圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)浙東海涂土壤有機(jī)碳和磷素的影響

伍少福，石其偉，顧昊男，章明奎

圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)浙東海涂土壤有機(jī)碳和磷素的影響

伍少福1，石其偉2，顧昊男1，章明奎3*

（1.紹興市糧油作物技術(shù)推廣中心，浙江 紹興 312000；2.紹興市柯橋區(qū)農(nóng)業(yè)水產(chǎn)技術(shù)推廣站，浙江 紹興 312030；3.浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，杭州 310058）

【目的】研究圍墾海涂土壤有機(jī)碳和磷素變化特點(diǎn)，為科學(xué)施肥提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)?！痉椒ā吭谡憬瓥|部的浙北-杭州灣和浙南-樂(lè)清灣濱海平原選擇不同利用方式的代表性海涂土壤（蔬菜地、果園和水田），以荒地為對(duì)照（CK），分析了土壤有機(jī)碳和磷素組成與圍墾時(shí)間和利用方式的關(guān)系?！窘Y(jié)果】隨著圍墾時(shí)間的增加，海涂土壤pH值下降，土壤有機(jī)碳（TOC）、全磷（TOP）和有效磷量增加。圍墾50 a后，浙北-杭州灣和浙南-樂(lè)清灣土壤pH值分別下降1.72～2.36和1.14～2.24，有機(jī)碳量分別增加126.46%～294.97%和130.37%～266.14%，全磷量分別增加17.66%～100.00%和39.31%～87.20%。土壤pH值從高到低表現(xiàn)形式為：荒地>水田>果園>蔬菜地；有機(jī)碳：水田>果園>蔬菜地>荒地；土壤全磷和有效磷：荒地<水田<果園<蔬菜地。海涂圍墾利用明顯增加了土壤各形態(tài)的有機(jī)碳。隨著圍墾利用時(shí)間的增加，游離態(tài)顆粒有機(jī)碳占有機(jī)碳的比值（fPOC/TOC）先明顯下降后緩慢增加的變化特點(diǎn)，閉蓄態(tài)顆粒有機(jī)碳占有機(jī)碳的比值（oPOC/TOC）逐漸增加，而礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳占有機(jī)碳的比值（MOC/TOC）先明顯增加后又呈現(xiàn)緩慢下降。MOC/TOC比例：水田>果園>蔬菜地，表明水田環(huán)境更易形成相對(duì)穩(wěn)定的有機(jī)碳（MOC）。顆粒態(tài)有機(jī)碳的占比（包括fPOC/TOC和oPOC/TOC）均為樂(lè)清灣低于杭州灣，而MOC/TOC表現(xiàn)為樂(lè)清灣高于杭州灣。TOC與所有形態(tài)有機(jī)碳之間均存在極顯著相關(guān)性，但TOP與各形態(tài)磷均無(wú)相關(guān)性。【結(jié)論】海涂圍墾后土壤有機(jī)碳量、磷素量和形態(tài)組成可發(fā)生持續(xù)變化，pH值呈下降趨勢(shì)，有機(jī)碳和磷素逐漸積累，利用方式可影響海涂土壤有機(jī)碳和磷素的積累速度，種植水稻有利于有機(jī)碳固定，種植蔬菜將增強(qiáng)磷素積累。

海涂；碳庫(kù)；磷積累；形態(tài)組成；圍墾時(shí)間；利用方式；變化規(guī)律

0 引言

【研究意義】海涂是沿海地區(qū)位于潮間帶干濕交替區(qū)域由泥沙覆蓋的海灘地，是我國(guó)東部地區(qū)耕地資源的重要來(lái)源[1]。海涂圍墾出露地表后成土環(huán)境發(fā)生了很大的變化，可發(fā)生脫鹽、脫鈣、有機(jī)碳積累、氧化與還原等多種成土過(guò)程。同時(shí)，海涂的開(kāi)發(fā)利用改變了地表物質(zhì)和水熱平衡，這些變化可改變土壤性狀如團(tuán)聚體及其有機(jī)碳（TOC）的演變過(guò)程。由于海涂土壤發(fā)育于海相沉積物，含有不同量的碳酸鈣，其土壤鉀素較為豐富，但有機(jī)碳、氮素和磷素一般較低[2]，是發(fā)展農(nóng)業(yè)的主要限制因素之一，因此研究海涂土壤有機(jī)碳、氮素和磷素量及形態(tài)的演變有助于改善耕地質(zhì)量狀況。

【研究進(jìn)展】土壤有機(jī)碳是土壤的重要組成部分，是土壤形成基礎(chǔ)肥力的保障。土壤氮、磷、鉀等大量元素是植物生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)元素，科學(xué)了解土壤有機(jī)碳及養(yǎng)分的形態(tài)變化及它們之間的關(guān)系可以為科學(xué)施肥提供依據(jù)。土壤中氮素積累一般與有機(jī)碳同步，隨著有機(jī)碳的積累土壤氮素也逐漸增加；同時(shí)，有機(jī)碳的積累也可顯著促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤物理性狀[3]。因此，增加土壤有機(jī)碳庫(kù)儲(chǔ)量有利于提升海涂土壤質(zhì)量。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外多數(shù)研究表明農(nóng)田土壤有機(jī)碳和氮磷等養(yǎng)分受土壤形成、種植年限、施肥措施、水分管理、土地利用方式等影響[4-9]，但以往的研究較多關(guān)注土壤有機(jī)碳和全磷（TOP）的變化，缺乏對(duì)其形態(tài)變化的認(rèn)識(shí)。

