全 文 ：书土地利用方式对陇中黄土高原土壤磷组分的影响
滕泽琴，李旭东，韩会阁，张春平，傅华
（兰州大学草地农业科技学院 草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃 兰州７３００２０）
摘要：对陇中黄土高原地区至少已有５０年传统耕作历史的农田（耕作和休闲）和退耕２４年的草地（围封和放牧）土
壤磷组分进行了比较研究。结果表明，１）农田土壤中活性无机磷（Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ）、潜在活性无机磷（ＮａＯＨ
Ｐｉ）和０～１０ｃｍ土层中稳性无机磷（ＤＨＣｌＰｉ）以及３０～６０ｃｍ土层高稳性无机磷（ＨＨＣｌＰｉ）的含量显著高于草地；
潜在活性有机磷（ＮａＯＨＰｏ）含量０～１０ｃｍ土层围封草地显著高于农田，２０～６０ｃｍ土层农田显著高于草地。２）
土壤各磷组分之间的迁移转化主要发生在中稳性无机磷ＤＨＣｌＰｉ与其他磷组分之间，且农田中磷组分之间的转化
主要发生在０～２０ｃｍ土层。３）土壤速效磷、全磷与 Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ之间及土壤全氮、有机碳与
ＮａＯＨＰｉ、ＮａＯＨＰｏ、ＨＨＣｌＰｉ之间呈极显著正相关关系，而土壤ｐＨ 与 ＮａＨＣＯ３Ｐｏ呈显著负相关，与Ｈ２ＯＰｉ、
ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ、ＮａＯＨＰｏ、ＨＨＣｌＰｉ极显著负相关。
关键词：草地；农田；磷组分；黄土高原
中图分类号：Ｓ８１２．２；Ｓ１５３．６＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１３）０２００３００８
磷是植物生长必需的大量元素，它以多种途径参与植物体内的各种代谢过程，影响着植物的生长发育，是限
制植物生长的主要因子之一 ，同时在维持生态系统平衡中起着重要作用［１，２］。土壤中存在多种化学形态的磷，不
同形态磷的生物有效性不同，其循环过程也存在差异，并在系统有效磷的供应中起着各自不同的作用［３］。利用
Ｈｅｄｌｅｙ分级法可将土壤磷按照其对植物有效性的大小和转化特征的不同而进行分级，同时考虑了无机磷和有机
磷，因而被国内外学者广泛用于农田、草地、森林和湿地土壤磷形态的研究中［４１３］。比较不同磷组分在土壤中的
变化，对于理解土壤发育、耕作措施、植被类型等对土壤磷形态的影响和土壤微生物在磷转化中的作用具有重要
意义。
黄土高原为我国暖温带落叶阔叶林向干旱草原和荒漠化草原过渡的地带，由于气候变化等自然因素和乱砍
滥伐、过度放牧等不合理的土地利用方式的影响，该区成为我国水土流失最为严重、生态环境问题最为严峻的地
区之一［１４１６］。生态系统和土地利用方式的多样化是人类干扰下黄土高原最为典型的特点，国内学者已经对黄土
高原不同区域的植被恢复、耕作方式、种植制度等对土壤磷素的影响进行了研究［１６１９］。本研究通过对甘肃陇中黄
土高原区至少已有５０年传统耕作历史的农田和退耕２４年的草地２种生态系统土壤磷组分进行比较研究，探讨
土地利用方式对土壤磷素的形态及其分布的影响，为该区土壤养分管理和保护提供技术支撑。
１ 材料与方法
１．１ 研究区概况
研究区位于甘肃省榆中县的兰州大学国际地面气候与环境监测站及周围区域，地理坐标为北纬３５．９４６°，东
经１０４．１３７°，海拔１９６５．８ｍ。年平均气温６．７℃，年降水量３８２ｍｍ，蒸发量１３４３ｍｍ，无霜期９０～１４０ｄ，年日
照时数约２６００ｈ，属大陆性半干旱气候［２１］。植被类型为典型草原，塬面草地植物主要有长芒草（犛狋犻狆犪犫狌狀
犵犲犪狀犪）、赖草（犔犲狔犿狌狊狊犲犮犪犾犻狀狌狊）、铁杆蒿（犜狉犻狆狅犾犻狌犿狏狌犾犵犪狉犲）、冷蒿（犃狉狋犲犿犻狊犻犪犳狉犻犵犻犱犪）、阿尔泰狗娃花（犎犲狋
犲狉狅狆犪狆狆狌狊犪犾狋犪犻犮狌狊）等。地貌为黄土高原残塬梁峁沟壑，塬面土壤为灰钙土。农业生产为雨养型，主要作物为谷
子（犛犲狋犪狉犻犪犻狋犪犾犻犮犪）、豌豆（犘犻狊狌犿狊犪狋犻狏狌犿）与马铃薯（犛狅犾犪狀狌犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿）等，间歇式耕作，一年一熟制。
３０－３７
２０１３年４月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２２卷 第２期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
