不同成土母質(zhì)膠園土壤磷素形態(tài)研究

楊麗萍，劉忠妹，許木果，丁華平，楊春霞

（云南省熱帶作物科學(xué)研究所，云南景洪666100）

磷是影響橡膠樹(shù)生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)元素之一，其在土壤中的形態(tài)及有效性影響到橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)及膠乳產(chǎn)量［1-2］。熱帶亞熱帶土壤中磷素有效性較低［3-4］，磷肥施入土壤后易被固定，且土壤類(lèi)型及成土母質(zhì)發(fā)育程度影響了磷素的形態(tài)、比例及轉(zhuǎn)化速度［5-6］。研究表明，玄武巖（鐵質(zhì)）磚紅壤以Fe-P 磷酸鐵鹽為主，淺海沉積物（硅鋁質(zhì)）磚紅壤以Al-P（磷酸鋁鹽）為主，花崗巖和云母片巖（鋁質(zhì)）磚紅壤的Al-P 含量略高于Fe-P［5］。

云南植膠土壤主要為磚紅壤及少量的赤紅壤，大多由花崗巖、砂頁(yè)巖、千枚巖等成土母質(zhì)發(fā)育而來(lái)，高溫高濕的熱帶雨林氣侯條件下，土壤淋溶強(qiáng)烈，磷很容易被固定［7］，利用率低。目前對(duì)云南植膠土壤不同成土母質(zhì)土壤磷形態(tài)研究較少，為此筆者開(kāi)展了不同成土母質(zhì)膠園土壤磷素形態(tài)研究，旨在探討不同種植代數(shù)、不同成土母質(zhì)膠園土壤無(wú)機(jī)磷形態(tài)特征及不同磷素形態(tài)間的相互關(guān)系，為提高膠園土壤磷肥利用率提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 采集方法

在云南植膠區(qū)選擇有代表性的不同成土母質(zhì)（砂頁(yè)巖、花崗巖、千枚巖）、不同種植代數(shù)（一代、二代）的橡膠園，東風(fēng)農(nóng)場(chǎng)、勐臘農(nóng)場(chǎng)、景洪農(nóng)場(chǎng)各 6 個(gè)，共 18 個(gè)。于 2019 年 9-10 月分別在每個(gè)橡膠園的保護(hù)帶上隨機(jī)、均勻地采集土樣，采樣深度為0～20 cm，5 個(gè)采樣點(diǎn)混合為1 個(gè)土樣，共采集土壤樣品18 個(gè)。通過(guò)調(diào)查，膠園橡膠樹(shù)株施0.14 kg 尿 素 、0.20 kg 過(guò) 磷 酸 鈣 、0.15 kg 氯 化 鉀 、0.05 kg 硫酸鎂。

1.2 測(cè)定方法

土壤無(wú)機(jī)磷分級(jí)參照 Chang 和 Jackson［8］方法，采用連續(xù)浸提測(cè)定。連續(xù)浸提步驟如下：Al-P，氯化銨溶液（1 mol L-1NH4Cl）浸提，再用 pH 8.2 的氟化銨溶液（0.5 mol L-1NH4F）浸提；Fe-P，氫氧化鈉溶液（0.1 mol L-1NaOH）浸提；O-P，檸檬酸鈉溶液（0.3 mol L-1Na3C6H5O7）與連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）水浴，氫氧化鈉溶液浸提，三酸混合液消煮；Ca-P，硫酸溶液（0.5 mol L-1H2SO4）浸提［9］。

全磷：NaOH 熔融—鉬銻抗分光光度法；有效磷：HCl—NH4F 浸提—鉬銻抗分光光度法；pH 按1∶2.5 水土比，pH 計(jì)法；有機(jī)質(zhì)用 K2Cr2O7-H2SO4容量法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植代數(shù)、不同成土母質(zhì)磷素形態(tài)特征