【切入點(diǎn)】土壤中有機(jī)碳和磷素形態(tài)組成較為復(fù)雜，不同組分的有機(jī)碳和磷素具有不同的生態(tài)功能。土壤有機(jī)碳中的粗顆粒態(tài)有機(jī)碳（cfPOC）和細(xì)顆粒態(tài)有機(jī)碳（ffPOC）是土壤有機(jī)碳的非保護(hù)性部分，主要由分解或未分解的動(dòng)植物殘?bào)w組成，具有易礦化分解、移動(dòng)性強(qiáng)、生物有效性高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，是短期環(huán)境變化的敏感性指標(biāo)。礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳（MOC）是有機(jī)質(zhì)分解的最終產(chǎn)物，是土壤有機(jī)碳的主要成分，其通過(guò)各種鍵合反應(yīng)與黏粒礦物緊密結(jié)合并穩(wěn)定在礦物表面，是受化學(xué)性保護(hù)的惰性或穩(wěn)定性碳庫(kù)，可以反映出土壤長(zhǎng)期固碳的巨大潛能[10]。同時(shí)，土壤中磷素也以不同形態(tài)存在，主要有有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)，土壤中的有機(jī)磷需要經(jīng)過(guò)礦化成無(wú)機(jī)磷后才能被植物吸收利用，不同形態(tài)的無(wú)機(jī)磷植物有效性存在很大差異，土壤中磷的存在形態(tài)和比例決定了土壤磷素的供應(yīng)能力[11]。因此，評(píng)估土壤有機(jī)碳和磷的變化不僅要考慮儲(chǔ)量，還要考慮其組成和賦存形態(tài)[12-13]，但至今對(duì)海涂土壤有機(jī)碳和磷形態(tài)的演變規(guī)律及影響因素了解甚少，在一定程度影響了對(duì)海涂圍墾后土壤質(zhì)量演變的認(rèn)識(shí)。

【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】浙江省海涂資源豐富，新中國(guó)成立以來(lái)圍涂16.5萬(wàn)hm2，占全國(guó)海涂資源的18.6%，分布有不同時(shí)期圍墾的海涂[14]。本研究在浙江東部的浙北-杭州灣和浙南-樂(lè)清灣濱海平原選擇不同利用方式的代表性海涂土壤（蔬菜地、果園和水田），以荒地為對(duì)照，系統(tǒng)分析了土壤有機(jī)碳及其組分和磷素及其形態(tài)，探討了土壤有機(jī)碳、磷素組成與圍墾時(shí)間和利用方式的關(guān)系，以期為科學(xué)管理海涂土壤提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤采集與制備

研究區(qū)海涂土地利用方式有荒地、蔬菜地（種植蔬菜）、果園和水田等4類，其中荒地主要分布于未圍墾和圍墾時(shí)間較短（5～15 a）的海涂中，而水田和果園主要分布于圍墾時(shí)間較長(zhǎng)（15 a以上）的海涂中。考慮到浙北和浙南海涂土壤質(zhì)地有較大的差異及圍墾時(shí)間的不同，研究以象山港為分界線，把浙東海涂平原分為浙北-杭州灣和浙南-樂(lè)清灣2個(gè)部分，于2020年12月分別按圍墾時(shí)間（0、5～15、15～50 a和>50 a）和利用方式（荒地、蔬菜地、果園和水田）采集表土樣（0～20 cm），其中圍墾時(shí)間0 a指沒(méi)有圍墾的海涂，作為對(duì)照。根據(jù)圍墾時(shí)間與利用方式組合，分別把浙北和浙南海涂平原分為9個(gè)類別采樣單元（表1），每個(gè)單元各選擇10個(gè)采樣田塊（重復(fù)樣），每一田塊中采用“S”型布點(diǎn)法采集6個(gè)樣品并經(jīng)充分混合后成為一個(gè)分析樣。樣品風(fēng)干、剔除其中石塊及植物殘?bào)w等雜質(zhì)后過(guò)2 mm和0.15 mm土篩用于分析。

表1 圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)海涂酸堿度、有機(jī)碳量、黏粒和磷素的影響

注 同列統(tǒng)計(jì)值后英文字母不同者差異顯著（<0.05），浙南-樂(lè)清灣與浙北-杭州灣分組統(tǒng)計(jì)。下同。

1.2 測(cè)試方法

土壤有機(jī)碳分組參照Six等[10]提出的篩分與密度浮選相結(jié)合的方法分離。其操作步驟簡(jiǎn)述如下：先用篩分法把土壤有機(jī)碳分為粗游離態(tài)顆粒有機(jī)碳（cfPOC，250～2 000 μm）、微團(tuán)聚體內(nèi)顆粒有機(jī)碳（mPOC，53～250 μm）和礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳（MOC，<53 μm）等3個(gè)部分。然后，采用密度浮選法進(jìn)一步把微團(tuán)聚體內(nèi)顆粒有機(jī)碳（mPOC）分為細(xì)游離態(tài)顆粒有機(jī)碳（ffPOC）和閉蓄態(tài)顆粒有機(jī)碳（oPOC）。分離的各組分烘干至恒質(zhì)量，用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定。把粗游離態(tài)顆粒有機(jī)碳（cfPOC）、細(xì)游離態(tài)顆粒有機(jī)碳（ffPOC）總稱為游離態(tài)顆粒有機(jī)碳（fPOC）。

土壤磷形態(tài)分析測(cè)定采用Hedley等提出的方法[15]。土壤顆粒組成、速效磷（Olsen-P）和pH分別采用比重計(jì)法、鉬銻抗比色法和電位法測(cè)定[16]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行分析和作圖。采用SPSS 21.0進(jìn)行方差分析和Pearson相關(guān)性分析, 其中處理間差異采用Duncan多重比較法。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤酸堿度、有機(jī)碳量、黏粒和磷素的變化

表1為圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)海涂土壤酸堿度、有機(jī)碳量、黏粒和磷素的變化情況，由表1可知，浙北-杭州灣和浙南-樂(lè)清灣海涂土壤酸堿度、有機(jī)碳量、黏粒和含磷量存在一定的差異，樂(lè)清灣主要為黏涂，杭州灣為砂涂，前者黏粒量平均約為后者的3倍。相應(yīng)地，相似圍墾時(shí)間和利用方式的樂(lè)清灣海涂土壤有機(jī)碳、全磷高于杭州灣海涂，前者的pH值略高于后者，但二者的有效磷較為接近。

隨著圍墾時(shí)間的增加，浙北-杭州灣和浙南-樂(lè)清灣海涂土壤pH值下降（浙北-杭州灣和浙南-樂(lè)清灣土壤分別下降1.72～2.36和1.14～2.24），土壤有機(jī)碳、全磷和有效磷量增加。圍墾15 a后，土壤pH值顯著低于未圍墾的荒地，而有機(jī)碳、全磷和有效磷量明顯高于未圍墾的荒地。圍墾50 a后，浙南-樂(lè)清灣蔬菜地、果園和水田土壤有機(jī)碳量分別比CK（圍墾前）增加130.37%、144.33%和266.14%，全磷量分別比CK增加87.20%、48.45%和39.31%；浙北-杭州灣蔬菜地、果園和水田土壤有機(jī)碳量分別比CK增加126.46%、139.62%和294.97%，全磷量分別比CK增加100.00%、32.03%和17.66%。