收稿日期：２０１１０６２７；改回日期：２０１１０８１７
基金项目：科技部科技支撑计划项目（２００８ＢＡＤ９５Ｂ０３），国家自然科学基金重点项目（９０７１１００２）和国家自然科学基金项目（３１０７０４１２）资助。
作者简介：滕泽琴（１９８４），女，甘肃兰州人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｔｅｎｇｚｑ０９＠ｌｚｕ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｆｕｈｕａ＠ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１．２ 研究方法
１．２．１ 样地选择 选择坡向和地势平缓一致紧邻的面积各为２ｈｍ２ 的样地４块，分别为自由放牧地（ｇｒａｚｉｎｇ
ｇｒａｓｓｌａｎｄ，ＧＧ），围封草地（ｆｅｎｃｅｄｇｒａｓｓｌａｎｄ，ＦＧ），谷子样地（犛．犻狋犪犾犻犮，ＳＩ），休闲耕地（ｆａｌｏｗｃｒｏｐｌａｎｄ，ＦＣ）（农田
样地根据２００８年种植状况命名）。草地原为农田，１９８６年撂荒，现已恢复到天然草地，主要优势种为本氏针茅。
围封草地２００５年１０月设置围栏。农田以轮作方式种植马铃薯、豌豆和谷子，每２～３年休闲。２００５－２００８年农
田的种植状况见表１。
表１ 农田生态系统２００５－２００８年种植状况
犜犪犫犾犲１ 犆狉狅狆狉狅狋犪狋犻狅狀犻狀狋犺犲犮狉狅狆犾犪狀犱犲犮狅狊狔狊狋犲犿犻狀２００５－２００８
样地Ｓａｍｐｌｉｎｇｓｉｔｅ ２００５ ２００６ ２００７ ２００８
休闲耕地Ｆａｌｏｗｃｒｏｐｌａｎｄ（ＦＣ） 休闲Ｆａｌｏｗｃｒｏｐｌａｎｄ 马铃薯Ｐｏｔａｔｏｆｉｅｌｄ 谷子犛．犻狋犪犾犻犮 休闲Ｆａｌｏｗｃｒｏｐｌａｎｄ
谷子样地犛．犻狋犪犾犻犮（ＳＩ） 谷子犛．犻狋犪犾犻犮 休闲Ｆａｌｏｗｃｒｏｐｌａｎｄ 休闲Ｆａｌｏｗｃｒｏｐｌａｎｄ 谷子犛．犻狋犪犾犻犮
注：文中谷子地、休闲地为２００８年样地种植状况。
Ｎｏｔｅ：ＴｈｅｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＳＩａｎｄＦＣｗｅｒｅｄａｔｅｄｏｆ２００８ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．
农田在种植年施入有机肥３０００ｋｇ／ｈｍ２，尿素３０ｋｇ／ｈｍ２，过磷酸钙６０ｋｇ／ｈｍ２。农田收获时将作物连根拔
起，留在土壤中的植物残余物非常少。
１．２．２ 样品采集 于２００８年９月采集土样，在每一个样地内设置３个５０ｍ×５０ｍ样区，每个样区内采用样线
法随机设置２条样线，各样线设置５个采样点，采用土钻法按０～１０，１０～２０，２０～３０，３０～４０和４０～６０ｃｍ土层
采集土壤样品，同一土层５个样点混合为１个样本。将土样去除植物根系和石块后，充分混匀并用四分法取约１
ｋｇ的土样带回实验室进行分析。
１．２．３ 样品分析 土壤样品在室内风干，去除残留的根系后用玻璃管压碎，过２ｍｍ筛测定速效磷和ｐＨ；四分
法分出部分样品过０．５ｍｍ筛，测定有机碳、全氮、全磷和磷组分。速效磷采用Ｏｌｓｅｎ法、全磷采用微波消解－钼
锑抗比色法、全氮采用凯氏定氮法、有机碳采用重铬酸钾容量法、ｐＨ采用电极法测定。
磷组分采用Ｓｕｉ等［２２］１９９９年修正后的Ｈｅｄｌｅｙ磷素分级方法，即采用连续浸提的方法，逐级加入：去离子水、
０．５ｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ３、０．１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ、１．０ｍｏｌ／Ｌ稀盐酸和浓盐酸提取出土壤中稳定性由弱到强的各级土壤
磷素形态（依次为Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐ、ＮａＯＨＰ、ＤＨＣｌＰ和ＨＨＣｌＰ，以下同）。其中，０．５ｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ３、０．１
ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ和浓盐酸浸提的形态又分为有机态（Ｐｏ）和无机态（Ｐｉ）两部分，土壤浸提液消化后测定该组分的全
磷和无机磷含量，而土壤的有机磷含量由全磷减去无机磷得出。
１．３ 数据处理
