全 文 ：收稿日期：!""#$"%$"& 接受日期：!""’$"($!’
基金项目：国家科技支撑计划（!""&)*+",)"&）；四川省“十一五”攻关项目（!""&-.// $ !’）资助。
作者简介：秦鱼生（0%#’—），男，重庆合川人，助理研究员，主要从事植物营养与施肥、农田环境保护等方面研究。
123："!’$’4,"4%0%，567893：:;2<=>?@A :B;?C DB7。
长期定位施肥对碱性紫色土磷素
迁移与累积的影响
秦鱼生，涂仕华，孙锡发，冯文强，廖鸣兰
（四川农业科学院土壤肥料研究所，四川成都 &0""&&）
摘要：在 !,年稻麦轮作长期定位施肥试验点，开展了碱性紫色土水旱轮作种植制度下不同施肥处理土壤剖面全
磷、速效磷迁移和累积以及耕层土壤全磷、速效磷随时间的变化规律研究。结果表明，单施无机磷肥土壤磷可迁移
至 0"" D7土层，E3:2<6F可迁移至 4" D7土层。有机无机磷肥配施不但使土壤磷可迁移至相同深度，且迁移量更大，
E3:2<6F可迁移至 &" D7土层。耕作 !,年后，施磷处理土壤耕层磷素随时间的变化显著，GHFI处理耕层土壤全磷
含量年增长率为 "J"(( = K L=，E3:2<6F的年增长率为 !J,& 7= K L=。试验表明，连续数年施用足量磷肥后，作物施磷量
可根据具体情况酌减，以节约磷肥资源和提高磷肥利用率；施用有机肥促进了磷素从耕层向底层的迁移，是造成土
壤磷素迁移的一个重要因素。
关键词：长期定位施肥；碱性紫色土；磷的迁移；磷的累积
中图分类号：M04#J!；M0,’J! 文献标识码：* 文章编号：0""’$,",N（!""’）",$"’’"$"&
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F，88DDBXZ9<=3> 9< BXZ2X YB :8\2 Y;2 87B? 9< Y;2 DXBW R923Z C
8’9 :/"(%：3B<=6Y2X7 R2XY939]2X 2VW2X972磷在土壤中一般含量较少，并且施入土壤中的
磷肥易于被土壤颗粒吸附、吸持，导致磷肥当季利用
率较低［0］。自 %"年代以来，因品种改良而不断提高
作物增产潜力，高产和磷肥施用量的逐年增加造成
磷素在土壤中的累积［!$(］。有研究表明，累积在土
壤中的磷素都能为后季作物吸收利用，但仍有一小
部分通过土壤侵蚀、地表径流、壤中流和渗漏等途径
向水体迁移，对水体富营养化构成威胁，破坏水生系
统的平衡［4$,］。
国外对于长期定位试验中土壤磷素变化的研究
植物营养与肥料学报 !""’，04（,）：’’"$’’,
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
F38较多。!"#$%&’(’ 等［)］研究表明，长期施肥引起土壤
表层磷的累积，且可迁移到地下水层；*$+与 ,"$-.
/&$#［0］报道了 12年长期施有机肥和磷肥的粉壤土农
田磷淋失深度超过 344 /5，全磷和速效磷在底层土
中的累积量显著高于不施磷的土壤。!6&7$"" 等［1］
通过连续 84年施用有机无机磷肥试验，发现有机磷
比无机磷在土壤剖面中迁移得更深，有机磷的迁移
与土壤最大磷吸附量无关；*++95$-%等［:］认为，有
机磷矿化在表层土中生成的正磷酸盐促进了磷在土
壤剖面中向下迁移。但是，这些研究多以草地、旱地
居多，几乎没有关于水旱轮作条件下稻田的研究。
国内关于红壤性水稻土、潮土等土壤长期施肥土壤
磷素变化的研究有较多的报道［34;33］，而至今未见针
对碱性紫色土的土壤磷素变化研究报道。本研究利
用四川盆地遂宁组碱性紫色土上的长期定位施肥试
验，对水旱轮作种植不同施肥措施下碱性紫色土磷
素迁移与累积规律进行了分析与总结，为磷素养分
资源的科学管理提供了依据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
