jī)磷固定為有機(jī)磷。有關(guān)土壤無機(jī)磷剖面分布的研究表明，無機(jī)磷肥施用量低于一定值時，磷素在土壤剖面中不會出現(xiàn)遷移，而單施有機(jī)肥可促進(jìn)土壤磷素的遷移[7]，有機(jī)無機(jī)肥配合施用也可以減少土壤磷素的固定，增強(qiáng)磷素在土壤中的移動，提高磷的有效性[8]；張邦喜等[9]在我國黃壤上的研究顯示，各施肥處理土壤各形態(tài)無機(jī)磷出現(xiàn)了明顯的表聚現(xiàn)象，施用有機(jī)肥促進(jìn)了Fe-P的下移，有機(jī)無機(jī)肥配施促進(jìn)了Al-P的下移。有關(guān)土壤速效磷含量變化的研究表明，水稻秸稈還田提高了土壤速效磷含量和土壤磷酸酶活性[10-11]；但也有研究表明，秸稈還田后短期內(nèi)會降低土壤中有效磷的濃度，但對作物產(chǎn)量無顯著影響[12]，王小彬等[13]研究顯示，秸稈還田可明顯提高耕層土壤速效鉀和速效氮含量，但對耕層土壤速效磷含量影響不大。

稻麥輪作是黃淮稻區(qū)典型的輪作制度，砂姜黑土是黃淮區(qū)分布廣泛的中低產(chǎn)土壤，當(dāng)前對于稻麥輪作區(qū)秸稈還田與施肥條件下砂姜黑土無機(jī)磷在不同土層中的累積和活化特征尚缺乏系統(tǒng)研究。本研究以黃淮稻麥輪作區(qū)實(shí)施多年的秸稈還田與施肥定位試驗(yàn)為依托，研究不同的秸稈處理方式(還田和移除)和化肥投入水平下砂姜黑土無機(jī)磷在不同土層中的賦存形態(tài)及累積特點(diǎn)，研究結(jié)果可為砂姜黑土區(qū)秸稈資源的有效利用、磷肥的合理施用和土壤改良提供一定的數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于山東省濟(jì)寧市任城區(qū)山東省水稻研究所濟(jì)寧綜合試驗(yàn)站(35°19′ N，116°37′ E)內(nèi)，地處魯中南泰沂蒙山麓傾斜平原與魯西南黃泛平原交接洼地的中心地帶。該區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫13～14 ℃，年降水量600～800 mm，年日照時數(shù)2391.4 h，無霜期200 d。供試土壤為砂姜黑土，是由南四湖沉積物經(jīng)脫沼澤作用而形成，保肥能力較差。該試驗(yàn)始于2013年，試驗(yàn)前測定的基礎(chǔ)肥力數(shù)據(jù)見表1。

表1 試驗(yàn)前土壤基本理化特性Table 1 Basic soil physical and chemical properties before the experiment

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以“水稻-小麥”輪作制度為基礎(chǔ)，采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，設(shè)秸稈全量還田與秸稈移除兩個因素，每個因素下設(shè)3個施肥水平，共計(jì)6個處理：分別為常規(guī)施肥，秸稈全量還田(HN1)；常規(guī)施肥量50%，秸稈全量還田(HN4)；不施肥，秸稈全量還田(HN0)；常規(guī)施肥，秸稈移除(N1)；常規(guī)施肥量50%，秸稈移除(N4)；不施肥，秸稈移除(N0)。小區(qū)面積24 m2(4 m×6 m)，3次重復(fù)。各處理小區(qū)單排單灌，中間設(shè)灌排水溝，小區(qū)分設(shè)兩邊，小區(qū)之間及小區(qū)與排水溝之間筑埂30 cm并包膜以防串灌。秸稈全量還田處理，即水稻(Oryzasativa)和小麥(Triticumaestivum)收獲后，秸稈全部粉碎至5 cm以下后翻耕還田，翻耕深度20 cm左右；秸稈移除處理，即水稻和小麥?zhǔn)斋@后，秸稈全部移出試驗(yàn)田。