利用方式對(duì)土壤有關(guān)性狀的影響更為明顯，土壤pH值一般是：荒地>水田>果園>蔬菜地，土壤有機(jī)碳量一般是：水田>果園>蔬菜地>荒地，土壤全磷和有效磷量呈現(xiàn)荒地<水田<果園<蔬菜地，恰好與pH值的變化相反，說(shuō)明圍墾后土壤養(yǎng)分的提高比較顯著。圍墾50 a后，浙南-樂(lè)清灣水田和果園土壤pH值分別比蔬菜地高出1.10和1.01，水田土壤有機(jī)碳量分別比蔬菜地和果園高出58.94%和49.86%，蔬菜地土壤全磷分別比水田和果園高出34.38%和26.11%；浙北-杭州灣水田和果園土壤pH值分別比蔬菜地高出0.64和0.15，水田土壤有機(jī)碳量分別比蔬菜地和果園高出74.44%和64.83%，蔬菜地土壤全磷量分別比水田和果園高出69.98%和51.48%。這表明人類活動(dòng)對(duì)土壤理化性質(zhì)改變有著較大的影響。結(jié)果還表明，土壤全磷和有效磷積累主要取決于土壤利用方式。

2.2 土壤有機(jī)碳組分的變化

在利用初期（5～15 a），因圍墾活動(dòng)對(duì)土壤的攪動(dòng)，與圍墾前比較土壤有機(jī)碳、fPOC顯著下降，而oPOC、MOC變化不同地區(qū)表現(xiàn)不一致，其中浙南-樂(lè)清灣變化不明顯，而浙北-杭州灣的MOC明顯提高，表明耕作活動(dòng)促進(jìn)了fPOC向MOC轉(zhuǎn)變（表2）。利用15～50 a和50 a后，土壤有機(jī)碳隨時(shí)間呈顯著提高，各組分有機(jī)碳（包括fPOC、oPOC和MOC）也呈現(xiàn)增加，且基本表現(xiàn)水田>果園>蔬菜地，表明海涂圍墾利用后明顯增加了各形態(tài)的有機(jī)碳。圍墾50 a后浙南-樂(lè)清灣蔬菜地、果園和水田土壤fPOC分別比圍墾前增加110.56%、114.60%和190.06%，MOC分別比圍墾前增加145.61%、174.06%和358.58%；浙北-杭州灣蔬菜地、果園和水田土壤fPOC分別比圍墾前增加98.36%、101.64%和216.39%，MOC分別比圍墾前增加208.57%、254.28%和548.57%。

表2結(jié)果還表明，研究土壤有機(jī)碳主要以fPOC和MOC為主，其中fPOC占41.18%～76.56%，MOC占21.88%～54.61%，而oPOC僅占1.56%～4.23%。利用方式和圍墾時(shí)間對(duì)海涂土壤有機(jī)碳各組分比例的影響有所差異，隨著圍墾利用時(shí)間的增加，fPOC/TOC呈現(xiàn)先明顯下降后又能緩慢增加的變化特點(diǎn)，oPOC/TOC呈現(xiàn)逐漸增加，而MOC/TOC呈現(xiàn)先明顯增加后又呈現(xiàn)緩慢下降的變化特點(diǎn)。fPOC/TOC、oPOC/TOC比例蔬菜地>果園>水田，但MOC/TOC比例：水田>果園>蔬菜地。圍墾50 a后浙南-樂(lè)清灣和浙北-杭州灣水田、果園和蔬菜地土壤的MOC/TOC分別為52.26%、46.78%、44.47%和36.14%、32.50%、30.05%，表明水田環(huán)境更易形成相對(duì)穩(wěn)定的有機(jī)碳（MOC）。不同土壤中的表現(xiàn)有一定的差異，總體上，顆粒態(tài)有機(jī)碳的占比（包括fPOC/TOC和oPOC/TOC）均是浙南-樂(lè)清灣低于浙北-杭州灣，而MOC/TOC卻是浙南-樂(lè)清灣高于浙北-杭州灣，可能與兩地土壤質(zhì)地有關(guān)。

表2 圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)海涂土壤有機(jī)碳組分的影響

2.3 土壤磷組分的變化

除殘余態(tài)磷和HCl-P外，其余形態(tài)的磷均隨著圍墾時(shí)間的增加而增加（表3），其量表現(xiàn)為荒地<水田<果園<蔬菜地。不同利用方式之間H2O-P和NaHCO3-IP的差異（表3）比土壤有效磷（表1）的差異更為顯著。與未圍墾的荒地比較，隨著圍墾時(shí)間的增加，H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP的增幅大于全磷的變化（表3），但小于有效磷的增幅（表1）。圍墾后，浙南-樂(lè)清灣和浙北-杭州灣海涂土壤全磷、有效磷、H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP平均增幅分別為29.32%和22.13%、248.07%和326.20%、235.48%和408.58%、199.58%和427.07%、280.79%和146.04%、105.02%和242.76%、248.51%和350.74%。

表3 圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)海涂土壤不同形態(tài)磷量的影響

表4是圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)土壤不同形態(tài)磷組成比例的影響，由表4可知，海涂土壤磷素主要以殘余態(tài)磷和HCl-P（碳酸鹽結(jié)合態(tài)）為主，隨著圍墾時(shí)間的增加，殘余態(tài)磷和HCl-P的比例呈下降的趨勢(shì)，而其他形態(tài)磷的比例均呈現(xiàn)增加。在圍墾時(shí)間相同的土壤中，H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP占全磷的比例一般是以蔬菜地最高，其次為果園，水田較低。從表4結(jié)果還可以看出，隨著圍墾時(shí)間的增加，土壤脫鈣程度加深，pH值有所下降，土壤中HCl-P比例逐漸下降。同時(shí)，隨著土壤磷素積累的增加，土壤中H2O-P、NaHCO3-IP和NaOH-IP的比例呈現(xiàn)增加。土壤中NaHCO3-OP和NaOH-OP分別為與有機(jī)質(zhì)結(jié)合的速效磷和緩效磷，其比例一般隨土壤有機(jī)質(zhì)量的增加而增加。