一代橡膠園中：Fe-P、Ca-P、O-P、全磷均呈現(xiàn)千枚巖＞花崗巖＞砂頁(yè)巖，千枚巖與砂頁(yè)巖中的全磷、Fe-P、Ca-P 差異顯著；有效磷呈現(xiàn)砂頁(yè)巖＞花崗巖＞千枚巖，千枚巖與砂頁(yè)巖中的有效磷含量差異顯著；Al-P 呈現(xiàn)花崗巖＞砂頁(yè)巖＞千枚巖，不同土壤類(lèi)型間無(wú)顯著差異。二代橡膠園中：全磷、Fe-P 呈現(xiàn)千枚巖＞花崗巖＞砂頁(yè)巖，不同土壤類(lèi)型間無(wú)顯著差異；有效磷呈現(xiàn)砂頁(yè)巖＞千枚巖＞花崗巖，Al-P 呈現(xiàn)千枚巖＞花崗巖＞砂頁(yè)巖，千枚巖與花崗巖中Al-P 的含量差異顯著；O-P 呈現(xiàn)花崗巖＞砂頁(yè)巖＞千枚巖，Ca-P 呈現(xiàn)花崗巖＞千枚巖＞砂頁(yè)巖，砂頁(yè)巖與花崗巖中的Ca-P 含量差異顯著。

不同種植代數(shù)、同一成土母質(zhì)相比較：花崗巖中的土壤全磷、Fe-P、Ca-P、O-P 呈現(xiàn)二代＞一代膠園，有效磷、Al-P 呈現(xiàn)一代＞二代膠園；千枚巖中的土壤全磷、有效磷、Fe-P、Ca-P、Al-P、O-P 呈現(xiàn)二代＞一代膠園；砂頁(yè)巖的土壤有效磷、Fe-P、Al-P、O-P 呈現(xiàn)二代＞一代膠園，全磷、Ca-P 呈現(xiàn)一代＞二代膠園。其中，花崗巖中的全磷、Ca-P含量差異顯著；千枚巖中的全磷、有效磷、Fe-P、Al-P 含量差異顯著；砂頁(yè)中的有效磷、Fe-P、Al-P含量差異顯著（表1）。

2.2 無(wú)機(jī)磷在不同成土母質(zhì)中的比例

一代、二代膠園不同成土母質(zhì)中無(wú)機(jī)磷比例呈現(xiàn)Ca-P＞Fe-P＞Al-P＞O-P，說(shuō)明Fe-P、Ca-P是云南膠園土壤磷固定的主要形態(tài)。其中，一代膠園中Fe-P 比例呈現(xiàn)花崗巖＞千枚巖、砂頁(yè)巖，Ca-P 比例呈現(xiàn)千枚巖＞砂頁(yè)巖＞花崗巖；二代膠園中Fe-P 比例呈現(xiàn)砂頁(yè)巖＞千枚巖、花崗巖，Ca-P 比例呈現(xiàn)花崗巖＞千枚巖＞砂頁(yè)巖（圖1）。

表1 不同種植代數(shù)、不同成土母質(zhì)對(duì)土壤磷素形態(tài)的影響

圖1 無(wú)機(jī)磷在不同成土母質(zhì)中的比例

2.3 不同磷素形態(tài)、pH、有機(jī)質(zhì)間的相互關(guān)系

花崗巖、千枚巖、砂頁(yè)巖三種成土母質(zhì)，全磷與有效磷、Al-P 顯著相關(guān)，與 Fe-P、Ca-P、O-P、有機(jī)質(zhì)極顯著相關(guān)。有效磷與Fe-P、Al-P 極顯著相關(guān)，說(shuō)明 Fe-P、Al-P 可作為潛在磷源。Fe-P 與Ca-P 極顯著相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)、Al-P 顯著相關(guān)，Ca-P與 O-P、有機(jī)質(zhì)，呈顯著相關(guān)。pH 與 Fe-P、Ca-P、Al-P、O-P、有機(jī)質(zhì)、全磷和有效磷無(wú)顯著相關(guān)性（表2）。

