过磷酸钙对石灰性土壤有效磷及无机磷组分的影响.pdf

86中国土壤与肥料2023（7）doi：10.11838/sfsc.1673-6257.22511过磷酸钙对石灰性土壤有效磷及无机磷组分的影响周文利*，宋盼盼，吴军（河南科技大学农学院，河南 洛阳 471023）摘要：为研究水溶性磷肥在石灰性土壤中的转化，采用室内土壤培养的方法，在土壤中分别添加过磷酸钙 0、6.25、12.5、25、50 和 100mg/kg 干土（即 P0、P6.25、P12.5、P25、P50 和 P100 处理），保持土壤湿度为田间持水量的 70%80%，在 25恒温培养箱中培养 120d。培养期间在第 1、3、7、15、30、60 和 120d 连续采样，测定土壤 Olsen-P、CaCl2-P 和各无机磷组分的含量。结果表明，在石灰性土壤中施用过磷酸钙能显著增加土壤Olsen-P 和 CaCl2-P 含量，在一定的培养时间内，过磷酸钙转化为土壤 Olsen-P 和 CaCl2-P 的比例不随施肥量的变化而变化。随着培养时间的延长，土壤有效磷含量逐渐下降，尤其是培养前期（前 7d）土壤有效磷含量显著下降，之后下降速率减缓。施入土壤中的过磷酸钙主要转化为 Ca2-P 和 Ca8-P（两者之和约占 90%），其次是 Al-P和 Fe-P（两者之和约占 10%），在短期内 O-P 和 Ca10-P 相对较为稳定。随着培养时间延长，Ca2-P 逐渐向 Ca8-P转化，在培养的前 30d 转化速率较快，之后速率减缓。随着磷肥施用量的增加，Ca2-P 转化为 Ca8-P 所需的时间逐渐延长。Olsen-P 和 CaCl2-P 含量均与土壤无机磷组分中的 Ca2-P、Ca8-P 和 Al-P 含量呈显著正相关，通过逐步回归分析表明，其中 Ca2-P 是土壤 Olsen-P 和 CaCl2-P 的主要来源。关键词：过磷酸钙；磷素形态；转化；石灰性土壤收稿日期：2022-08-20；录用日期：2022-12-09基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFD0200205）；河南科技大学博士科研启动基金（13480073）。作者简介：周文利（1978-），博士，讲师，主要从事养分资源管理方面的研究。E-mail：。同时为通讯作者。磷是作物生长发育的必需营养元素之一，在农业生产中施用磷肥非常普遍。施用磷肥能增加土壤有效磷含量，从而增加作物的产量1。磷肥施入土壤后会迅速发生转化，导致磷肥有效性降低2。同时磷肥的过度施用也导致磷肥利用率不高，使磷素在土壤中大量累积，可能对环境产生危害3-5。关于水溶性磷肥施入土壤后对土壤有效磷含量及磷存在形态的影响有大量的研究，研究表明长期施肥条件下，土壤有效磷的变化受土壤磷盈余状况影响，土壤类型及其他环境条件不同土壤磷盈余引起的土壤有效磷变化不同。袁天佑等6在潮土上的研究表明土壤中每盈余 P100kg/hm2，土壤有效磷可增加 1.2mg/kg。孙翠平等7的研究表明，单施化肥和有机肥土壤每盈余 P100kg/hm2，土壤有效磷可分别增加0.76 和 1.46mg/kg。张微微等8在几种碱性土上的研究表明，土壤每盈余 P100kg/hm2，土壤有效磷可增加 2.6 22.1mg/kg。土壤中无机磷的形态根据不同浸提剂可分为 Ca-P、Fe-P、Al-P和 O-P9。蒋柏藩等10和顾益初等11又将石灰性土壤中的 Ca-P 分为了 Ca2-P、Ca8-P 和Ca10-P。土壤无机磷各组分含量与土壤磷盈余呈显著正相关关系。其增加幅度顺序为 Ca2-PCa8-PAl-PFe-PO-P 和 Ca10-P12-13。关于磷肥施入土壤后的转化过程，冯固等14的研究表明，重过磷酸钙施入石灰性土壤后 30d 有超过 70%的肥料磷被土壤固定，67d 后肥料磷主要转化为Ca2-P（39.2%）和 Ca8-P（39.7%）。刘文革等15的研究表明，水溶性磷肥施入石灰性土壤主要形成易溶态磷和 Al-P，其次是 Ca-P 和 O-P，形成的 Fe-P 很少。随着培养时间的延长，易溶态磷迅速减少，Ca-P 和 O-P 增加，Al-P 基本不变。