水稻常規(guī)施肥量：N 276.0 kg·hm-2，P2O5135.0 kg·hm-2，K2O 78.0 kg·hm-2。小麥常規(guī)施肥量：N 276.0 kg·hm-2，P2O567.5 kg·hm-2，K2O 59.0 kg·hm-2。水稻和小麥其他管理措施按常規(guī)進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

2016年水稻收獲后，按五點(diǎn)法采集土樣，10 cm為一層，采集至40 cm深，每一個小區(qū)每土層采集一個混合樣。揀去土樣中的根茬、動物殘?bào)w和石塊等雜物，風(fēng)干后研磨備用。采用 0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻鈧比色法測定土壤有效磷含量[14]，采用蔣柏藩等[15]和顧益初等[16]的方法分級浸提土壤無機(jī)磷。用鉬銻鈧比色法測定磷含量，均以風(fēng)干土表示。土壤無機(jī)磷總量為各形態(tài)無機(jī)磷含量之和，無機(jī)磷各組分相對含量為各形態(tài)無機(jī)磷占無機(jī)磷總量的百分比。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 連續(xù)秸稈還田與施肥對土壤無機(jī)磷的影響

2.1.10～10 cm土層無機(jī)磷絕對含量和相對含量 由表2可知，經(jīng)過3年的試驗(yàn)，各處理6種形態(tài)無機(jī)磷及無機(jī)磷總量呈顯著性差異。常規(guī)施肥條件下，秸稈還田處理HN1與秸稈移除處理N1相比，Ca2-P、Fe-P含量顯著提高，提高幅度分別達(dá)51.40%和12.40%，Al-P、O-P有所降低，Ca8-P、Ca10-P顯著降低，無機(jī)磷總量無顯著差異。常規(guī)施肥量50%條件下，秸稈還田處理HN4與秸稈移除處理N4相比，Ca2-P、Al-P、Fe-P和Ca10-P含量都顯著提高，提高幅度分別為32.60%、22.56%、50.34%和55.30%，Ca8-P無顯著差異，O-P顯著降低，無機(jī)磷總量顯著提高。不施化肥條件下，秸稈還田處理HN0與秸稈移除處理N0相比，O-P和Ca10-P顯著提高，F(xiàn)e-P無顯著差異，Ca2-P、Ca8-P、Al-P均顯著降低，無機(jī)磷總量顯著提高。

與秸稈移除處理相比，秸稈還田條件下常規(guī)施肥及常規(guī)施肥量50%處理提高了土壤Ca2-P、Fe-P相對含量，降低了Ca8-P、O-P的相對含量；但秸稈還田條件下不施化肥處理降低了Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的相對含量。施肥基礎(chǔ)上的秸稈還田處理促進(jìn)了0～10 cm土壤無機(jī)磷潛在磷源向有效態(tài)的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了土壤磷素的活化。

2.1.210～20 cm土層無機(jī)磷絕對含量和相對含量 分析表3可以發(fā)現(xiàn)，各處理10～20 cm土層6種形態(tài)無機(jī)磷及無機(jī)磷總量呈顯著性差異。常規(guī)施肥條件下，秸稈還田處理HN1與秸稈移除處理N1相比，Ca2-P、Al-P、Fe-P、O-P含量顯著提高，提高幅度分別達(dá)152.36%、38.01%、35.39%和89.26%，Ca8-P含量有所降低，Ca10-P顯著降低，無機(jī)磷總量顯著提高。常規(guī)施肥量50%條件下，秸稈還田處理HN4與秸稈移除處理N4相比，Ca2-P、Fe-P含量有所提高，Ca8-P、Al-P含量有所降低，O-P和Ca10-P顯著提高，無機(jī)磷總量顯著提高。不施化肥條件下，秸稈還田處理HN0與秸稈移除處理N0相比， Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P顯著降低，Ca10-P無顯著差異，O-P顯著提高，導(dǎo)致無機(jī)磷總量顯著降低。

與秸稈移除處理相比，秸稈還田條件下常規(guī)施肥處理提高了土壤Ca2-P、Al-P、Fe-P、O-P的相對含量，降低了Ca8-P和Ca10-P的相對含量；秸稈還田條件下常規(guī)施肥量50%處理提高了O-P和Ca10-P的相對含量，其余4種無機(jī)磷相對含量均有所降低；與0～10 cm土壤類似，秸稈還田條件下不施化肥處理降低了Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的相對含量。