试验设在位于四川省遂宁市中区联盟乡四川省
农业科学院土壤肥料研究所的紫色土长期定位施肥
观测实验点。供试土壤为遂宁组母质发育的碱性紫
色土—红棕紫泥，质地为重壤。试验开始时（3:13
年春）的耕层土壤（4—24 /5）有机质含量为 3<=:
6 > ?6，全氮 3=4: 6 > ?6，全磷 3=@< 6 > ?6，全钾 2)=:
6 > ?6，速效氮 ))=@ 56 > ?6，速效磷 @=:4 56 > ?6，速效钾
3@4 56 > ?6，缓效钾 ):: 56 > ?6。
试验采用随机区组设计，试验共设 1 个处理：
不施肥（A*），氮肥（B），氮、磷肥（BC），氮、磷、钾肥
（BC*），有机肥（D），有机肥 E 氮肥（D EB），有机肥
E氮、磷肥（D EBC），有机肥 E氮、磷、钾（D EBC*），
重复 8次，小区面积 3@=@ 52。小区之间用水泥板在
试验开始前进行永久性分隔，水泥板离地高度 24
/5。每一区组设有独立灌、排渠，可控制每个试验
小区的排、灌。试验为水稻—小麦水旱轮作，一年两
作。水稻移栽前进行人工翻耕，灌水、整地后施基
肥。小麦采用免耕种植，直接在稻茬上打窝，施基肥
后播种。水稻和小麦秸秆收获后都被移走。各试验
处理每年的有机无机肥料用量为：氮肥 B 324、磷肥
C2F< )4、钾肥 *2F )4、有机肥 3<444 ?6 >（&52·$）。无
机肥料中氮肥为尿素（含 B 8)=@G），磷肥为过磷酸
钙（含 C2F< 32=4G），钾 肥 为 氯 化 钾（含 *2F
)4=4G）；有机肥为农家猪粪，其全氮含量 2=4!2=2
6 > ?6，全磷 3= ?6，全钾 4=:!3=4 6 > ?6。有
机肥、磷肥作基肥一次施用，水稻季 )4G氮肥、<4G
钾肥作基肥，84G氮肥和 <4G的钾肥作分蘖肥施
用；小麦季 @4G氮肥、<4G钾肥作基肥，04G氮肥和
<4G钾肥作拔节肥施用。
!"# 土样采集与测定
试验土壤取样都在水稻收获后进行，4—344 /5
剖面平均分 <层采取土样，每层 24 /5。244)年 :月
取剖面样，每个小区用外径 24 55土钻取 <个点，每
层土样混合均匀，带回实验室风干，拣去根茬、动物
残体等，研磨后分别过 2 55和 4=3< 55筛，分析测
定不同施肥处理不同层次土壤全磷和速效磷含量。
全磷用 B$2AF@熔融法，速效磷用 F"%H-法，磷的测定
用钼锑抗比色法［32］。
# 结果与分析
#"! 长期定位施肥土壤剖面全磷含量的空间变化
土壤全磷在一定程度上反映土壤供磷的潜力。
不同施肥处理经过 2< 年 <4 季轮作种植后，4—344
/5土壤剖面全磷含量变化（图 3）看出，施磷肥处理
4—344 /5土壤剖面的土壤全磷含量明显高于不施
磷肥处理。施磷处理（BC、BC*、D、DB、DBC、DBC*）
剖面全磷平均含量为 <=3) 6 > ?6，比平均含量仅为 @=33
6 > ?6的 2个不施磷处理（A*、B）增加了 )<=:G，磷肥
的施用显著提高了土壤磷的累积。其中，DBC*处理
剖面土壤全磷含量最高，比 BC*处理多 2=33 6 > ?6，较
A*处理增加 @=14 6 > ?6；DBC处理剖面全磷总含量较
BC处理高 3=0) 6 > ?6，较 A*处理增加 2=:< 6 > ?6。不
同施肥处理土壤剖面全磷含量依次为：DBC* I DBC
I DBI BC* I BC I D I A* I B。
图 3还看出，不同施肥处理土壤剖面全磷含量
分布特征有所差异。没有施用磷肥的 A*、B 处理
4—24 /5层全磷含量占整个剖面含量的比例都超
过 @8=4G，整个剖面层随着深度的增加，土壤全磷
的含量逐渐降低，14—344 /5层土壤全磷含量都最
低。施用化学磷肥的 BC、BC*处理全磷的分布特征
与不施磷肥的 A*、B处理相似，4—84 /5土层的全