用Ｅｘｃｅｌ２００３和ＳＰＳＳ１６．０进行试验数据统计分析及作图，采用相关性分析（ＣｏｒｒｅｌａｔｅＰｅａｒｓｏｎ）确定土壤
理化性质、各形态磷组分之间的关系；采用单因素方差分析（ＯｎｅｗａｙＡＮＯＶＡ）中的ＬＳＤ法对不同样地之间各
磷组分进行显著性检验。
２ 结果与分析
２．１ 土地利用方式对土壤不同形态无机磷的影响
土地利用方式对土壤各组分无机磷的含量有影响（图１）。土壤活性磷组分中Ｈ２ＯＰｉ含量最低，各样地变化
范围在０．２０～３．２７ｍｇ／ｋｇ，０～１０ｃｍ土层农田样地显著高于围封草地，放牧草地和其他样地间无显著差异；
１０～２０ｃｍ土层，谷子地显著高于休闲地和草地，休闲地和草地之间无显著差异；在２０～３０和４０～６０ｃｍ土层各
样地间无显著差异，而３０～４０ｃｍ土层表现为休闲地＞谷子地＞草地（犘＜０．０５）。活性无机磷（ＮａＨＣＯ３Ｐｉ）含
量在０～４０ｃｍ的４个土层具有相同的变化规律，均表现为谷子地＞休闲地＞草地（犘＜０．０５）；４０～６０ｃｍ土层为
农田样地显著高于草地。潜在活性无机磷（ＮａＯＨＰｉ）含量在各土层都表现为农田样地显著大于草地，谷子地与
休闲地、围封与放牧地之间都没显著差异。各样地土壤３种活性磷组分含量都随土层深度的增加呈下降趋势。
１３第２２卷第２期 草业学报２０１３年
图１ 不同土地利用方式下土壤各组分无机磷的含量
犉犻犵．１ 犆狅狀狋犲狀狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅犻犾犻狀狅狉犵犪狀犻犮狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊
犳狉犪犮狋犻狅狀狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊
水磷 Ｈ２ＯＰｉ；碳酸氢钠无机磷 ＮａＨＣＯ３Ｐｉ；氢氧化钠无机磷
ＮａＯＨＰｉ；稀盐酸无机磷 ＤＨＣｌＰｉ；浓盐酸无机磷 ＨＨＣｌＰｉ．ＦＧ：
围封草地 Ｆｅｎｃｅｄｇｒａｓｓｌａｎｄ；ＧＧ：放牧草地 Ｇｒａｚｉｎｇｇｒａｓｓｌａｎｄ；ＳＩ：
谷子样地犛．犻狋犪犾犻犮；ＦＣ：休闲耕地Ｆａｌｏｗｃｒｏｐｌａｎｄ．下同 Ｔｈｅｓａｍｅ
ｂｅｌｏｗ．
研究区无机磷组分中，中稳性无机磷（ＤＨＣｌＰｉ）含量最高，变幅为３５１．９５～４７３．３６ｍｇ／ｋｇ，０～１０ｃｍ土层为
谷子地＞休闲地＞放牧地＞围封地（犘＜０．０５）；１０～２０ｃｍ土层，谷子地显著高于休闲地和２个草地，而休闲地和
２个草地之间差异不显著；在２０～３０ｃｍ土层，放牧地显著高于其他３个样地；３０～６０ｃｍ土层各样地之间无显著
差异。各样地ＤＨＣｌＰｉ含量随土层深度的增加呈先降低后增加的趋势。
高稳性无机磷（ＨＨＣｌＰｉ）含量次高，变化范围为６６．４９～８６．５８ｍｇ／ｋｇ。在０～１０ｃｍ土层，谷子地显著高于
其他各样地，其他３个样地之间差异不显著；在１０～２０ｃｍ土层，４个样地之间无显著差异；２０～３０ｃｍ土层，谷子
地显著高于其他２个草地，而休闲地与其余３个样地差异不显著；在３０～６０ｃｍ土层处农田都显著高于草地。
２．２ 土地利用方式对土壤不同形态有机磷的影响
有机磷的３个组分中ＮａＨＣＯ３Ｐｏ活性有机磷＜ＮａＯＨＰｏ潜在活性有机磷＜ＨＨＣｌＰｏ稳定性有机磷，变
化范围分别为１．８１～１０．０６，２．５８～３１．５７和２１．５２～９７．４６ｍｇ／ｋｇ（图２）。
０～１０ｃｍ土层ＮａＨＣＯ３Ｐｏ含量在各样地之间无显著差异；１０～２０ｃｍ土层，放牧地和谷子地显著高于休闲
地，围封样地与各样地差异不显著；２０～３０ｃｍ土层，放牧地和谷子地显著高于休闲地和围封地，休闲地和围封地
之间差异不显著；３０～４０ｃｍ土层农田样地显著高于围封地，放牧地与各样地差异不显著；４０～６０ｃｍ土层农田
２３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
显著高于草地。ＮａＯＨＰｏ含量在０～１０ｃｍ土层围封草地显著高于农田，放牧地与各样地差异不显著；１０～２０
ｃｍ土层各样地之间无显著差异；２０～６０ｃｍ各土层农田显著高于草地。ＨＨＣｌＰｏ含量，在０～１０ｃｍ土层草地
显著高于休闲地，谷子地与各样地差异不显著；在１０～２０ｃｍ土层围封地显著高于休闲地和放牧地，与谷子地差
异不显著；在２０～３０和３０～４０ｃｍ土层与ＮａＯＨＰｏ含量表现一致，均为农田显著高于草地；４０～６０ｃｍ土层草
地显著高于休闲地，谷子地与各个样地差异不显著。
随土层深度的增加，农田土壤有机磷的３个组分都表现为先升高后下降的趋势；放牧草地中活性有机磷的剖