常規(guī)施肥基礎(chǔ)上的秸稈還田處理促進(jìn)了10～20 cm土壤無機(jī)磷潛在磷源向有效態(tài)的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了土壤磷素的活化，但常規(guī)施肥量50%基礎(chǔ)上的秸稈還田處理及無肥基礎(chǔ)上秸稈還田處理對土壤磷素的活化效果不大。

2.1.320～30 cm土層無機(jī)磷絕對含量和相對含量 由表4可知，各處理20～30 cm土層6種形態(tài)無機(jī)磷及無機(jī)磷總量呈顯著性差異。常規(guī)施肥條件下，秸稈還田處理HN1與秸稈移除處理N1相比，Ca2-P、Ca8-P、Fe-P、O-P含量顯著提高，提高幅度分別達(dá)219.05%、32.66%、51.35%和173.48%，Al-P和Ca10-P顯著降低，無機(jī)磷總量無顯著差異。常規(guī)施肥量50%條件下，秸稈還田處理HN4與秸稈移除處理N4相比，Ca2-P、Fe-P和Ca10-P顯著提高，Al-P和O-P無顯著差異，Ca8-P顯著降低，無機(jī)磷總量顯著提高。不施化肥條件下，秸稈還田處理HN0與秸稈移除處理N0相比，Ca10-P顯著提高，Ca2-P、Ca8-P和O-P無顯著差異，Al-P和Fe-P顯著降低，無機(jī)磷總量顯著提高。

與秸稈移除處理相比，秸稈還田條件下常規(guī)施肥處理提高了土壤Ca2-P、Ca8-P、Fe-P、O-P的相對含量，降低了Al-P和Ca10-P的相對含量；秸稈還田條件下常規(guī)施肥量50%處理提高了Ca2-P、Fe-P和Ca10-P的相對含量，其余3種無機(jī)磷相對含量均有所降低；與0～10 cm和10～20 cm土壤不同，秸稈還田條件下不施化肥處理提高了Ca2-P的相對含量。

秸稈還田處理促進(jìn)了20～30 cm土壤無機(jī)磷潛在磷源向有效態(tài)的轉(zhuǎn)化，特別是促進(jìn)了Ca2-P在土壤無機(jī)磷中的占比量，促進(jìn)了土壤磷素的活化，但秸稈還田處理對土壤磷素的活化效果隨化肥施用量的減少而降低。

2.1.430～40 cm土層無機(jī)磷絕對含量和相對含量 各處理30～40 cm土層6種形態(tài)無機(jī)磷及無機(jī)磷總量呈顯著性差異(表5)。常規(guī)施肥條件下，秸稈還田處理HN1與秸稈移除處理N1相比，Ca2-P含量顯著提高，其余5種無機(jī)磷均顯著降低，無機(jī)磷總量顯著降低。常規(guī)施肥量50%條件下，秸稈還田處理HN4與秸稈移除處理N4相比，Ca2-P、Fe-P和O-P顯著提高，Ca8-P、Ca10-P有所降低，Al-P顯著降低，無機(jī)磷總量顯著提高。不施化肥條件下，秸稈還田處理HN0與秸稈移除處理N0相比，O-P和Ca10-P顯著提高，Ca8-P和Fe-P無顯著差異，Ca2-P和Al-P顯著降低，無機(jī)磷總量顯著提高。

與秸稈移除處理相比，秸稈還田條件下常規(guī)施肥處理提高了土壤Ca2-P、Ca8-P、Fe-P的相對含量，降低了Al-P、O-P和Ca10-P的相對含量；秸稈還田條件下常規(guī)施肥量50%處理提高了Ca2-P、Fe-P和O-P的相對含量，其余3種無機(jī)磷相對含量均有所降低；秸稈還田條件下不施化肥處理提高了O-P和Ca10-P的相對含量，其余無機(jī)磷相對含量均有所降低。