表4 圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)海涂土壤不同形態(tài)磷組成的影響

2.4 土壤有機(jī)碳與磷的關(guān)系

圖1結(jié)果表明浙南-杭州灣、浙北-樂(lè)清灣TOC∶TOP變化范圍分別為7.58%～30.33%、5.91%～21.92%，隨著圍墾時(shí)間的增長(zhǎng)，兩地均呈先減后升的趨勢(shì)，圍墾初期蔬菜地和荒地差異不明顯，圍墾后期均是水田>果園>蔬菜地。

圖1 圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)海涂土壤TOC∶TOP的影響

表5 海涂土壤不同形態(tài)碳和磷組成的相關(guān)性

注 *和**分別表示在0.05和0.01水平上顯著相關(guān)。

各形態(tài)有機(jī)碳、磷之間多存在相關(guān)關(guān)系（表5）。TOC與所有形態(tài)有機(jī)碳之間均存在極顯著關(guān)系，但TOP與各形態(tài)磷均無(wú)相關(guān)性，說(shuō)明總碳與各組分關(guān)系密切相關(guān)。fPOC、oPOC和MOC之間均存在極顯著關(guān)系，H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP之間情況與之類似，均存在顯著或極顯著關(guān)系，但與HCl-P、殘余態(tài)磷和TOP無(wú)相關(guān)性。各形態(tài)有機(jī)碳與H2O-P、NaHCO3-IP、HCl-P、殘余態(tài)磷和TOP不存在相關(guān)性。除MOC與NaOH-IP外，各形態(tài)有機(jī)碳與NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP均存在顯著或極顯著關(guān)系。所有形態(tài)H2O-P、殘余態(tài)磷、TOP和所有形態(tài)碳的相關(guān)性都不顯著。

3 討論

土地利用是人為因素影響土壤最直接的活動(dòng)，能夠長(zhǎng)期持續(xù)改變土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分特征以及土壤微生物的代謝活動(dòng)，使得土壤物理、化學(xué)及生物特性發(fā)生改變。不同利用方式的農(nóng)田地表覆蓋物、種植制度及人為干擾程度不同，容易造成耕層土壤結(jié)構(gòu)和碳氮磷等養(yǎng)分的差異。海涂圍墾是沿海地區(qū)開(kāi)拓土地資源和緩解人地矛盾的重要措施，土壤環(huán)境也因此發(fā)生劇烈變化[17]。不同利用方式對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響結(jié)果不一致。張晶等[18]認(rèn)為隨著圍墾年限的增加，墾區(qū)土壤pH值下降，土壤養(yǎng)分呈增加趨勢(shì)，墾區(qū)圍墾年限對(duì)土壤pH值、有機(jī)碳與速效養(yǎng)分之間的相關(guān)性存在一定影響，其中10 a圍墾期是pH值與有機(jī)碳、速效磷之間相關(guān)性變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。解雪峰等[19]認(rèn)為土壤pH值在圍墾后經(jīng)歷了短暫上升后波動(dòng)下降，土壤養(yǎng)分隨圍墾年限的增加呈現(xiàn)出“迅速累積-逐漸消耗-再次累積”的過(guò)程，而金雯暉等[20]認(rèn)為濱海鹽土隨著圍墾年限的增長(zhǎng)，土壤碳儲(chǔ)量與總氮量隨之增加、pH值與隨之降低，圍墾3 a以上表層土壤有機(jī)碳可增加0.24%左右；圍墾時(shí)間大于52 a，有機(jī)碳自0.1%增加到1.6%。本研究表明，土壤pH值荒地>水田>果園>蔬菜地，土壤全磷和有效磷量荒地<水田<果園<蔬菜地，二者剛好相反，這可能由于蔬菜地施肥量較高，導(dǎo)致土壤pH值下降最為明顯而磷等積累相對(duì)較高[21]。土壤有機(jī)碳量水田>果園>蔬菜地>荒地，水田環(huán)境有利于土壤有機(jī)碳的積累，可能原因是水田常年淹水，鐵錳氧化物在缺氧條件下被還原形成Fe(OH)2和Mn(OH)2，使水田pH值升高，促進(jìn)有機(jī)碳從土壤礦物上解吸，進(jìn)而增加有機(jī)碳量，因此水田有機(jī)碳量最高[22]。

土壤中的有機(jī)碳具非均質(zhì)性，不同形態(tài)的有機(jī)碳穩(wěn)定性不同。游離態(tài)顆粒有機(jī)碳（fPOC）和閉蓄態(tài)顆粒有機(jī)碳（oPOC）主要來(lái)源于分解或未分解的動(dòng)植物殘?bào)w[23-24]，是土壤中活性有機(jī)碳的主要組分；閉蓄態(tài)顆粒有機(jī)碳（oPOC）分布在團(tuán)聚體內(nèi)部[25]，受團(tuán)聚體物理性保護(hù)，可阻礙微生物的分解[23]；而礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳（MOC）是與土壤細(xì)顆粒的有機(jī)碳體，穩(wěn)定性高，是土壤有機(jī)碳固存的主要形態(tài)[26]。從農(nóng)田肥力角度考慮，活性有機(jī)碳量高有利于礦化和提高養(yǎng)分供給水平，但從農(nóng)田固碳角度考慮，穩(wěn)定性有機(jī)碳量高則有利于土壤有機(jī)碳的固定[27]。本研究表明，海涂開(kāi)發(fā)利用15～50 a和50 a后，土壤各組分fPOC、oPOC和MOC呈現(xiàn)增加，表明海涂圍墾利用可促進(jìn)土壤中各形態(tài)有機(jī)碳的積累。fPOC/TOC和oPOC/TOC均是浙南-樂(lè)清灣低于浙北-杭州灣，而MOC/TOC卻是浙南-樂(lè)清灣高于浙北-杭州灣，表明黏質(zhì)土壤具有豐富的黏土礦物，更易形成穩(wěn)定態(tài)的有機(jī)碳。而隨著圍墾利用時(shí)間的增加，fPOC/TOC先明顯下降后能緩慢增加，oPOC/TOC呈現(xiàn)逐漸增加，而MOC/TOC呈先明顯增加后又呈緩慢下降的變化特點(diǎn)，表明當(dāng)有機(jī)碳積累較高時(shí)，新積累的有機(jī)碳更易向fPOC和oPOC轉(zhuǎn)變，以非穩(wěn)定態(tài)形式存在于土壤中。