面变化与农田一致，草地潜在活性有机磷沿土壤剖面呈下降趋势，稳定性有机磷在４０～６０ｃｍ土层显著升高。
图２ 不同土地利用方式下土壤各组分有机磷的含量
犉犻犵．２ 犆狅狀狋犲狀狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊
犳狉犪犮狋犻狅狀狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊
ＮａＨＣＯ３Ｐｏ碳酸氢钠有机磷，ＮａＯＨＰｏ氢氧化钠
有机磷，ＨＨＣＬＰｏ浓盐酸有机磷
２．３ 土壤磷组分之间的相关关系
以不同土层各形态磷占全磷百分比做相关分析，结果表明，部分磷组分之间呈负相关关系，说明这２个组分
之间可以相互转化［２３］。草地０～２０ｃｍ 土壤中，ＤＨＣｌＰｉ与 ＨＨＣｌＰｉ、ＨＨＣｌＰｏ，ＮａＨＣＯ３Ｐｉ与 ＨＨＣｌＰｉ、
ＨＨＣｌＰｏ呈显著负相关（犘＜０．０５）（表２）；２０～４０ｃｍ 土壤中，ＤＨＣｌＰｉ与 Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ、
ＮａＯＨＰｏ、ＨＨＣｌＰｏ，ＨＨＣｌＰｉ与Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＯＨＰｉ呈显著负相关（犘＜０．０５）（表３）。农田０～２０ｃｍ土壤中，
ＤＨＣｌＰｉ与ＨＨＣｌＰｉ、ＮａＯＨＰｏ、ＨＨＣｌＰｏ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ呈显著（犘＜０．０５）负相关（表４）；在２０～４０
ｃｍ土壤中，ＨＨＣｌＰｏ与Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＯＨＰｉ呈显著（犘＜０．０５）负相关（表５）。
可看出土壤磷组分之间的迁移转化主要发生在中稳性无机磷ＤＨＣｌＰｉ与其他磷组分之间，且农田主要发生
在０～２０ｃｍ土层。
２．４ 土壤理化性质对不同磷组分含量的影响
土壤理化性质影响土壤磷的形态、有效性及供应潜力。Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ与土壤全磷和速效
磷呈极显著（犘＜０．０１）相关，其余磷组分与全磷和速效磷无显著相关性。土壤全氮和有机碳与 ＮａＯＨＰｉ、
ＮａＯＨＰｏ和ＨＨＣｌＰｉ含量呈极显著正相关（犘＜０．０１），与其余各磷组分无显著相关。土壤ｐＨ与ＮａＨＣＯ３Ｐｏ
呈显著负相关（犘＜０．０５），与 Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ、ＮａＯＨＰｏ和 ＨＨＣｌＰｉ呈极显著负相关（犘＜
０．０１）（表６）。
３３第２２卷第２期 草业学报２０１３年
表２ 草地０～２０犮犿土层土壤磷组分之间的相关关系
犜犪犫犾犲２ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犪犿狅狀犵狊狅犻犾狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犳狉犪犮狋犻狅狀狊犻狀０－２０犮犿狊狅犻犾犾犪狔犲狉犻狀狋犺犲犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊
磷组分Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ Ｈ２ＯＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ＮａＯＨＰｉ ＤＨＣｌＰｉ ＨＨＣｌＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ＮａＯＨＰｏ
ＮａＨＣＯ３Ｐｉ －０．３１９
ＮａＯＨＰｉ －０．２２７ ０．３４７
ＤＨＣｌＰｉ －０．１１２ ０．６４０ －０．０４５
ＨＨＣｌＰｉ ０．３２３ －０．６２３ －０．０６１ －０．８２３
ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ０．５１０ －０．１０１ ０．０３３ －０．０４６ ０．３５２
ＮａＯＨＰｏ －０．４１４ －０．０１４ ０．２５７ －０．４８８ ０．２１２ －０．４６２
ＨＨＣｌＰｏ －０．１１９ －０．６２１ －０．１５６ －０．７６０ ０．３３０ －０．３９５ ０．４１８
注：表示０．０１水平显著相关，表示０．０５水平显著相关，下同。