秸稈還田條件下施用化肥處理促進(jìn)了30～40 cm土壤無機(jī)磷潛在磷源向有效態(tài)的轉(zhuǎn)化，特別是促進(jìn)了Ca2-P和Fe-P在土壤無機(jī)磷中的占比，促進(jìn)了土壤磷素的活化，但秸稈還田條件下不施化肥處理對土壤磷素?zé)o活化效果。

由表2～5可以發(fā)現(xiàn)，連續(xù)秸稈還田與施肥3年后，同一土層各形態(tài)無機(jī)磷分布發(fā)生了明顯改變：秸稈還田配施化肥促進(jìn)了0～20 cm土層Ca2-P和Fe-P相對含量的提高及Ca8-P的分解轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，提高了20～40 cm土層Ca2-P、Ca8-P和Fe-P相對含量，降低了Al-P和Ca10-P的相對含量。除了20～30 cm土層Ca2-P相對含量稍有提高外，秸稈還田不施化肥降低了其余各土層Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P的相對含量，對土壤無機(jī)磷基本無活化效果。

秸稈還田配施化肥促進(jìn)了土壤上層(0～30 cm)無機(jī)磷特別是活性較高的Ca2-P、Fe-P含量的提高，對土壤無機(jī)磷具有明顯的活化效果，但活化效果隨化肥施用量的減少和土層深度的增加而降低。供試土壤無機(jī)磷構(gòu)成中，Ca-P(Ca2-P、Ca8-P、Ca10-P)和Fe-P所占比例最高，為作物生長最主要的無機(jī)磷源。

2.2 連續(xù)秸稈還田與施肥對各土層Olsen-P的影響

由表6可知，經(jīng)過3年的秸稈還田與施肥定位試驗(yàn)，各土層土壤Olsen-P含量發(fā)生了顯著改變：整體而言，土壤Olsen-P含量隨施肥量的減少和土層深度的增加而減小。常規(guī)施肥條件下，秸稈還田處理HN1與秸稈移除處理N1相比，0～10 cm和30～40 cm土壤Olsen-P含量無顯著差異，10～20 cm和20～30 cm土壤Olsen-P含量顯著提升。常規(guī)施肥量50%條件下，秸稈還田處理HN4與秸稈移除處理N4相比，0～10 cm和20～30 cm土壤Olsen-P含量顯著提升，30～40 cm土壤Olsen-P含量無顯著差異，但10～20 cm土壤顯著降低。無肥條件下，秸稈還田處理HN0與秸稈移除處理N0相比，0～10 cm和20～30 cm土壤Olsen-P含量無顯著差異，10～20 cm和30～40 cm土壤Olsen-P含量顯著降低。

以上分析表明，常規(guī)施肥條件下秸稈還田促進(jìn)了土壤Olsen-P含量的快速提升，常規(guī)施肥量50%條件下秸稈還田促進(jìn)了表層土壤Olsen-P的提升，而無肥條件下秸稈還田對土壤Olsen-P含量的提升無明顯效果。

2.3 土壤各形態(tài)無機(jī)磷與土壤Olsen-P的關(guān)系

由表7可知，土壤Olsen-P與土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P的相關(guān)性均達(dá)到顯著或極顯著水平，表明4種無機(jī)磷可能對土壤Olsen-P均有較高的貢獻(xiàn)，而土壤Olsen-P與Fe-P相關(guān)性最高，達(dá)到極顯著水平，說明Fe-P可能對Olsen-P貢獻(xiàn)率最高。Ca2-P與Al-P、Fe-P相關(guān)性均達(dá)到顯著性水平，與Ca8-P相關(guān)性不顯著；Ca8-P與Al-P達(dá)到極顯著相關(guān)，與Fe-P相關(guān)性不顯著；Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P間相關(guān)性均不顯著。

表6 各處理不同土層Olsen-P分布特征Table 6 Distribution characteristics of Olsen-P in different soil layers (mg·kg-1)

表7 表層土壤各形態(tài)無機(jī)磷與土壤Olsen-P的相關(guān)性分析Table 7 The correlation analysis between inorganic phosphorus and soil Olsen-P in surface soil

注：**表示相關(guān)關(guān)系在0.01 水平下達(dá)到顯著；*表示相關(guān)關(guān)系在0.05 水平下達(dá)到顯著。

Note:** means the correlation is significant at 0.01 level; * means the correlation is significant at 0.05 level.