海涂土壤中磷主要以鈣結(jié)合態(tài)的無(wú)機(jī)磷為主，在近海堿性環(huán)境下，土壤吸附外源磷后，易形成大量鈣磷（Ca-P）并累積在土壤中[28]，因此，海涂自然土壤磷素較低，一般不能滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)的需求，海涂圍墾種植農(nóng)作物時(shí)需要施用磷肥來(lái)提高土壤中的有效磷。本研究顯示海涂土壤多種形態(tài)的磷隨著圍墾時(shí)間的增加而增加可能與長(zhǎng)期施用磷肥有關(guān)。磷肥引入的磷素進(jìn)入土壤后將與土壤中的鐵、鈣、黏粒等組分發(fā)生化學(xué)作用，涉及的作用機(jī)理包括沉淀-溶解、吸附-解吸等[29]。有研究表明[30-33]，隨著土壤磷素的增加，土壤對(duì)磷的固定作用逐漸下降，所以隨著圍墾時(shí)間的增加，土壤中有效性較高的磷形態(tài)H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP的增幅遠(yuǎn)高于全磷的增幅。土壤中氧化鐵、碳酸鈣、黏粒礦物類型對(duì)土壤磷的固定有很大的影響[34-35]。海涂土壤含有較高的碳酸鈣，磷與土壤中碳酸鈣作用可形成HCl-P，因此本研究土壤中HCl-P的比例較高。H2O-P和NaHCO3-IP是與土壤組分弱結(jié)合態(tài)磷，其具有較高的有效性和短期內(nèi)被作物吸收[36]，隨著土壤磷積累的增加，土壤磷飽和度增加，土壤中對(duì)磷有強(qiáng)吸附或固定作用的反應(yīng)點(diǎn)位逐漸減少，土壤釋放磷的潛力增加。所以，土壤中H2O-P和NaHCO3-IP均是隨土壤磷積累的增加而明顯增加。但H2O-P的增加可能加重土壤磷的淋失，需重視過(guò)量施用磷肥增加農(nóng)田面源污染的風(fēng)險(xiǎn)[37]。

土壤碳磷比（TOC∶TOP）通常被認(rèn)為是土壤磷元素礦化能力的指標(biāo)，可以反映從生態(tài)系統(tǒng)中吸收固持磷的潛在能力[38]。本研究表明浙南-杭州灣、浙北-樂(lè)清灣TOC∶TOP 變化范圍分別為7.58%～30.33%、5.91%～21.92%，隨著圍墾時(shí)間的增長(zhǎng)，兩地均呈先減后升的趨勢(shì)，圍墾初期蔬菜地和荒地差異不明顯，圍墾后期均是水田>果園>蔬菜地。說(shuō)明水田耕層土壤具有較強(qiáng)的固磷潛力。可能原因是水田長(zhǎng)期淹水，土壤溫度較低、通氣透水性較差，處于強(qiáng)還原狀態(tài)，微生物活性降低，土壤C、P礦化速率慢，而有機(jī)碳來(lái)源豐富，造成水田TOC∶TOP較高，而蔬菜地土壤通氣性好，微生物和土壤酶活性高，磷礦化作用強(qiáng)，造成蔬菜地TOC∶TOP較低。同時(shí)各形態(tài)有機(jī)碳、磷之間多存在相關(guān)關(guān)系。TOC與所有形態(tài)有機(jī)碳之間均存在極顯著關(guān)系，但TOP與各形態(tài)磷相關(guān)性不明顯。同時(shí)除MOC與NaOH-IP外，各形態(tài)有機(jī)碳與NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP均存在顯著或極顯著關(guān)系，各形態(tài)有機(jī)碳與H2O-P、NaHCO3-IP、HCl-P、殘余態(tài)磷和TOP不存在相關(guān)性，說(shuō)明多數(shù)可取態(tài)磷組分主要受有機(jī)碳積累的影響。土壤有機(jī)碳促進(jìn)了土壤中難溶態(tài)磷酸鹽向緩效態(tài)磷庫(kù)和活性態(tài)磷庫(kù)的轉(zhuǎn)化，提高了有效磷源占無(wú)機(jī)磷總量的比例，從而提高了土壤磷素有效性[39]。因此可通過(guò)合理的措施培肥土壤特別是增加土壤有機(jī)碳水平，從而有效地促進(jìn)土壤累積態(tài)磷的活化利用[17]。

4 結(jié)論

1）海涂圍墾后長(zhǎng)期施用肥料，導(dǎo)致土壤pH值下降，有機(jī)碳、全磷和有效磷量增加，但其變化因利用方式不同均有所差異。

2）土壤中各形態(tài)的有機(jī)碳隨有機(jī)碳的積累而增加，隨著圍墾利用時(shí)間的增加，fPOC/TOC呈先明顯下降后又能緩慢增加的變化特點(diǎn)，oPOC/TOC呈逐漸增加，而MOC/TOC呈先明顯增加后又呈緩慢下降的變化特點(diǎn)。水田環(huán)境更易形成相對(duì)穩(wěn)定的有機(jī)碳（MOC）。

3）土壤全磷和有效磷積累受利用方式影響明顯，并隨圍墾利用時(shí)間發(fā)生變化；除殘留態(tài)磷和HCl-P外的其余形態(tài)磷均表現(xiàn)隨著圍墾時(shí)間的增加而增加；殘余態(tài)磷和HCl-P的比例呈現(xiàn)隨著圍墾時(shí)間下降的趨勢(shì)。

4）各形態(tài)有機(jī)碳、磷之間多存在相關(guān)關(guān)系。TOC與所有形態(tài)有機(jī)碳之間均存在極顯著相關(guān)性，但TOP與各形態(tài)磷均無(wú)相關(guān)性，說(shuō)明總碳與其組分關(guān)系密切相關(guān)。

（作者聲明本文無(wú)實(shí)際或潛在利益沖突）

[1] 尚輝, 顏安, 韓瑞, 等. 微生物改良基質(zhì)對(duì)新圍墾海涂鹽土改良的初步研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2020, 36(8): 120-126.

