中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (5): 943-955.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.05.010
黄少辉(), 杨慧敏, 杨军芳, 杨文方, 聂浩亮, 张静, 邢素丽, 王敬霞, 杨云马(
), 贾良良(
)
收稿日期:
2024-04-30
接受日期:
2024-06-11
出版日期:
2025-03-07
发布日期:
2025-03-07
通信作者:
联系方式:
黄少辉,E-mail:shaohui1988@sina.com。
基金资助:
HUANG ShaoHui(), YANG HuiMin, YANG JunFang, YANG WenFang, NIE HaoLiang, ZHANG Jing, XING SuLi, WANG JingXia, YANG YunMa(
), JIA LiangLiang(
)
Received:
2024-04-30
Accepted:
2024-06-11
Published:
2025-03-07
Online:
2025-03-07
摘要:
【目的】探究不同粒级团聚体中磷形态及磷酸酶活性差异,明确长期不同用量的化学磷肥投入下土壤磷组分及有效性变化机制,为土壤磷的高效利用和农业可持续发展提供理论支撑。【方法】在石灰性土壤上设置不同磷肥用量长期定位试验,采集长期周年施用0(P0,对照)、120(P120)、210(P210)kg P2O5·hm-2化学磷肥于耕层(0—20 cm)的土壤,测定不同粒级团聚体含量、磷组分含量和碱性磷酸酶活性,解析长期施磷肥对石灰性褐土团聚体中磷形态及磷酸酶活性的影响。【结果】与不施磷处理相比,石灰性褐土长期施磷肥显著提高土壤团聚体稳定性和各组分磷含量,不同磷组分中酸溶性无机磷(Pi-HCl)含量最高,水溶性磷(Pi-H2O)、碳酸氢钠有机磷(Po-NaHCO3)、氢氧化钠无机磷(Pi-NaOH)含量相对较低。不同粒级团聚体磷组分中,施磷量差异引起无机磷库的变化高于有机磷库,与P120处理相比,P0处理大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25—2 mm)和微团聚体(<0.25 mm)中无机磷含量分别降低21.5%、27.0%和18.7%,有机磷含量分别降低15.6%、12.8%和12.2%,且不同粒级、不同施磷量间有机磷含量均呈极显著差异。在不同磷有效性中,活性磷含量变化最大,不同粒级、不同施磷量处理间均呈极显著差异。各粒级团聚体组分中大团聚体无机磷(Pi,>2 mm)贡献率最高,为27.6%—38.3%,小团聚体有机磷(Po,0.25—2 mm)贡献率最低,为2.9%—4.9%。稳定性磷对整体磷含量贡献率最高,占84.3%—91.2%,各粒级团聚体组分中大团聚体稳定性磷(SP,>2 mm)贡献率最高,为52.6%—55.2%。不同粒级团聚体间土壤磷酸酶活性差异显著,且整体随粒级增加而增高。随施磷量的增加,大团聚体中磷酸酶活性显著增加。小团聚体P120处理的磷酸酶活性最高,P0处理最低,且处理间差异显著。微团聚体的磷酸酶活性处理间差异不显著。相关性分析结果表明,团聚体粒级和有机磷含量呈显著负相关关系,与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关关系。结构方程模型分析结果表明,施磷量可直接影响土壤无机磷含量进而影响土壤磷的有效性,团聚体对有机磷和碱性磷酸酶活性有直接影响,从而间接影响无机磷含量和磷的有效性。【结论】石灰性褐土长期施化学磷肥显著提高土壤团聚体含量、各粒级团聚体磷组分含量和碱性磷酸酶活性,大团聚体对磷的有效性贡献最高。施磷量与土壤团聚体共同调控土壤磷的有效性。因此,合理施磷和提高土壤大团聚体比例是调控土壤磷有效性的重要手段。
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表2
不同处理土壤团聚体质量百分比、稳定性和有机质含量"
处理 Treatment | 有机质含量 SOM content (g·kg-1) | 团聚体质量百分比 Mass proportion of aggregate (%) | MWD (mm) | ||
---|---|---|---|---|---|
>2 mm | 0.25-2 mm | <0.25 mm | |||
P0 | 15.6±2.1b | 58.7±2.2b | 23.9±1.7a | 17.3±0.8a | 3.2±0.1b |
P120 | 18.9±0.5a | 63.4±2.5a | 18.9±1.4b | 17.8±1.2a | 3.4±0.1a |
P210 | 18.6±0.3a | 65.1±2.3a | 16.3±1.6c | 18.5±1.2a | 3.5±0.1a |
表3
不同处理土壤团聚体磷组分含量"