这些转化可以分为两个阶段，3d 之内可以看做是快速反应阶段，之后反应缓慢。水溶性磷肥施入土壤后有效性迅速降低，但是，一般来说，苗期是作物的磷素营养临界期，因此，磷肥施入土壤后其转化过程会影响磷肥的施用策略。虽然有研究表明，在施肥量一定的条件下播前施肥早晚与作物产量关系不大，但在磷肥资源有限，且土 87中国土壤与肥料2023（7）壤磷盈余的现状下，进行进一步优化磷肥的施用，以提高磷肥利用效率，有必要对磷肥在土壤中的转化过程进行研究。本研究试图通过土壤培养的方法，在石灰性土壤中添加不同用量的过磷酸钙，恒温、恒湿培养，连续采样测定，探讨磷肥施入土壤后其有效性及土壤无机磷组分的变化，以期为磷肥的优化管理提供依据。1 材料与方法1.1 供试土壤及肥料供试土壤为石灰性褐土，采自河南省洛阳市偃师区高龙镇试验田（112.70 E，34.60 N）耕层（0 20cm）。土壤风干后，捡出植物残体及碎石，过 2cm 筛备用。土壤基本理化性质为：pH（土水比为 1 2.5）8.05，有机质含量 13.1g/kg，水解性氮含量 108.54mg/kg，Olsen-P 含量 5.04mg/kg，速效钾含量 223mg/kg，全磷含量 761mg/kg。供试肥料为粉状过磷酸钙（P2O512%）。1.2 试验设计试验根据磷肥用量设置 6 个处理，分别为 P0、P6.25、P12.5、P25、P50 和 P100，添加磷量分别为P0、6.25、12.5、25、50 和 100mg/kg 干 土。每 个处理分别称取干土 250g，将土壤与所添加肥料混合均匀，放入 250mL 玻璃瓶中，加蒸馏水调节土壤含水量达到田间持水量的 70%80%，同时滴 3滴三氯甲苯。之后用带有通气孔的封口膜封口，放入 25恒温培养箱培养。每隔 5d 用称重法调节含水量，使土壤湿度保持基本恒定，每个处理重复4 次。1.3 样品采集处理在培养的第 1、3、7、15、30、60、120d 分别从每个培养瓶中取湿土 30g。将湿土摊开风干，然后将样品分成两部分，分别过 1mm 和 0.15mm 筛。1.4 测试项目及方法过 1mm 筛的土壤用 0.5mol/LNaHCO3（pH8.5）浸提，钼蓝比色法测定 Olsen-P 含量；用 0.02mol/L CaCl2浸提，钼蓝比色法测定 CaCl2-P含量。过0.15mm筛的土壤用蒋-顾法测定土壤无机磷各组分（Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P）含量10-11，16。1.5 数据分析利用 SAS8.0 对试验数据进行方差分析，多重比较采用 LSD 最小极差法；利用 SPSS19.0 进行逐步回归；利用 Origin2021 进行相关性分析和做图。2 结果与分析2.1 不同过磷酸钙添加量对土壤 Olsen-P 及 CaCl2-P含量的影响由图 1 可见，土壤中添加过磷酸钙后，土壤Olsen-P 含量明显增加。其中，在培养初期（1d）P100、P50 和 P25 处理的 Olsen-P 含量分别显著高于不添加过磷酸钙的 P0 处理 10.2、4.1 和 1.2 倍，而 P12.5、P6.25 处理与 P0 处理之间没有显著性差异。随着培养时间的延长，在短时间内 P100 和P50 处理的 Olsen-P 含量迅速下降，之后逐渐稳定，其变化规律符合指数模型：y=36.15+45.42e（-0.26x）（P100 处理，R2=0.7317*）y=23.71+9.66e（-0.14x）（P50 处理，R2=0.2868*）式中，y 表示 Olsen-P 含量（mg/kg），x 表示培养时间（d）。由此可见，P100 处理 Olsen-P 含量最终趋向于36.15mg/kg，P50 处 理 趋 向 于 23.71mg/kg 左 右。P25、P12.5、P6.25 和 P0 处 理 的 土 壤 Olsen-P 均没有随着培养时间发生显著性变化，这 4 个处理 的 Olsen-P 含 量 平 均 值 分 别 为 14.73、10.94、8.25 和 6.10mg/kg。