3 討論

3.1 不同土層無機(jī)磷含量的變化

本研究結(jié)果顯示，秸稈還田配施化肥處理，提高了Ca2-P、Fe-P等活性較高的無機(jī)磷的含量，降低了Ca10-P等活性較低的無機(jī)磷含量，促進(jìn)了土壤無機(jī)磷活化。關(guān)連珠等[17]的研究也表明，施用玉米秸稈降低了土壤對磷酸根離子的吸附量，提高了土壤活性無機(jī)磷的含量，本研究結(jié)果與此一致，這可能是由于秸稈還田配施化肥通過促進(jìn)微生物繁殖[18]、提高土壤磷酸酶活性[19]等途徑活化了土壤中的磷素，提高了可溶性磷的比例，降低了穩(wěn)定態(tài)磷的比例[20]，提高了土壤磷水平。黃欣欣等[21]在潮土上的研究表明，當(dāng)土壤輸入磷量大于輸出磷量時，隨秸稈用量的增加，耕層土壤無機(jī)磷中的Ca2-P、Ca8-P、Al-P均顯著增加。本研究中，秸稈還田配施化肥對土壤磷素的活化效果隨化肥施用量的減少而降低，這可能是隨著化肥施用量的減少，土壤輸入磷量小于輸出磷量，限制了活性較高的無機(jī)磷形態(tài)的累積。本研究中，與秸稈移除處理相比，秸稈還田配施化肥處理耕層土壤Ca2-P、Fe-P顯著增加，而Ca8-P和Al-P含量有所減少，這與黃欣欣等[21]的研究結(jié)果存在差異，這可能是供試土壤母質(zhì)、成土條件和作物輪作制度的差異綜合影響所致，具體原因有待于進(jìn)一步研究。

本研究中，秸稈還田不施化肥處理降低了土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P等活性較高的無機(jī)磷含量，這與廖文華等[22]研究結(jié)果一致，這是由于施用水稻秸稈促進(jìn)了作物對磷的吸收，降低了土壤中磷含量，不利于土壤磷素的積累[20]。韓曉日等[23]的研究表明，長期施肥處理棕壤O-P、Ca10-P含量均有下降，本研究結(jié)果與此一致，本研究中，秸稈還田配施化肥處理促進(jìn)了Ca10-P的轉(zhuǎn)化分解和Ca2-P、Fe-P含量的提高，說明O-P、Ca10-P存在緩慢的動態(tài)變化，是潛在的磷源[24]。

3.2 不同土層Olsen-P含量的變化

土壤有效磷是衡量土壤供磷能力、指導(dǎo)磷肥合理施用的重要指標(biāo)[25]。本研究結(jié)果表明，供試土壤中Olsen-P含量的提高主要依賴于化學(xué)磷肥的投入，這是由于化學(xué)磷肥施入土壤后，有一部分被土壤固定轉(zhuǎn)化為難溶性磷，但仍有一部分溶解于土壤溶液中或被土壤吸附，保持著較高的活性[26]。

保持正常的化學(xué)磷肥投入條件下，連續(xù)秸稈還田促進(jìn)了0～30 cm土層Olsen-P含量的提高，這與已有的研究結(jié)果[27-29]一致。這可能有兩方面的原因，一是秸稈本身含有的磷素在還田后分解釋放進(jìn)入土壤成為有效磷，二是由于連續(xù)秸稈還田促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的大幅提升，而有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的有機(jī)酸降低了土壤對磷酸根的吸附量，提高了磷的移動性和有效性[30]?；瘜W(xué)磷肥投入量減半的條件下，連續(xù)秸稈還田促進(jìn)了0～10 cm和20～30 cm土層Olsen-P的顯著提升，但降低了10～20 cm土層Olsen-P含量，這可能是由于秸稈還田促進(jìn)了作物的生長，擴(kuò)大了作物的生長群體，提高了作物從土壤中的吸磷量[20]，而10～20 cm土層為作物根系分布最集中的區(qū)域。本研究中，無肥條件下秸稈還田導(dǎo)致土壤Olsen-P含量的降低，這與土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P等活性較高的無機(jī)磷含量的下降是一致的，這可能是由于秸稈還田促進(jìn)了作物對磷的吸收[20]，土壤輸出磷量遠(yuǎn)大于輸入磷量，加速了土壤有效態(tài)磷素的耗竭[21]。