表2 不同磷形態(tài)、pH、有機(jī)質(zhì)間的相關(guān)性分析

3 討論

磷肥施用是保障橡膠樹(shù)速生、高產(chǎn)的重要措施之一，也是膠園土壤肥力改良的基礎(chǔ)工作。磷肥施入熱帶土壤后，大部分水溶性磷迅速固定（往往在幾天內(nèi)）而成為難溶性磷。熱帶赤紅壤與磚紅壤中，有效磷在0～150 cm 土層中的含量處于 7.0～15.2 mg/kg［10］。本研究云南花崗巖、千枚巖、砂頁(yè)巖發(fā)育而成的磚紅壤中，0～20 cm 土層中的有效磷含量低，為0.66～6.51 mg/kg，并呈現(xiàn)二代膠園＞一代膠園，砂頁(yè)巖＞花崗巖、千枚巖。

有研究表明，根系吸磷量與根際pH 值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.837*，r=-0.899*），pH 值是影響磷的形態(tài)轉(zhuǎn)化與有效性的重要因素，在一定范圍內(nèi)，根際pH 值改變，磷素養(yǎng)分的有效性也隨之改變［11］。但本研究結(jié)果中，不同成土母質(zhì)間橡膠園土壤的 pH 與 Fe-P、Ca-P、Al-P、O-P、有機(jī)質(zhì)、全磷和有效磷相關(guān)性不明顯，這可能跟云南不同成土母質(zhì)的橡膠園土壤pH 值在4.8～5.11，整體偏酸，變化幅度不大有關(guān)。

磷在土壤中的移動(dòng)性弱，易固定，基本沒(méi)有揮發(fā)和淋溶的損失，有效性低，因此土壤中磷的盈虧主要由磷肥的施用和植物的消耗所決定。土壤中的磷素形態(tài)決定了磷素有效性，而土壤中不同形態(tài)的無(wú)機(jī)磷對(duì)植物的有效性也有所不同。云南山原紅壤長(zhǎng)期施磷試驗(yàn)研究［12］表明：山原紅壤土壤無(wú)機(jī)磷組分以Fe-P 為主，占無(wú)機(jī)磷總量的50%左右，且Fe-P 與有效磷呈極顯著相關(guān)，Al-P與有效磷呈顯著相關(guān)。本研究表明，一代、二代膠園不同成土母質(zhì)中無(wú)機(jī)磷比例呈現(xiàn)Ca-P＞Fe-P＞Al-P＞O-P，說(shuō)明Fe-P、Ca-P 是云南膠園土壤磷固定的主要形態(tài)。

有機(jī)肥不但能通過(guò)自身所帶磷的循環(huán)再利用來(lái)改善磷素營(yíng)養(yǎng)、降低土壤對(duì)磷的吸附、增加磷的解吸以及通過(guò)無(wú)機(jī)磷向有機(jī)磷轉(zhuǎn)化提高磷肥的利用率，而且還能通過(guò)還原、酸溶、絡(luò)合溶解作用、促進(jìn)解磷微生物增殖等過(guò)程活化土壤中的難利用磷為可利用磷。采用人工合成磷酸鐵加入去磷、去鐵氧化物土壤的試驗(yàn)表明，有機(jī)肥對(duì)磷酸鐵的活化率可高達(dá)30%［13］。有機(jī)肥對(duì)有效磷積累的貢獻(xiàn)率大于磷肥，土壤磷活化系數(shù)隨有機(jī)肥用量的增加而顯著增加，施用有機(jī)肥有利于增加土壤全磷、有效磷、微生物量磷等，提高土壤磷素有效性［14］。還有研究表明，磷肥一次集中施用比多次少量分施的效果好，多次少量分施會(huì)減弱磷礦粉短時(shí)間內(nèi)提供有效磷的能力，從而降低磷礦粉的整體肥效［15］。因此，通過(guò)施用有機(jī)肥，改善施肥方法等措施，可減少土壤對(duì)磷的固定，提高磷肥利用率。