020406080100120806040200Olsen?P?mg/kg?d?P0P6.25P12.5P25P50P100图 1 不同磷肥添加量处理下土壤 Olsen-P 含量的变化由图 2 可见，添加过磷酸钙土壤中的 CaCl2-P含量明显增加。其中 P50 和 P100 处理 CaCl2-P 的含量显著高于 P0 处理。在培养第 1d，P100 和 P50处理的 CaCl2-P 含量分别达到 6.00 和 2.27mg/kg，较 P0 处理分别显著增加 27.2 和 9.7 倍。虽然 P25、P12.5 和 P6.25 处理的 CaCl2-P 含量较 P0 处理都有不同程度的增加，但差异均不显著。随着培养时间 88中国土壤与肥料2023（7）的延长，在培养前期 P100 和 P50 处理的 CaCl2-P含量显著下降，之后含量逐渐稳定，其变化规律符合指数模型：y=1.99+4.39e（-0.11x）（P100 处理，R2=0.7073*）y=1.33+1.17e（-0.17x）（P50 处理，R2=0.4159*）式中，y 表示 CaCl2-P 含量（mg/kg），x 表示培养时间（d）。02040608010012086420CaCl2?P?mg/kg?d?P0P6.25P12.5P25P50P100图 2 不同磷添加量处理下土壤 CaCl2-P 含量的变化由此可见，P100 处理的 CaCl2-P 含量最终趋向于 1.99mg/kg，P50 处理趋向于 1.33mg/kg 左右。P25、P12.5、P6.25 和 P0 处理的土壤 CaCl2-P 含量均没有随着培养时间发生显著性变化，这 4 个处理的 CaCl2-P含量平均值分别为 0.80、0.58、0.44 和 0.28mg/kg。由表 1 可见，过磷酸钙的施入量与土壤中Olsen-P 和 CaCl2-P 含量均呈显著直线正相关关系，其直线回归的斜率系数可以看做是单位过磷酸钙的投入转化为 Olsen-P 或 CaCl2-P 的比例。由此可见，在本试验条件下同一培养阶段过磷酸钙转化为 Olsen-P 或 CaCl2-P 的比例不随施肥量的变化而发生变化。随着培养时间的延长，单位过磷酸钙的投入转化为 Olsen-P 或 CaCl2-P 的比例逐渐减小。过磷酸钙施入土壤后培养 1d 转化为 Olsen-P 和 CaCl2-P 的比例分别为 65%和5.9%，培养 7d 转化的比例分别为 37%和 3.1%，之后磷肥有效性下降速率变慢，培养 120d 后转化为 Olsen-P 和 CaCl2-P 的比例分别只有 20.0%和 1.3%。表 1 不同培养时间过磷酸钙施用量与土壤 Olsen-P 和 CaCl2-P 含量的关系培养天数（d）Olsen-PR2CaCl2-PR21y=0.6528x+2.80300.9764*y=0.0585x-0.19990.9572*3y=0.5227x+4.39560.9957*y=0.0515x-0.11540.9697*7y=0.3730 x+6.06020.9730*y=0.0313x+0.22830.9908*15y=0.3346x+5.76780.9963*y=0.0275x+0.21430.9618*30y=0.3653x+6.95440.9705*y=0.0236x+0.34080.9876*60y=0.3249x+5.76780.9733*y=0.0163x+0.44020.9482*120y=0.1974x+7.13740.9801*y=0.0128x+0.28760.9844*注：y 代表土壤中 Olsen-P 和 CaCl2-P 含量（mg/kg）；x 代表过磷酸钙施用量（Pmg/kg）；*表示 P0.05；*表示 P0.01；*表示 P0.001。下同。2.2 不同过磷酸钙添加量对土壤无机磷组分的影响随着过磷酸钙添加量的增加，土壤全磷含量相应增加，其中 P6.25、P12.5、P25、P50 和 P100 处理中土壤全磷含量分别为 768.01、782.89、799.21、829.88 和 874.74mg/kg。由图 3 可见，随着土壤中过磷酸钙添加量的增加，Ca2-P 的含量显著增加。其中 P100 和 P50 处理 Ca2-P 含量分别显著高于 P0 处理 13.8 和 6.5 倍。