磷含量所占的比例都超过 <4=4G，上层高于下层；
4—14 /5 土层全磷含量随深度的增加而降低，以
)4—14 /5土层最低。施用有机肥或有机无机肥配
施的 D、DB、DBC和 DBC*处理与不施有机肥的 8
个处理差异较大，以 84—)4 /5土层全磷含量最低，
而 )4—344 /5土层全磷绝对含量和占整个剖面层
311<期 秦鱼生，等：长期定位施肥对碱性紫色土磷素迁移与累积的影响
的相对比例均明显提高。!"年不施磷肥，碱性紫色
土全磷分布仍能保持其“上高下低”的典型分布特
征。外源磷肥长期不断的投入，特别是有机磷肥的
投入，促进了表土层累积的磷垂直向下迁移，使底层
磷素的含量增加。本试验中施磷处理的全磷剖面分
布特征与杨学云等在 土上的研究结果相似［#$］。
但紫色土发育时间较短，土层浅薄，因此其中间的低
含量层通常在 %&—’& () 层，较 土的中间层 #&&
()浅。有机肥与化学肥料配施的 *+,、*+,-处理
&—!& ()土壤全磷含量比仅施用化学肥料的 +,和
+,-处理增加了 &.#/ 0 1 20。这在某种程度上说明
有机磷肥与无机磷肥的配合投入比单纯无机磷肥的
投入更能提高表层土壤磷的累积量。
所有处理 !&—%& () 土层全磷含量都仅次于
&—!& ()，3-处理 !&—%& ()土层全磷含量较 +处
理高 &.!4 0 1 20，这可能是因为 +处理的作物生长状
况要好于 3-处理，其根系密度更大，从 !&—%& ()
土层吸收了更多的磷养分；另一方面也说明小麦—
水稻轮作种植中在没有外源磷投入的情况下，单施
氮肥与不施肥相比，作物多吸收的那一部分磷营养
主要来自于亚表土层（!&—%& ()）。4个施磷处理的
!&—%& ()全磷含量仍然高于不施磷处理（3-、+），
但增长幅度要小于表土层，磷肥的投入同样造成亚
表土层（!&—%& ()）土壤磷的累积。%&—4& ()土层
全磷平均含量在 "个剖面层次中最低，其平均含量
仅 &.4& 0 1 20；各处理间全磷含量的变化最小，极差
值为 &.4& 0 1 20。3-、+、+,、+,-处理 4&—#&& ()土
层的全磷含量与其在 %&—4& ()土层含量相比变化
很小；但 *、*+、*+,、*+,-处理 4&—#&& ()土层
含量与其在 %&—4& ()土层含量相比增加明显，平
均增长 &."倍以上。只投入无机磷肥的 +,、+,-处
理与 3-处理相比，4&—#&& ()土层全磷含量平均
增加 &.!5 0 1 20。有机磷与无机磷肥配合施用的
*+,、*+,-处理与 3- 处理相比，4&—#&& ()土层
全磷含量平均增加量达到 &.5/ 0 1 20，比 +,、+,-处
理的平均高 &."! 0 1 20。-67和 896:(;6<［5］认为，长期
施有机肥和化学磷肥，粉壤土农田磷淋失深度超过
#&& ()；=0;>699 等［’］报道，有机磷比无机磷在土壤
剖面迁移得更深；单艳红等［#%］报道，在太湖地区的
重壤黄泥水稻土上，!$年配施有机无机磷肥土壤磷
垂直迁移可达 $& ()，单施无机磷肥可迁移 !" ()。
本试验中，!" 年有机无机磷配施处理、单施无机磷
肥处理和单施有机磷处理土壤磷的垂直迁移深度都
可达 #&& ()以上，但有机无机磷配施处理土壤磷向
下迁移的量远比单施无机磷肥处理大得多，有机磷
肥的施用促进了磷素由表层向底层迁移。
图 ! 不同施肥处理土壤剖面（"—!"" #$）全磷含量
%&’(! )*+,- . #*/+0/+ ,+ 1&22030/+ 4*&- 105+64（" 7 !"" #$）
,4 ,220#+01 89 1&22030/+ +30,+$0/+4
:;: 长期定位施肥土壤剖面速效磷含量的空间变
化
不同施肥处理经过 !"年 "&季的耕作后 &—#&&
()土壤剖面速效磷含量分布状况（图 !）看出，无论
是单施无机磷、有机磷还是有机无机磷配合施用都