以上分析表明，當(dāng)有足夠的化學(xué)磷肥供給的條件下，連續(xù)秸稈還田會促進(jìn)土壤有效磷的穩(wěn)步提升，但當(dāng)化學(xué)磷肥的供應(yīng)量不足，導(dǎo)致作物吸磷量大于秸稈還田提升的土壤有效磷素，即輸出磷量大于輸入磷量時，就會導(dǎo)致土壤有效態(tài)磷素的下降和耗竭。

3.3 土壤各形態(tài)無機(jī)磷與Olsen-P的關(guān)系

郭知芬等[31]研究表明，在石灰性土壤上，Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P等形態(tài)無機(jī)磷對植物磷營養(yǎng)都具有較高的貢獻(xiàn)率。有研究表明，化肥配施有機(jī)肥使土壤磷素以有效性較高的Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P等無機(jī)形態(tài)累積[25]，有利于土壤有效磷的有效供給，提高有效磷含量[32-33]。本研究中Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P與土壤Olsen-P均達(dá)到顯著性相關(guān)，說明4種無機(jī)磷可能對土壤有效磷有較高的貢獻(xiàn)率，是有效性較高的無機(jī)磷形態(tài)。而本研究中Fe-P與土壤Olsen-P相關(guān)性最高，達(dá)到極顯著水平，這是由于供試土壤中Fe-P在4種有效性較高的無機(jī)磷形態(tài)中含量最高(表2～5)，對土壤Olsen-P的貢獻(xiàn)最大。

韓曉日等[23]研究表明，Al-P和Fe-P對土壤有效磷的直接影響很小，它們主要是通過轉(zhuǎn)化為Ca2-P和Ca8-P來間接影響土壤有效磷的含量。本研究中，Ca2-P與Al-P、Fe-P均有較好的相關(guān)關(guān)系，相對而言Ca2-P與Fe-P相關(guān)性更高，而Ca8-P與Al-P相關(guān)性更高，這可能是由于本研究中，Al-P大部分轉(zhuǎn)化為Ca8-P，小部分轉(zhuǎn)化為了Ca2-P，而Fe-P主要轉(zhuǎn)化為了Ca2-P，從而影響了土壤Olsen-P含量。本研究中秸稈還田配施化肥處理主要是通過將緩效態(tài)無機(jī)磷Ca10-P轉(zhuǎn)化為Fe-P和Ca2-P，從而提高了無機(jī)磷的有效性和土壤Olsen-P含量。

4 結(jié)論

Ca-P(Ca2-P、Ca8-P、Ca10-P)和Fe-P是供試土壤無機(jī)磷的主要形態(tài)，為作物生長最主要的無機(jī)磷源。

無肥基礎(chǔ)上的秸稈還田降低了Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P等形態(tài)無機(jī)磷含量，降低了土壤Olsen-P含量，不利于磷素的活化和積累；秸稈還田配施化肥提高了土壤Ca2-P與Fe-P的含量，提高了土壤Olsen-P含量，促進(jìn)了磷素的活化；O-P、Ca10-P存在緩慢的動態(tài)變化，是潛在的磷源。秸稈還田配施化肥對土壤無機(jī)磷的活化效果隨化肥施用量的減少和土層深度的增加而降低。

秸稈還田不施化肥會加速土壤無機(jī)磷的耗竭，只有與無機(jī)肥合理配施，才能促進(jìn)土壤無機(jī)磷的活化和有效利用。Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P等形態(tài)無機(jī)磷可能是土壤有效磷的重要來源；秸稈還田配施化肥主要通過將緩效態(tài)無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為Fe-P和Ca2-P，提高了土壤Olsen-P含量。