虽然 P25、P12.5 和 P6.25 处理较 P0 处理的 Ca2-P含量也分别增加 2.2、1.2 和 1.1 倍，但差异不显著。随着培养时间的延长，在培养初期，P100 和 P50处理的 Ca2-P 含量显著下降。培养 15d 后 P100 处理的土壤 Ca2-P 从 60.32mg/kg 下降到 41.41mg/kg。P50 处理的 Ca2-P 含量从 30.51mg/kg 下降到 26.75 mg/kg。之后下降速度显著降低，培养结束后P100 和 P50 处理的土壤 Ca2-P 含量分别为 35.88 和 89中国土壤与肥料2023（7）21.27mg/kg。其余 4 个处理的土壤 Ca2-P 含量在培养过程中均没有随着培养时间的延长发生显著的变化。培养结束时 P25、P12.5、P6.25 和 P0 处理的Ca2-P 含量分别为 13.33、10.56、9.21 和 6.68mg/kg。在培养的前 7d，P100 处理中 Ca8-P 含量显著高于其余 5 个处理，P0、P6.25、P12.5、P25 和 P50这 5 个处理虽然土壤中 Ca8-P 的含量随着过磷酸钙添加量的增加而增加，但处理间差异不显著。随着培养时间的延长，P100、P50、P25 处理土壤 Ca8-P 含量逐渐增加，其中 P100 处理在培养的15 60d 时土壤 Ca8-P 含量增长较快，之后变化平稳，培养结束时达到 203.11mg/kg，P50 和 P25处理在培养的 15 30d 时土壤 Ca8-P 含量增长较快，之后变化平稳，培养结束时分别达到 163.50和 155.01mg/kg。而 P12.5、P6.25 和 P0 处 理 土 壤Ca8-P 含量相对比较稳定，在培养结束时土壤 Ca8-P含量分别为 146.94、139.56 和 137.63mg/kg。随着培养时间的延长，不同处理间土壤 Ca8-P 含量的差异逐渐增大。在培养结束时 P100 处理显著高于其余 5 个处理，P50 和 P25 处理差异不显著，但显著高 于 P12.5、P6.25 和 P0 处 理，P25 和 P12.5 处 理间差异不显著，但显著高于 P6.25 和 P0 处理，P12.5、P6.25 和 P0 处理之间差异不显著。土壤中 Al-P 的含量随着过磷酸钙添加量的增加而增加。在培养的前 15d，P100 处理显著高于其余 5 个处理，P50 处理显著高于 P25、P12.5、P6.25 和 P0 处理。P25、P12.5、P6.25 和 P0 处理间差异不显著。随着培养时间的延长，6 个处理土壤中 Al-P 含量均有上升的趋势（除了 P100 处理外其余 5 个处理土壤 Al-P 在培养 15d 时有所下降）。到培养 60d 后，各处理土壤 Al-P 含量基本稳定，此时 P100 处理显著高于其余 5 个处理，P50 处理显著高于 P25 处理，但与 P12.5、P6.25 和 P0 处理间差异不显著。土壤中 Fe-P 的含量随着过磷酸钙添加量的增加有增加的趋势，但规律性不明显。较 P0 处理，各处理虽然随着过磷酸钙添加量的增加，Fe-P 的含量有所增加，但差异不显著。随着培养时间的延长，各处理中土壤 Fe-P 的含量也没有发生显著的变化。各处理土壤中 O-P 的含量在培养初期都有不同程度的上升，在培养 30d 后下降趋于稳定，各处理间的差异在整个培养过程中没有规律性变化。培养结束各处理间差异不显著。由此可见，添加过磷酸钙没有使土壤 O-P 含量发生显著性变化。250200150100500P0P6.25P12.5P25P50P10002040608010012002040608010012075604530150Ca2?P?mg/kg?020406080100120604530150Fe?P?mg/kg?020406080100120806040200O?P?mg/kg?02040608010012075604530150Al?P?mg/kg?Ca8?P?mg/kg?d?d?020406080100120350300250200150100500Ca10?P?mg/kg?d?