SHANG Hui, YAN An, HAN Rui, et al. Preliminary study on the effect of microbial amendment on saline soils in a coastal reclaimed area[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2020, 36(8): 120-126.

[2] LIU L P, LONG X H, SHAO H B, et al. Ameliorants improve saline-alkaline soils on a large scale in Northern Jiangsu Province, China[J]. Ecological Engineering, 2015, 81: 328-334.

[3] 肖質(zhì)秋, 虞娜, 安晶, 等. 土壤壓實(shí)及有機(jī)質(zhì)對(duì)其影響的研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào), 2019, 50(5): 1 253-1 260.

XIAO Zhiqiu, YU Na, AN Jing, et al. Soil compaction and the role of soil organic matter in soil compressibility and resilience: A review[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2019, 50(5): 1 253-1 260.

[4] 毛霞麗, 邱志騰, 張爽, 等. 不同母質(zhì)發(fā)育土壤團(tuán)聚體分布對(duì)外源輸入秸稈的響應(yīng)及其與有機(jī)碳礦化的關(guān)系[J]. 環(huán)境科學(xué), 2020, 41(6): 2 842-2 851.

MAO Xiali, QIU Zhiteng, ZHANG Shuang, et al. Response of aggregate distribution to input straw and their linkages to organic carbon mineralization in soils developed from five different parent materials[J]. Environmental Science, 2020, 41(6): 2 842-2 851.

[5] 王興, 鐘澤坤, 張欣怡, 等. 長(zhǎng)期撂荒恢復(fù)土壤團(tuán)聚體組成與有機(jī)碳分布關(guān)系[J]. 環(huán)境科學(xué), 2020, 41(5): 2 416-2 424.

WANG Xing, ZHONG Zekun, ZHANG Xinyi, et al. Relationship between the composition of soil aggregates and the distribution of organic carbon under long-term abandoned restoration[J]. Environmental Science, 2020, 41(5): 2 416-2 424.

[6] 李彩霞, 陳津賽, 付媛媛, 等. 施氮和灌溉管理對(duì)麥田土壤團(tuán)聚體組成及有機(jī)碳的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2022, 41(12): 59-64, 80.

LI Caixia, CHEN Jinsai, FU Yuanyuan, et al. Effects of nitrogen fertilization and irrigation on soil aggregation and soil organic carbon in winter wheat field[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2022, 41(12): 59-64, 80.

[7] WANG G Y, SU T, HAN H L, et al. Effects of long-term fertilization on soil microbial community structure，labile organic carbon and nitrogen and enzyme activity in paddy field and upland[J]. Meteorological and Environmental Research, 2019, 10(5): 105-111.

[8] 靳苗苗, 胡正錕, 朱柏菁, 等. 環(huán)境脅迫對(duì)不同水分管理措施下稻田土壤功能穩(wěn)定性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2019, 30(11): 3 795-3 803.

JIN Miaomiao, HU Zhengkun, ZHU Baijing, et al. Effects of environmental stresses on soil functional stability under different water management measures in a paddy field[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2019, 30(11): 3 795-3 803.

[9] 朱蕓, 傅慶林, 郭彬, 等. 濱海地區(qū)不同土地利用方式土壤顆粒組成及分形維數(shù)特征[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2023, 42(1): 130-137.

ZHU Yun, FU Qinglin, GUO Bin, et al. Particle composition and fractal dimension vary with land management for soils in coastal regions[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(1): 130-137.

[10] SIX J, ELLIOTT E T, PAUSTIAN K, et al. Aggregation and soil organic matter accumulation in cultivated and native grassland soils[J]. Soil Science Society of America Journal, 1998, 62(5): 1 367-1 377.

[11] 賈志航, 呂明露, 張?chǎng)? 等. 不同種植年限蘋(píng)果園土壤磷狀況和無(wú)機(jī)磷組分特征[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2020, 34(5): 308-312, 320.

JIA Zhihang, LYU Minglu, ZHANG Xin, et al. Phosphorus status and inorganic phosphorus fractions in apple orchards soil with different planting years[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2020, 34(5): 308-312, 320.

[12] SHI J Y, WU Q H, ZHENG C Q, et al. The interaction between particulate organic matter and copper, zinc in paddy soil[J]. Environmental Pollution, 2018, 243: 1 394-1 402.

[13] 武均, 蔡立群, 張仁陟, 等. 耕作措施對(duì)旱作農(nóng)田土壤顆粒態(tài)有機(jī)碳的影響[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2018, 26(5): 728-736.

WU Jun, CAI Liqun, ZHANG Renzhi, et al. Distribution of soil particulate organic carbon fractions as affected by tillage practices in dry farmland of the Loess Plateau of central Gansu Province[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(5): 728-736.

[14] 傅慶林, 董炳榮, 王建紅, 等. 浙江省海涂農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)現(xiàn)代科技示范園區(qū)建設(shè)研究[J]. 土壤通報(bào), 2001, 32(S1): 156-161.

FU Qinglin, DONG Bingrong, WANG Jianhong, et al. Construction of the modern technique demonstration region for comprehensive agricultural development in the seaside of Zhenjiang Province[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2001, 32(S1): 156-161.

[15] HEDLEY M J, STEWART J W B, CHAUHAN B S. Changes in inorganic and organic soil phosphorus fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubations[J]. Soil Science Society of America Journal, 1982, 46(5): 970-976.

[16] 魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社, 2000.

[17] 王超, 熊凡, 盧瑛, 等. 利用方式對(duì)珠江三角洲耕層土壤團(tuán)聚體分布及碳氮磷化學(xué)計(jì)量特征的影響[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào), 2021, 38(3): 494-501.

WANG Chao, XIONG Fan, LU Ying, et al. Effect of land use on topsoil aggregate distribution and stoichiometric characteristics of C, N, and P in the Pearl River Delta[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2021, 38(3): 494-501.

[18] 張晶, 濮勵(lì)杰, 朱明, 等. 如東縣不同年限灘涂圍墾區(qū)土壤pH與養(yǎng)分相關(guān)性研究[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2014, 23(2): 225-230.

ZHANG Jing, PU Lijie, ZHU Ming, et al. Correlation between soil pH and nutrients of tidal-flat reclamation with different years in Rudong County[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2014, 23(2): 225-230.