团聚体 粒级 Aggregate size | 处理 Treatment | 全磷 TP | 水溶性 无机磷 Pi- H2O | 碳酸氢钠 无机磷 Pi- NaHCO3 | 碳酸氢钠 有机磷 Po- NaHCO3 | 氢氧化钠 无机磷 Pi- NaOH | 氢氧化钠 有机磷 Po- NaOH | 酸溶性 无机磷 Pi-HCl | 酸溶性 有机磷 Po-HCl | 酸溶性 残留磷 Residual- P | 提取率 Extraction efficiency (%) | 无机磷 Inorganic P | 有机磷 Organic P | 活性磷 LP | 中等 活性磷 MLP | 稳定 性磷 SP | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
>2 mm | P0 | 904.9c | 0.7c | 6.4c | 6.2ab | 6.9c | 53.2c | 415.5c | 106.6a | 295.9b | 98.5 | 429.4c | 166.0c | 13.3c | 60.0c | 818.0c | |
P120 | 1085.5b | 3.1b | 22.7b | 5.7b | 15.6b | 64.7b | 505.7b | 126.3b | 317.7a | 97.8 | 547.2b | 196.6b | 31.5b | 80.3b | 949.6b | ||
P210 | 1389.2a | 21.4a | 77.3a | 6.5a | 36.1a | 74.2a | 677.6a | 153.8c | 319.9a | 98.4 | 812.3a | 234.5a | 105.2a | 110.3a | 1151.2a | ||
0.25-2 mm | P0 | 901.6c | 0.9c | 9.1c | 6.3b | 6.2c | 59.0c | 397.8c | 119.8c | 293.3a | 99.0 | 414.0c | 185.1c | 16.3c | 65.2c | 810.9c | |
P120 | 1112.3b | 3.4b | 23.5b | 6.1b | 13.9b | 71.5b | 526.2b | 134.6b | 311.3a | 98.0 | 566.9b | 212.3b | 33.0b | 85.4b | 972.1b | ||
P210 | 1397.5a | 19.6a | 73.2a | 7.6a | 34.4a | 85.0a | 703.8a | 151.8a | 310.5a | 99.2 | 831.0a | 244.4a | 100.4a | 119.4a | 1166.1a | ||
<0.25 mm | P0 | 1033.5c | 1.3c | 9.8c | 12.5a | 5.7c | 73.5b | 502.1c | 133.4b | 275.1a | 98.0 | 518.8c | 219.3b | 23.5c | 79.1c | 910.6c | |
P120 | 1203.1b | 3.6b | 24.9b | 13.5ab | 11.9b | 83.7a | 597.8b | 152.6a | 303.9a | 99.1 | 638.2b | 249.8a | 42.0b | 95.6b | 1054.3b | ||
P210 | 1459.4a | 18.5a | 69.2a | 14.9a | 32.6a | 84.2a | 771.2a | 153.6a | 294.1a | 98.6 | 891.6a | 252.7a | 102.7a | 116.8a | 1218.9a | ||
变异来源 Source of variation | |||||||||||||||||
团聚体粒级 Aggregate size(A) | <0.001 | 0.165 | 0.488 | <0.001 | 0.061 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | 0.002 | - | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | ||
处理 Treatment(T) | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | - | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | ||
团聚体粒级×处理 A×T | 0.005 | <0.001 | <0.001 | 0.116 | 0.904 | 0.003 | 0.114 | 0.029 | 0.857 | - | 0.205 | 0.014 | <0.001 | 0.041 | 0.618 |
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