图 3 不同磷肥添加量处理下土壤无机磷组分含量的变化 90中国土壤与肥料2023（7）各处理中土壤 Ca10-P 含量在培养前期（前 7d）均有不同程度下降，之后又缓慢上升，培养结束时与培养初期基本一致。由此可见，添加过磷酸钙没有引起土壤 Ca10-P 含量的显著变化。从不同处理下土壤各个磷组分的增加量（图 4）来看，随着培养时间的延长，高施肥量处理中Ca2-P 含量的增加量逐渐减少，尤其在培养初期下降幅度较大，之后下降趋势逐渐减缓，说明由于施用过磷酸钙后土壤中 Ca2-P 含量不稳定，会迅速向其他磷组分转化。其中 P100 处理培养 30d 后基本达到稳定，此时转化为 Ca2-P 的比例由最初的 56.2%下降到了 31.9%，培养结束时，下降到了29.2%。P50 处理在培养 15d 时基本达到稳定，此时转化为 Ca2-P 的比例由 52.8%下降到了 41.7%，培养结束下降到了 29.2%。而较低的施肥量引起的 Ca2-P 增加量没有随着培养时间的延长发生显著的变化。其中 P25、P12.5 和 P6.25 处理的转化率分别为 34.4%、35.1%和 44.9%。土壤中 Ca8-P的增加量在培养的第 3d 有所下降，除了 P6.25 处理外，其余处理均随培养时间延长逐渐增加。其中 P100 处理培养到 60d 基本达到稳定，最终转化率约为 64.8%。P50 和 P25 处理培养 30d 基本达到稳定，最终转化率分别约为 51.8%和 70.6%。P12.5 处理培养 15d 基本达到稳定，最终转化率约为 71.3%。P6.25 处理在 3d 以后基本没有变化，最终转化率约为 30.0%。由此可见，部分 Ca2-P 转化为了 Ca8-P，且随着施肥量的增加达到稳定的时间越长。土壤中 Al-P 的增加量总体上随着培养时间的延长逐渐降低。最终只有 P100 和 P50 处理在培养结束时 Al-P 的增加量大于 0，最终转化率约 10%，而其余施肥较少的处理均表现出 Al-P 含量较不施肥处理有所降低。土壤中 Fe-P 的增加量与 Al-P 类似，随着培养时间的延长逐渐降低，最终各处理间差异不显著。由此可见，施肥虽能引起 Fe-P 和 Al-P 含量的变化，但其变化量并不显著。O-P 和 Ca10-P 含量在培养过程中虽有波动，但各处理间差异不显著，且培养结束时增加量趋近于 0。P6.25P12.5P25P50P100?Ca2?P?Fe?P?O?P?Ca8?P?Ca10?P?Al?P?02040608010012075604530150?mg/kg?020406080100120120100806040200?20?40?60?80?mg/kg?0204060801001202520151050?5?mg/kg?02040608010012075604530150?mg/kg?02040608010012050403020100?10?mg/kg?0204060801001203020100?10?20?mg/kg?d?d?d?图 4 不同磷肥添加量处理下土壤无机磷组分增加量的变化从土壤中各无机磷组分所占全磷的比例（图 5）来看，土壤中添加过磷酸钙使土壤中 Ca2-P 所占比例增加，随着培养时间延长，Ca2-P 所占比例逐渐减少。其中，P100 处理从最初的 6.81%下降到最终的4.13%，P50 处理也从 3.69%下降到 2.56%。土壤中Ca8-P 所占比例在培养初期并没有随着过磷酸钙的添加而发生变化，随着培养时间的延长，添加过磷酸钙的处理 Ca8-P 所占比例逐渐增加，不同处理间的差异逐渐显现。培养 30d 时，P100 处理土壤 Ca8-P含量所占比例达到 20.51%，显著高于 P12.5、P6.25 91中国土壤与肥料2023（7）图 5 不同磷肥添加量处理下土壤无机磷组分所占比重的变化注：同一磷组分不同小写字母表示处理间差异显著（P0.05）。2.3 土壤中各无机磷组分与有效磷的关系由表 2 可见，在整个培养过程中，Olsen-P、CaCl2-P 含量均与 Ca2-P、Ca8-P 和 Al-P 含量显著正相关。Olsen-P 含量与 Fe-P 含量在培养的第 1、3、和 P0 处理。培养结束时 P100 处理土壤 Ca8-P 含量所占比例达到 23.36%，显著高于其他 5 个处理。