[19] 解雪峰, 濮勵(lì)杰, 王琪琪, 等. 濱海灘涂圍墾區(qū)不同圍墾年限土壤酶活性變化及其與理化性質(zhì)關(guān)系[J]. 環(huán)境科學(xué), 2018, 39(3): 1 404-1 412.

XIE Xuefeng, PU Lijie, WANG Qiqi, et al. Response of soil enzyme activities and their relationships with physicochemical properties to different aged coastal reclamation areas, Eastern China[J]. Environmental Science, 2018, 39(3): 1 404-1 412.

[20] 金雯暉, 楊勁松, 王相平. 灘涂土壤有機(jī)碳空間分布與圍墾年限相關(guān)性分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2013, 29(5): 89-94, 294.

JIN Wenhui, YANG Jinsong, WANG Xiangping. Spatial distribution of organic carbon in coastal saline soil and its correlation with reclamation age[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(5): 89-94, 294.

[21] 余世鵬, 楊勁松, 崔世禹, 等. 灘涂圍墾區(qū)不同連作年限蔬菜大棚土壤質(zhì)量特征[J]. 中國(guó)土壤與肥料, 2015(4): 8-14.

YU Shipeng, YANG Jinsong, CUI Shiyu, et al. Soil quality dynamics in the vegetable greenhouse with different continuous cropping years in the coastal reclamation region[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2015(4): 8-14.

[22] 吳月穎, 吉恒寬, 吳蔚東, 等. 海南北部濱海區(qū)不同土地利用模式下土壤DOM粒徑分布與光譜特性[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào), 2020, 37(5): 654-665.

WU Yueying, JI Hengkuan, WU Weidong, et al. Size fractionation and optical properties of DOM under different land use types in the coastal area of Northern Hainan Island[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2020, 37(5): 654-665.

[23] 劉騫, 湯潔, 王靜靜, 等. 吉林西部鹽堿稻田土壤有機(jī)碳及活性組分時(shí)空分布特征[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2018, 49(9): 44-53.

LIU Qian, TANG Jie, WANG Jingjing, et al. Spatial distribution characteristics of soil organic carbon and active components in saline-alkali paddy fields in Western Jilin[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2018, 49(9): 44-53.

[24] SIX J, ELLIOTT E T, PAUSTIAN K. Soil macroaggregate turnover and microaggregate formation: A mechanism for C sequestration under no-tillage agriculture[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2000, 32(14): 2 099-2 103.

[25] PAN G X, LI L Q, WU L S, et al. Storage and sequestration potential of topsoil organic carbon in China’s paddy soils[J]. Global Change Biology, 2004, 10(1): 79-92.

[26] 盛浩, 周萍, 袁紅, 等. 亞熱帶不同稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征[J]. 環(huán)境科學(xué), 2013, 34(4): 1 576-1 582.

SHENG Hao, ZHOU Ping, YUAN Hong, et al. Profile of soil microbial biomass carbon in different types of subtropical paddy soils[J]. Environmental Science, 2013, 34(4): 1 576-1 582.

[27] 王虎, 王旭東, 田宵鴻. 秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)碳不同活性組分儲(chǔ)量及分配的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 25(12): 3 491-3 498.

WANG Hu, WANG Xudong, TIAN Xiaohong. Effect of straw-returning on the storage and distribution of different active fractions of soil organic carbon[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(12): 3 491-3 498.

[28] 潘國(guó)浩, 劉洋, 張瑩瑩, 等. 濱海灘涂原生草灘及圍墾農(nóng)田土壤碳、氮、磷化學(xué)計(jì)量學(xué)特征及其隨鹽度的變化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 47(8): 273-278.

PAN Guohao, LIU Yang, ZHANG Yingying, et al. Stoichiometric characteristics of soil carbon, nitrogen and phosphorus in primordial grassland and reclaimed farmlands of coastal tidal flats and their variation with soil salinity[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2019, 47(8): 273-278.

[29] 邵興華, 張建忠, 毛勇, 等. 氧化還原條件下紅壤磷吸附與解吸特性及需磷量探討[J]. 土壤, 2010, 42(2): 207-212.

SHAO Xinghua, ZHANG Jianzhong, MAO Yong, et al. Study on adsorption and desorption characteristics of soils and phosphorus requirement under oxidized and reduced conditions[J]. Soils, 2010, 42(2): 207-212.

[30] 夏運(yùn)生, 李陽(yáng)紅, 史靜, 等. 滇池寶象河流域土壤磷的累積及吸附特征研究[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2010, 47(2): 325-333.

XIA Yunsheng, LI Yanghong, SHI Jing, et al. Accumulation and sorption characteristics of soil phosphorus in the Baoxiang River watershed in Dianchi Lake[J]. Acta Pedologica Sinica, 2010, 47(2): 325-333.

[31] 楊芳, 何園球, 李成亮, 等. 不同施肥條件下紅壤旱地磷素形態(tài)及有效性分析[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2006, 43(5): 793-799.

YANG Fang, HE Yuanqiu, LI Chengliang, et al. Effect of fertilization on phosphorus forms and its availability in upland red soil[J]. Acta Pedologica Sinica, 2006, 43(5): 793-799.

[32] 李中陽(yáng), 徐明崗, 李菊梅, 等. 長(zhǎng)期施用化肥有機(jī)肥下我國(guó)典型土壤無(wú)機(jī)磷的變化特征[J]. 土壤通報(bào), 2010, 41(6): 1 434-1 439.

LI Zhongyang, XU Minggang, LI Jumei, et al. Changes of inorganic phosphorus in typical soils of China under long-term combined application of chemical and organic fertilizer[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2010, 41(6): 1 434-1 439.

[33] 朱強(qiáng), 安然, 胡紅青, 等. 三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤對(duì)磷的吸附和淹水下磷的形態(tài)變化[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2012, 49(6): 1 128-1 135.

ZHU Qiang, AN Ran, HU Hongqing, et al. Adsorption and transformation of phosphorus in soils of the tidal zone of the Three Gorges Reservoir region[J]. Acta Pedologica Sinica, 2012, 49(6): 1 128-1 135.

[34] 王新民, 侯彥林. 有機(jī)物料對(duì)石灰性土壤磷素形態(tài)轉(zhuǎn)化及吸附特性的影響研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 24(3): 440-443.