增加了土壤剖面速效磷的总含量。有机无机磷肥配
施对提高土壤速效磷含量的作用最大，*+,处理在
所有处理中速效磷总含量最高，与 3-处理相比提
高了 ’5.$! )0 1 20；*+,- 处理，提高了 ’!.%%
)0 1 20；+,-处理比 3-提高了 5#.’% )0 1 20。单施
有机肥处理，剖面土壤速效磷含量的增加最少。
不施无机磷处理（3-、+、*、*+）4&—#&& ()土
层速效磷含量都占整个剖面速效磷总量的 4&?以
图 : 不同施肥处理土壤剖面（"—!"" #$）速效磷含量
%&’(: <-40/=. #*/+0/+ ,+ 4*&- 1&22030/+ 105+64（"7!"" #$）
,4 ,220#+01 89 1&22030/+ +30,+$0/+4
!’’ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 #%卷
上。由于没有磷肥的投入或者投入量不够，而小麦、
水稻的根系最多只能达到 !—"! #$深度，为了满足
作物生长的需要，上部土层的土壤速效磷因得不到
外源速效养分的补充而一直处于耗竭状态，虽然全
磷含量比底部土壤高，但大部分的磷为固定态磷，因
此，%&、’、(、(’处理 !—"! #$土层土壤速效磷含
量非常低。另一方面，所有处理 "!—)!! #$土层速
效磷含量具有或多或少的类似性，说明土壤深层的
速效磷含量处于相对稳定状态，受施肥、作物生长和
降水淋洗的影响较小或变化缓慢。同时，这也是该
土壤深层水分运动不明显的表征。有无机磷投入的
处理（’*、’*&、(’*、(’*&）剖面土壤速效磷含量分
布特征与全磷相似，+!—"! #$ 中间层最低，!—+!
#$和 "!—)!! #$层相对较高，这可能与这 +个处理
的磷库一直处于盈余状态有关［),］。
施用无机磷肥或者有机无机磷肥配合的处理显
著增加了土壤 !—-! #$ 土层速效磷的含量。以
(’*处理含量最高，较 %&处理提高了近 )-倍；其
次为 (’*&处理，提高了约 ))倍；’*&处理提高了
.倍。单施无机磷肥的 ’*、’*&处理与 %&处理相
比，-!—+! #$土层速效磷含量增长明显，但 +! #$
以下土层土壤速效磷含量的差异不大。有机无机磷
肥配施的 (’*、(’*&处理与 %&处理相比，-!—+!
#$土层速效磷含量提高 -/+ 倍，+!—"! #$土层提
高约 )倍，"! #$以下土层速效磷含量也略有提高，
但差异非常小，说明有机肥能促进土壤速效磷从表
土层向下层土壤缓慢移动。在土壤质地较轻的土壤
中，这种磷的向下迁移行为可能会加速土壤磷库的
亏损，同时导致地下水的磷富集。 土施用无机磷
肥速效磷可迁移至 "! #$土层，有机无机磷肥配施
土壤速效磷可迁移至 )!! #$以下土层。本试验中，
-,年施用无机磷肥处理土壤速效磷可迁移至 +! #$
土层，有机无机磷肥配合施用处理可迁移至 "! #$
土层。
!"# 长期定位施肥耕层土壤全磷含量随时间的变
化
-,年中不同施肥处理耕层全磷含量变化随着
耕作年限的延长差异明显。长期没有无机磷肥投入
的 %&、’、(、(’处理全磷含量表现为“不断降低”，
而长期有无机磷肥投入的 ’*、’*&、(’* 和 (’*&
处理则表现为“逐渐增加”；-,年后全磷含量最高的
(’*&处理与最低的 ( 处理间相差达 )/)0 1 2 31。
这说明随着耕作年限的延长，作物收获不断从土壤
中带走磷素，施磷与不施磷对土壤磷的盈亏影响加
剧。这从另一侧面解释了“试验前期施磷效果不显
著，而试验后期施磷极显著增产”［),］的原因。因为
土壤磷库具有很好的缓冲性能，试验地随着土壤磷
库的不断亏损，缓冲能力不断降低，一旦含磷量低于
作物需求临界值，减产成为必然。-,年间没有磷肥
投入的 %&、’处理和只有有机磷肥投入的 (处理，
全磷含量不断降低，%& 处理平均每年下降 !/!))