土壤中 Al-P 含量所占比重在培养前 30d 均表现为随着过磷酸钙添加量的增加而增加，在培养的第30dP100 处理 Al-P 含量所占比例达 7.19%，显著高于 P12.5、P6.25 和 P0 处理。培养 30d 之后各处理间 Al-P 含量所占比例的差异没有明显的规律性。各处理土壤中 Fe-P 含量所占比例在培养过程中没有显著的规律性变化。土壤中的 Fe-P 含量所占比例有随着过磷酸钙添加量的增加而增加的趋势，这种趋势在培养前期较为显著，在培养至 60d 以后各处理间的差异性消失。土壤 O-P 含量所占比例有随着过磷酸钙添加量的增加而减少的趋势，这种趋势在培养前期较为显著，在培养的第 1dP100 处理 O-P 含量所占比例为 7.25%，较 P0 处理 8.43%显著下降了14.00%。培养到 60d 以后各处理间的差异性消失。不同处理土壤中 Ca10-P 含量所占比例在培养过程中均基本保持稳定。而不同处理间表现为随着过磷酸钙添加量的增加，土壤 Ca10-P 含量所占比例有所下降。15、30、60d 呈显著正相关。CaCl2-P 含量与 Fe-P 含量在培养的第3、15、30、60d呈显著正相关。进一步通过逐步回归（表3）可见，在培养过程中，各无机磷组分中 Ca2-P 是 Olsen-P 和 CaCl2-P 的主要来源。92中国土壤与肥料2023（7）表 2 Olsen-P 和 CaCl2-P 含量与土壤无机磷各组分的相关性培养天数（d）磷组分Ca8-PAl-PFe-PO-PCa10-POlsen-PCaCl2-P1Ca2-P0.6629*0.9410*0.4082*0.2560-0.14700.8820*0.9691*Ca8-P0.5963*0.10650.04620.06460.4431*0.6575*Al-P0.4638*0.2398-0.31480.8929*0.9154*Fe-P0.0121-0.28290.4720*0.3957O-P-0.09060.17360.2852Ca10-P-0.4170-0.1592Olsen-P0.8618*3Ca2-P0.5615*0.8687*0.6021*0.1639-0.369590.9607*0.9621*Ca8-P0.4570*0.7253*0.2915-0.5297*0.6093*0.5563*Al-P0.4377*-0.0158-0.31000.8486*0.8406*Fe-P0.1033-0.5970*0.7183*0.6321*O-P0.00470.17240.1829Ca10-P-0.3635-0.2864Olsen-P0.9787*7Ca2-P0.7299*0.9686*0.39640.4919*0.27040.9940*0.9723*Ca8-P0.6631*0.00630.36010.25350.7387*0.7634*Al-P0.4831*0.4949*0.35850.9650*0.9443*Fe-P-0.04420.20580.36740.3746O-P0.29270.4891*0.4841*Ca10-P0.27530.2502Olsen-P0.9725*15Ca2-P0.8625*0.8460*0.6571*0.5281*-0.10330.9578*0.9578*Ca8-P0.7055*0.5073*0.4352*0.01720.8876*0.9070*Al-P0.38750.3683-0.01910.8448*0.8251*Fe-P0.3955-0.23030.6234*0.5460*O-P-0.23590.5086*0.4819*Ca10-P-0.07753-0.0924Olsen-P0.9859*30Ca2-P0.9379*0.9302*0.5451*-0.35710.26530.9899*0.9633*Ca8-P0.9132*0.6429*-0.35120.28810.9239*0.9251*Al-P0.5317*-0.37760.37770.9284*0.9112*Fe-P-0.13000.5103*0.5344*0.5814*O-P-0.0640-0.3408