Ｎｏｔｅ：ｉｎｄｉｃａｔｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔｔｈｅ０．０１ｌｅｖｅｌ，ｉｎｄｉｃａｔｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔｔｈｅ０．０５ｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅｓａｍｅｂｅ
ｌｏｗ．
表３ 草地２０～４０犮犿土层土壤磷组分之间的相关关系
犜犪犫犾犲３ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犪犿狅狀犵狊狅犻犾狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犳狉犪犮狋犻狅狀狊犻狀２０－４０犮犿狊狅犻犾犾犪狔犲狉犻狀狋犺犲犵狉犪狊狊犾犪狀犱狊
磷组分Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ Ｈ２ＯＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ＮａＯＨＰｉ ＤＨＣｌＰｉ ＨＨＣｌＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ＮａＯＨＰｏ
ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ０．６８８
ＮａＯＨＰｉ ０．８４５ ０．７７７
ＤＨＣｌＰｉ －０．７３１ －０．６９２ －０．７０６
ＨＨＣｌＰｉ －０．５９８ －０．１６１ －０．５５１ ０．１５５
ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ０．６５５ ０．７８６ ０．６２０ －０．３９８ －０．３７３
ＮａＯＨＰｏ ０．８２２ ０．５５６ ０．７０３ －０．８７０ －０．４０２ ０．３９５
ＨＨＣｌＰｏ ０．５１３ ０．２９９ ０．５２０ －０．８１７ －０．３１０ －０．０２０ ０．６７３
表４ 农田０～２０犮犿土层土壤磷组分之间的相关关系
犜犪犫犾犲４ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犪犿狅狀犵狊狅犻犾狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犳狉犪犮狋犻狅狀狊犻狀０－２０犮犿狊狅犻犾犾犪狔犲狉犻狀狋犺犲犮狉狅狆犾犪狀犱狊
磷组分Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ Ｈ２ＯＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ＮａＯＨＰｉ ＤＨＣｌＰｉ ＨＨＣｌＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ＮａＯＨＰｏ
ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ０．４４７
ＮａＯＨＰｉ ０．３２１ ０．６５３
ＤＨＣｌＰｉ －０．１０８ －０．４９９ －０．６０７
ＨＨＣｌＰｉ ０．０８３ ０．１５６ ０．３５６ －０．７９６
ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ０．３０９ ０．６７７ ０．４３１ －０．３１６ －０．０６６
ＮａＯＨＰｏ －０．２２４ －０．０１４ ０ －０．６９７ ０．５０７ ０．０１３
ＨＨＣｌＰｏ －０．０４７ ０．４１７ ０．６０９ －０．９５８ ０．６８３ ０．２３９ ０．６９３
表５ 农田２０～４０犮犿土层土壤磷组分之间的相关关系
犜犪犫犾犲５ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犪犿狅狀犵狊狅犻犾狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犳狉犪犮狋犻狅狀狊犻狀２０－４０犮犿狊狅犻犾犾犪狔犲狉犻狀狋犺犲犮狉狅狆犾犪狀犱狊
磷组分Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ Ｈ２ＯＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ＮａＯＨＰｉ ＤＨＣｌＰｉ ＨＨＣｌＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ＮａＯＨＰｏ
ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ０．３０５
ＮａＯＨＰｉ ０．４５３ ０．７９７
ＤＨＣｌＰｉ ０．２５５ －０．３６７ －０．１８７
ＨＨＣｌＰｉ ０．１９２ －０．４２５ －０．３２２ ０．１８１
ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ０．１６８ ０．７４６ ０．４１５ －０．２８３ －０．２０１
ＮａＯＨＰｏ ０．４６６ ０．７４１ ０．８１４ －０．３２２ －０．３４４ ０．２８９
ＨＨＣｌＰｏ －０．７３０ －０．４４８ －０．５７９ －０．４４０ －０．２８９ －０．３３０ －０．４８８
４３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
表６ 土壤磷组分与土壤基本理化性状的相关关系
犜犪犫犾犲６ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾狆犺狔狊犻犮犪犾犪狀犱犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犪狀犱狊狅犻犾狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犳狉犪犮狋犻狅狀狊
土壤理化性质Ｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｈ２ＯＰｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｉ ＮａＨＣＯ３Ｐｏ ＮａＯＨＰｉ ＮａＯＨＰｏ ＤＨＣｌＰｉ ＨＨＣｌＰｉ ＨＨＣｌＰｏ
有机碳ＳＯＣ ０．３３２ ０．３０８ ０．４０３ ０．５９１ ０．９４５ －０．１５４ ０．７２１ ０．２９２
全氮ＴｏｔａｌＮ ０．３２７ ０．３２８ ０．２７６ ０．５８１ ０．８９５ －０．２２１ ０．６２１ ０．２９９
ｐＨ值ｐＨｖａｌｕｅ －０．５７１ －０．６１０ －０．４４８ －０．７９６ －０．７７８ －０．０８５ －０．６５５ －０．０９９
有效磷ＡｖａｉｌａｂｌｅＰ ０．８８８ ０．９８４ ０．２１９ ０．９１１ ０．１１８ ０．３１８ ０．３０２ －０．３７９
全磷ＴｏｔａｌＰ ０．８４６ ０．７９６ ０．３１９ ０．６８２ －０．０２６ ０．２０７ ０．１７６ －０．４１６
３ 讨论
３．１ 土地利用方式对土壤各磷组分含量的影响
土地的利用与管理方式影响土壤养分物质的输入和输出，进而影响土壤的养分含量。本研究结果表明，在陇
中黄土高原，２种土地利用方式下农田土壤中活性无机磷（Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ）、潜在活性无机磷（ＮａＯＨＰｉ）的
含量显著高于草地，这主要与农田系统长期的施肥有关［２４］，与周宝库和张喜林［２５］的研究结果施磷肥后土壤速效
磷显著增加相似，另外，农田耕作破坏了土壤团粒结构，改善了通气状况，促进了有机磷的矿化［２６］，进而提高了无
机磷含量。有研究表明土壤ｐＨ是影响土壤磷酸盐形态和转化的重要因素［２７］，农田中由于磷肥和氨态氮肥的施
用降低了土壤的ｐＨ值，具有溶磷作用［２８，２９］，进而增加了上层土壤活性无机磷（Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ）和潜在活性
无机磷（ＮａＯＨＰｉ）的含量。休闲与当年耕作地相比，谷子地由于当年的施肥原因，耕层土壤中植物容易利用的
无机磷组分和有机磷组分都有所增加。农田土壤中ＮａＯＨＰｏ在耕层以下显著增加，也可能是农田长期施用化
肥和有机肥引起的潜在活性有机磷的增加，与来璐等［３０］研究结果相似。围封草地由于较多的凋落物归还和较高
的根系生物量［２１，２９，３１］，可能是其表层土壤潜在活性有机磷（ＮａＯＨＰｏ）含量高于农田的主要原因，这和Ｌａｊｔｈａ［３２］
的研究结果相似。李晓东等［３３］的研究也指出本研究区在０～１０ｃｍ土层草地由于大量植物残余物的返还和根系
分泌物导致有机碳含量显著高于农田，长期的施肥积累可能是２０ｃｍ土层以下有机碳含量农田高于草地的主要
原因，与本研究引起有机磷变化的原因一致。放牧草地由于家畜的采食，使地上活体量低于围封草地，从而影响