1 2 31，’、(处理平均每年下降约 !/!)- 1 2 31；(’*&
处理全磷提高幅度为平均每年增长 !/!44 1 2 31，(’*
处理每年增长 !/!-) 1 2 31。充足的磷肥施用使土壤
全磷随着年限的增长而积累（图 4）。
图 # 不同施肥处理耕层土壤（$—!$ %&）全磷含量
’()*# +,-./ 0 %,1-21- (1 -32 4/,5)3 /.627（$8!$ %&）
.9 .::2%-2; <6 ;(::2721- -72.-&21-9
!"= 长期定位施肥耕层土壤速效磷含量随时间的
变化
不同施肥处理 -,年耕作中不同时期的耕层土
壤速效磷变化（图 +）看出，长期没有无机磷肥投入
的 %&、’、(、(’处理则变化不大。土壤不同形态磷
素间存在一种动态平衡关系，在没有磷肥施入的情
况下，因其他形态的磷素的转化维持了土壤速效磷
水平；同时，由于试验田养分地处丘陵区谷地的中
部，其灌溉水必须经过其他农田，使灌溉水中会带入
一部分磷养分，这可能是不施无机磷土壤速效磷含
量变化不大的原因。施用磷肥的处理，特别是有机
无机磷肥的配合施用对促进土壤速效磷的累积作用
尤为明显。(’*处理土壤速效磷含量增长幅度最
大，平均每年增长 -/0. $1 2 31；(’*&处理平均每年
增长 -/," $1 2 31；而 ’*& 处理平均每年增长 -/)"
$1 2 31；’*处理平均每年增长 )/5! $1 2 31。6789:3;
等［)"］研究表明，有机肥的施用能通过有机酸的增加
来降低土壤对外源磷的吸附作用，增加磷的活性，这
455,期 秦鱼生，等：长期定位施肥对碱性紫色土磷素迁移与累积的影响
图 ! 不同施肥处理耕层土壤（"—#" $%）速效磷含量
&’()! *+,-./0 $1.2-.2 ’. 23- 4+15(3 +67-8（"9#" $%）
6, 6::-$2-; <7 ;’::-8-.2 28-62%-.2,
可能是有机无机磷肥配施比单施无机磷肥更能促进
土壤全磷与速效磷累积的原因。
= 结论
!）碱性紫色土长期连续过量施用磷肥造成 "—
!"" #$土体磷素的累积，以表层累积量最多；有机
无机磷肥配合施用比单施无机磷肥更能促进土壤磷
素的累积。
%）有机无机磷肥的大量施用造成土壤磷素在土
壤剖面向下迁移。%&年耕作后，单施无机磷肥或者
有机无机磷肥配合施用处理的土壤磷的累积深度都
超过 !"" #$；有机无机磷肥配施土壤磷的向下迁移
量远高于单施无机磷肥，其迁移深度比单施无机磷
肥深约 %" #$。
’）耕作 %&年间，随着年限的延长，单施无机磷
肥的土壤全磷和速效磷含量都快速增长，而没有无
机磷肥投入的土壤全磷含量降低明显，土壤速效磷
含量变化不大。有机无机磷肥配合施用土壤全磷和
速效磷含量的增长速度都比单施无机磷肥快。
参 考 文 献：
［!］ () *)蒂斯代尔，+) *) 纳尔逊 ,) -) 毕滕（金继运，刘荣乐，等
译）) 土壤肥力与肥料［.］) 北京：中国农业科技出版社，
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LC:66，!//01 !2’3!/%1
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’0!1
［2］ \9C86J575 . K，K9X8 K O，TA8=H @ U !" #$ % K##A$A98?5<= 8=7 7Z8C7 ?C8=6P^A895?E［,］) I<$$A=) (<59 (#5 ) L98=? K=89 )，%""!，’%（!/ _ %"）：
’"//3’!!/1
［R］ O8< I +，>98=#J8C B +) -56?C5WA?5<= 8=7 #J:$56?CE K9W8^A89D 6<59 8D?:C 0% E:8C6 ]A89 )，!/R’，%：%’R3%N"1
［0］ \HJW899 >，>5=D) LJ<6PJ6［,］) , ) \=X5C<=) ]A89 )，!//2，%&：!’’/3!’N’1
［/］ O<8=7 6P:#58?5<= 5= 8 68=7E 6<59 PCP95#8?5<=6［,］) , ) \=X5C<=) ]A89 )，%""R，’2：’"&3’!&1
［!"］ 黄庆海，李茶苟，赖涛，等 ) 长期施肥对红壤性水稻土磷素积
累与形态分异的影响［,］) 土壤与环境，%"""，/（N）：%/"3%/’1
N00 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !N卷