-0.3506Ca10-P0.25900.2245Olsen-P0.9583*60Ca2-P0.9382*0.7702*0.5017*0.34770.24350.9904*0.9641*Ca8-P0.7526*0.6332*0.31170.15070.9606*0.8835*Al-P0.4703*0.13150.27090.7649*0.6825*Fe-P-0.17350.21640.5398*0.4750*O-P0.07410.35180.3556Ca10-P0.22870.2544Olsen-P0.9471*120Ca2-P0.9390*0.7923*0.35310.24740.309870.9844*0.9410*Ca8-P0.8589*0.35220.36190.371180.9419*0.8771*Al-P0.12680.29300.5085*0.7609*0.7530*Fe-P0.11320.21640.37060.3983O-P0.17160.22950.1673Ca10-P0.30630.3223Olsen-P0.9401*93中国土壤与肥料2023（7）表 3 Olsen-P 和 CaCl2-P 含量与土壤无机磷组分的逐步回归培养天数（d）Olsen-PR2CaCl2-PR21y=0.855x1-1.063x6+331.1490.888*y=0.103x1-0.4590.936*3y=0.868x1+0.822x4+0.234x6-99.7800.962*y=0.099x1-0.4230.922*7y=0.892x1+0.171x5-5.3300.989*y=0.076x1-0.2060.943*15y=0.803x1+0.200 x2-26.7470.979*y=0.074x1-0.2250.914*30y=1.131x1-2.4080.979*y=0.072x1-0.2490.924*60y=0.824x1+0.131x2-16.8540.988*y=0.057x1-0.0400.927*120y=0.661x1+2.8290.968*y=0.044x1-0.0150.880*注：y 代表土壤中 Olsen-P 和 CaCl2-P 含量（mg/kg）；x1x6分别代表 Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P 和 Ca10-P 的含量（mg/kg）。3 讨论3.1 过磷酸钙在石灰性土壤中的转化水溶性磷肥施入石灰性土壤后迅速发生各种转化，形成其他形态的磷酸盐而固定于土壤中，使其有效性随着时间的延长而逐渐降低17-19，在 24h 内反应迅速20。在本试验中高施肥量（P100和 P50 处 理）条 件 下，土 壤 Olsen-P 和 CaCl2-P含量均在短时间（15d）内显著降低，之后降低速度减缓，这与其他研究者的报道结果一致14，19。而较低的施肥量（P6.25、P12.5 和 P25 处理）能在一定程度上增加土壤有效磷含量，且土壤有效磷在培养过程中并没有随着培养时间的延长而显著下降。磷在石灰性土壤中的主要固定过程之一是与土壤中的钙、镁、铁、铝等发生的化学沉淀21-22。梁美英等23的试验表明，在两种石灰性土壤上施用不同数量的过磷酸钙，在短时间内 Ca2-P 和 Ca8-P 含量均大幅度提高，随着培养时间的延长 Ca2-P 含量显著下降，而 Ca8-P 含量在前期有增长的趋势，之后增长趋势减缓或有下降趋势。Al-P、Fe-P、O-P和 Ca10-P 含量均随着培养时间延长有小幅度增加。本试验也得到了相似的结果，在培养初期，Ca2-P、Ca8-P、Al-P 和 Fe-P 含量较不施磷处理都有不同程度的增加，且有随着施肥量的增加，增加幅度有增大的趋势，说明施入土壤中的过磷酸钙主要分配到了这几个磷库中。随着培养时间的延长，Ca2-P含量逐渐减小，Ca8-P 含量逐渐增大。Bell 等24发现在石灰性土壤上 Ca2-P 转化为 Ca8-P 需要 4 周时间，而本试验中，P100 处理 Ca8-P 含量到培养60d 左右才达到相对稳定，其余 4 个处理到培养30d 左右达到相对稳定，说明 Ca2-P 向 Ca8-P 的转化在 30d 内较快，Ca2-P 向 Ca8-P 的转化除了受时间影响外，还受施肥量的影响，随着施肥量的增加，Ca2-P 向 Ca8-P 转化所需的时间延长。