了草地立枯物和凋落物的数量［３４］，所以放牧草地ＮａＯＨＰｏ含量在上层土壤中低于围封草地。
３．２ 土壤各磷组分之间的迁移转化
土壤无机磷和有机磷都是植物吸收利用的重要磷源［３５］，它们之间可相互转化，无机磷被生物固定后形成有
机磷，有机磷通过土壤磷酸酶的作用转化为无机磷［３６］。土壤各磷组分之间存在一定的相互影响与制约，植物有
效磷源的多少取决于土壤各磷组分之间的分布状况和转化方向［３７］，无机磷和有机磷之间的转化实质上就是各磷
组分之间的迁移转化。本研究相关分析结果表明，磷组分之间的迁移转化主要发生在中稳性无机磷（ＤＨＣｌＰｉ）
与其他磷组分之间，ＤＨＣｌＰｉ是与钙结合的难溶无机磷形态，是黄土高原土壤类型中存在的最主要的磷形态。
ＤＨＣｌＰｉ和高稳性有机磷（ＨＨＣｌＰｏ）、潜在活性有机磷（ＮａＯＨＰｏ）之间存在极显著的负相关，说明有机磷组分
ＨＨＣｌＰｏ和ＮａＯＨＰｏ矿化后先与土壤中的钙结合再进一步释放出植物容易利用的活性无机磷，这与慕韩锋［３８］
的研究结果Ｃａ８Ｐ几乎是所有磷素转化为有效磷的最主要的中间形态有相似之处。草地２０～４０ｃｍ土层中，
ＤＨＣｌＰｉ与Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ均呈极显著负相关，在农田中也存在类似的负相关关系，说明ＤＨＣｌ
Ｐｉ与Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ之间存在相互转化过程，可能是因为ＤＨＣｌＰｉ是潜在的有效磷源［３９］，植物
对磷素的利用刺激稳定性无机磷缓慢向活性无机磷转化。
３．３ 土壤磷素与各理化性状之间的关系及对植物的有效性
植物所需磷素的唯一来源是通过根系由土壤吸收，因此土壤的理化性质对土壤各磷组分的转化及磷的有效
性都有影响。一般认为，土壤有效磷与某形态磷组分的相关性愈显著，则该形态磷组分的有效性愈大，其相对有
效性也愈高［４０］。本研究结果显示Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ和速效磷之间均呈极显著的相关关系，说明活
性无机磷组分和潜在活性无机磷组分的有效性较高。土壤全氮与 ＮａＯＨＰｉ、ＮａＯＨＰｏ呈极显著（犘＜０．０１）关
５３第２２卷第２期 草业学报２０１３年
系；ｐＨ与ＮａＨＣＯ３Ｐｏ呈显著负相关（犘＜０．０５），与 Ｈ２ＯＰｉ、ＮａＨＣＯ３Ｐｉ、ＮａＯＨＰｉ呈极显著负相关；有机碳与
ＮａＯＨＰｏ的相关关系最显著和穆晓慧等［２７］的研究结果相似。另外，土壤溶液中的游离Ｆｅ、活性ＣａＣＯ３、粘土含
量、土壤的风化程度以及环境因子等都是影响土壤磷素形态转化和有效性的重要因子，需要进一步研究。
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犈犳犳犲犮狋狊狅犳犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊狅狀狊狅犻犾狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊犳狉犪犮狋犻狅狀狊犻狀狋犺犲犔狅狀犵狕犺狅狀犵狆犪狉狋狅犳狋犺犲犔狅犲狊狊犘犾犪狋犲犪狌
ＴＥＮＧＺｅｑｉｎ，ＬＩＸｕｄｏｎｇ，ＨＡＮＨｕｉｇｅ，ＺＨＡＮＧＣｈｕｎｐｉｎｇ，ＦＵＨｕａ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＰａｓｔｏｒａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｔａｔｅＫｅｙ
ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＡｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００２０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｗｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｒａｃｔｉｏｎｓｉｎｃｒｏｐｌａｎｄｓ（ｐｌａｎｔｅｄａｎｄｆａｌｏｗ，ｗｈｉｃｈｈａｄａｈｉｓｔｏｒｙｏｆ
ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｆｏｒａｔｌｅａｓｔ５０ｙｅａｒｓ）ａｎｄｇｒａｓｓｌａｎｄｓ（ｆｅｎｃｅｄａｎｄｇｒａｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｄｂｅｅｎｒｅｓｔｏｒｅｄｆｒｏｍ
ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｆｏｒ２４ｙｅａｒｓ）ｏｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ．１）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｎｄｕｓｅｐａｔｔｅｒｎｓｃｈａｎｇｅｄｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｒａｃ
ｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆａｃｔｉｖｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（Ｈ２ＯＰｉ，ＮａＨＣＯ３Ｐｉ），ｐｏｔｅｎｔｉａｌａｃｔｉｖｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｐｈｏｓ
ｐｈｏｒｕｓ（ＮａＯＨＰｉ），ａｎｄｓｔａｂｌｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＤＨＣｌＰｉ）ｉｎｔｈｅ０－１０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒａｎｄｈｉｇｈｌｙｓｔａｂｌｅｉｎ
ｏｒｇａｎｉｃｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＨＨＣｌＰｉ）ｉｎｔｈｅ３０－６０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｉｎｔｈｅｃｒｏｐｌａｎｄｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅ
ｉｎｔｈｅｇｒａｓｓｌａｎｄｓｄｕｅｔｏｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｒｏｐｌａｎｄｓ；２）Ｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｆｒａｃｔｉｏｎｓｍａｉｎｌｙｏｃｃｕｒｅｄｂｅｔｗｅｅｎｍｏｄｅｒａｔｅｌｙｓｔａｂｌｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＤＨＣｌＰｉ）ａｎｄｏｔｈｅｒｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａｎｄａｌｓｏｍａｉｎｌｙｉｎｔｈｅ０－２０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｉｎｔｈｅｃｒｏｐｌａｎｄｓ；３）Ａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｔｏｔａｌ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈＨ２ＯＰｉ，ＮａＨＣＯ３Ｐｉ，ａｎｄＮａＯＨＰｉ．Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｏｔａｌｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎａｎｄＮａＯＨＰｉ，ＮａＯＨＰｏ，ａｎｄＨＨＣｌＰｉ（犘＜０．０１）．
ＳｏｉｌｐＨ ｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｎｄｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈＮａＨＣＯ３Ｐｏ （犘＜０．０５），Ｈ２ＯＰｉ，ＮａＨＣＯ３Ｐｉ，
ＮａＯＨＰｉ，ＮａＯＨＰｏ，ａｎｄＨＨＣｌＰｉ（犘＜０．０１）．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｇｒａｓｓｌａｎｄ；ｃｒｏｐｌａｎｄ；ｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ；ＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ
７３第２２卷第２期 草业学报２０１３年