WANG Xinmin, HOU Yanlin. Effects of organic matter addition on the characteristics of phosphate adsorption and forms of phosphorus in a calcareous soil[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2004, 24(3): 440-443.

[35] 王振華, 朱波, 何敏, 等. 紫色土泥沙沉積物對(duì)磷的吸附-解吸動(dòng)力學(xué)特征[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 30(1): 154-160.

WANG Zhenhua, ZHU Bo, HE Min, et al. Characteristics of phosphorus adsorption and desorption kinetics of sediments from purple soils[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2011, 30(1): 154-160.

[36] 張林, 吳寧, 吳彥, 等. 土壤磷素形態(tài)及其分級(jí)方法研究進(jìn)展[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 20(7): 1 775-1 782.

ZHANG Lin, WU Ning, WU Yan, et al. Soil phosphorus form and fractionation scheme: A review[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2009, 20(7): 1 775-1 782.

[37] 李學(xué)平, 石孝均, 劉萍, 等. 紫色土磷素流失的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估-土壤磷的“臨界值”[J]. 土壤通報(bào), 2011, 42(5): 1 153-1 158.

LI Xueping, SHI Xiaojun, LIU Ping, et al. Environmental risk assessment about purple soil phosphorus loss-its phosphorus “change-point”[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2011, 42(5): 1 153-1 158.

[38] JIAO F, WEN Z M, AN S S, et al. Successional changes in soil stoichiometry after land abandonment in Loess Plateau, China[J]. Ecological Engineering, 2013, 58: 249-254.

[39] 路鵬, 李文海, 牛金璨, 等. 不同有機(jī)碳水平下(土樓)土磷的有效性及無(wú)機(jī)磷形態(tài)轉(zhuǎn)化[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2022, 55(1): 111-122.

LU Peng, LI Wenhai, NIU Jincan, et al. Phosphorus availability and transformation of inorganic phosphorus forms under different organic carbon levels in a tier soil[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2022, 55(1): 111-122.

Effect of Reclaiming Duration and Land Usage on Organic Carbon and Phosphorus in Coastal Saline Soils in Eastern Zhejiang Province

WU Shaofu1, SHI Qiwei2, GU Haonan1, ZHANG Mingkui3*

(1. Shaoxing Grain and Oil Crop Technology Extension Center, Shaoxing 312000, China;2. Keqiao District Agricultural and Fishery Technology Extension Station of Shaoxing, Shaoxing 312030, China;3. College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)

【Objective】Reclaiming the saline coastal soils in eastern China is crucial for ensuring food security. Given the significance of soil carbon in soil quality, this paper investigates the change in soil organic carbon and phosphorus in the soil following initiation of reclamation. 【Method】The experiment was conducted in the northern regions of Hangzhou Bay and Yueqing Bay in eastern Zhejiang province. Soil samples were collected from vegetable fields, orchards, and paddy fields to measure their organic carbon, phosphorus, and other soil properties, from which we analyzed the relationship between soil organic carbon, phosphorus composition, reclamation duration, and land usage. A non-reclaimed soil was taken as the control.【Result】As reclamation time elapsed, soil pH decreased while total organic carbon (TOC), total phosphorus (TOP), and available phosphorus increased. Fifty years of reclamation led to a reduction in soil pH in Hangzhou Bay and Yueqing Bay by 1.72 to 2.36 and 1.14 to 2.24, respectively. This was accompanied by significant increases in organic carbon and TOP by 126.46% to 294.97% and 130.37% to 266.14%, and available phosphorus by 17.66% to 100.00% and 39.31% to 87.20%, respectively. The decrease in soil pH among different land usages was ranked in the order of wasteland > paddy field > orchard > vegetable field; the increase in soil organic carbon followed the order of paddy field > orchard > vegetable field > wasteland; and the increase in TOP and available phosphorus followed the order of wasteland < paddy field < orchard < vegetable land. Reclamation also significantly increased different forms of soil organic carbon. Over time, the ratio of free particulate organic carbon to organic carbon (fPOC/TOC) in micro-aggregates decreased initially and then gradually increased, while the ratio of occluded particulate organic carbon to organic carbon (oPOC/TOC) increased gradually. The ratio of mineral-associated organic carbon to organic carbon (MOC/TOC) initially increased significantly and then decreased slowly. Land usage had a notable impact on the MOC/TOC ratio, with paddy fields showing the highest influence, followed by orchards and vegetable fields. The impact of land usage on TOP and available phosphorus was more significant than reclamation time. Except for residual phosphorus and HCl-P, other forms of phosphorus increased with reclamation time. It was also found that with the increase in reclamation time, the fraction of residual phosphorus and HCl-P decreased, while the fraction of phosphorus in other forms increased. TOC and organic carbon in different forms exhibited a strong correlation, but no correlation was found between TOP and phosphorus. 【Conclusion】Reclamation of the coastal saline soils results in continuous changes in composition and content of organic carbon and phosphorus, characterized by decreasing pH, increasing organic carbon and phosphorus. Land usage has a more substantial impact on the change in organic carbon and phosphorus than reclamation history. Growing rice promotes organic carbon sequestration, whereas vegetable cultivation enhances phosphorus accumulation.

coastal saline; carbon pool; phosphorus accumulation; chemical forms; reclamation time; landuse patterns; change rule

1672 - 3317（2023）10 - 0105 - 09

S158.5

A

10.13522/j.cnki.ggps.2023026

伍少福, 石其偉, 顧昊男, 等. 圍墾時(shí)間和利用方式對(duì)浙東海涂土壤有機(jī)碳和磷素的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2023, 42(10): 105-113.

WU Shaofu, SHI Qiwei, GU Haonan, et al. Effect of Reclaiming Duration and Land Usage on Organic Carbon and Phosphorus in Coastal Saline Soils in Eastern Zhejiang Province[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(10): 105-113.

2023-01-29

2023-06-13

2023-10-17

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（41977001）；紹興市科技局項(xiàng)目（2023A12005）

伍少福（1981-），男。高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事土壤環(huán)境質(zhì)量研究。E-mail: sf_wu@163.com

章明奎（1964-），男。教授，主要從事土壤肥料研究。E-mail: mkzhang@zju.edu.cn

@《灌溉排水學(xué)報(bào)》編輯部，開(kāi)放獲取CC BY-NC-ND協(xié)議

責(zé)任編輯：趙宇龍