本试验中 Al-P 和 Fe-P 含量在整个试验过程中没有发生显著变化。但梁美英等23的研究结果表明，Al-P 和Fe-P 含量随着培养时间的延长呈逐渐上升的趋势。产生试验结果差异的原因可能是本试验培养时间只有 2 个月，而梁美英等23的试验持续了 12 个月。由此可见，施入的过磷酸钙向 A1-P、Fe-P、O-P和 Ca10-P 的转化较慢，尤其是 O-P 和 Ca10-P 含量比较稳定，施肥在短期内很难引起其变化。因此，在施用过磷酸钙后短期内主要分配在 Ca2-P 和 Ca8-P这两个组分中，约占 90%，且这两个组分存在此消彼长的关系。其次是分配在 Al-P 和 Fe-P 之中，约占 10%，长期试验的结果也表明施肥主要增加土壤中 Ca2-P、Ca8-P 和 Fe-P 的含量25-27。王海龙等28研究表明长期施磷在无机磷盈余的状态下，无机磷有 50%70%转化为了 Ca8-P，10%23%转化为了 Al-P 和 Fe-P，这与本研究短期土壤培养的结果基本一致。3.2 土壤中各无机磷组分与有效磷的关系土壤中 Olsen-P、CaCl2-P 含量与作物的磷吸收量有显著的正相关关系，因此，其通常作为土壤磷有效性的指标29。从 Olsen-P、CaCl2-P 含量与土壤无机磷组分的相关性来看，在培养过程中，Olsen-P、CaCl2-P 含量与 Ca2-P、Ca8-P、Al-P及 Fe-P 含量呈正相关关系。一般认为，土壤无机磷各组分中，Ca2-P 属于速效性磷，Ca8-P、Al-P、Fe-P属于缓效性磷，O-P和Ca10-P属于固定态磷30。94中国土壤与肥料2023（7）由此可见，土壤有效磷库主要与无机磷组分中的Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P 有关。进一步逐步回归表明，在培养过程中，各无机磷组分中 Ca2-P 是Olsen-P 和 CaCl2-P 的主要来源。这与焦亚鹏等31的研究结果基本一致。也就是说，在无机磷各组分中 Ca2-P 是土壤有效磷的主要来源。4 结论在石灰性土壤中施用过磷酸钙能显著增加土壤有效磷含量，且随着磷肥用量的增加，土壤有效磷含量增加，土壤有效磷含量与磷肥添加量成正比。施入土壤中的过磷酸钙主要转化为 Ca2-P 和 Ca8-P（约占 90%），其次是 Al-P 和 Fe-P（约占 10%），随着施肥量的增加，Ca2-P、Ca8-P、Al-P 和 Fe-P 含量也相应增加，而在短期内 O-P 和 Ca10-P 含量相对稳定。随着培养时间的延长，Ca2-P 含量逐渐减少而 Ca8-P 含量逐渐增加，在培养初期 Ca2-P 转化为Ca8-P 的速率较快，之后逐渐减缓，随着施肥量的增加转化所需的时间增加。不同处理中 Al-P、Fe-P、O-P 和 Ca10-P 含量随着培养时间的延长变化不显著。逐步回归表明，在各无机磷组分中，Ca2-P 是土壤 Olsen-P 和 CaCl2-P 的主要来源。参考文献：1 MussaratM，AliH，MuhammadD，etalComparingthephosphorususeefficiencyofpre-treated（organically）rockphosphatewithsolublePfertilizersinmaizeundercalcareoussoilsJ PeerJ，2021，9：e114522 BertrandI，MclaughlinMJ，HollowayRE，etalChangesinPbioavailabilityinducedbytheapplicationofliquidandpowdersourcesofP，NandZnfertilizersinalkalinesoilsJ NutrientCyclinginAgroecosystems，2006，74（1）：27-403 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