全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１４３８８ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
李新乐，侯向阳，穆怀彬，李西良，郭丰辉．连续６年施磷肥对土壤磷素积累、形态转化及有效性的影响．草业学报，２０１５，２４（８）：２１８２２４．
ＬｉＸＬ，ＨｏｕＸＹ，ＭｕＨＢ，ＬｉＸＬ，ＧｕｏＦＨ．Ｐｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．Ａｃｔａ
ＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（８）：２１８２２４．
连续６年施磷肥对土壤磷素积累、
形态转化及有效性的影响
李新乐１，２，侯向阳１，穆怀彬１，李西良１，郭丰辉１
（１．中国农业科学院草原研究所，内蒙古 呼和浩特０１００１０；２．中国林业科学研究院沙漠林业实验中心，内蒙古 磴口０１５２００）
摘要：长期施磷肥对土壤磷素积累、形态转化以及有效性的影响是国内外土壤化学研究的热点之一。本研究利用
从２００８年开始在京南地区进行的紫花苜蓿连续６年施用磷肥定位试验，研究不同施肥处理对紫花苜蓿田土壤磷
素积累、形态转化及其有效性的影响。试验地土壤为褐潮土，试验开始前耕层（０～２０ｃｍ）土壤有机质为１１．２
ｇ／ｋｇ，全磷为０．７７ｇ／ｋｇ，速效磷为５．６６ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ为８．３。结果表明，连续不施磷肥土壤的全磷、速效磷、无机磷
各组分含量较连续施磷肥处理均明显降低，说明连续施用磷肥可显著扩大土壤中的有效磷库；不施磷肥处理耕层
（０～２０ｃｍ）土壤全磷下降了６．９４％，速效磷下降了１６．３％，施用磷肥处理耕层土壤全磷增加１．３％～１３％，速效磷
增加１６４．７％～３３５．９％；不同的施磷肥处理对Ｃａ２－Ｐ含量的影响最大，不施磷肥的土壤Ｃａ２Ｐ几乎耗竭，而施磷
处理的Ｃａ２Ｐ增加幅度可达１９～３６倍；此外，施用磷肥也使土壤Ｃａ８Ｐ、Ｃａ１０Ｐ、ＡｌＰ、ＦｅＰ、ＯＰ有不同程度的提
高。通过２０１３年的停施磷肥试验可知继续施磷肥的处理（Ｆ２）与停施磷肥的处理（Ｆ２′）在土壤磷素水平、苜蓿产量
及养分含量上均没有显著差异，表明磷肥存在明显的后效作用，之前积累在土壤中的磷素具有生物有效性。
关键词：褐潮土；磷肥；磷素形态；有效性
犘犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀犲犳犳犲犮狋狊狅狀狋犺犲犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狅狀，狋狉犪狀狊犳狅狉犿犪狋犻狅狀犪狀犱犪狏犪犻犾犪犫犻犾犻狋狔狅犳狊狅犻犾
狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊
ＬＩＸｉｎＬｅ１，２，ＨＯＵＸｉａｎｇＹａｎｇ１，ＭＵＨｕａｉＢｉｎ１，ＬＩＸｉＬｉａｎｇ１，ＧＵＯＦｅｎｇＨｕｉ１
１．犌狉犪狊狊犾犪狀犱犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犛犮犻犲狀犮犲狊，犎狌犺犺狅狋０１００１０，犆犺犻狀犪；２．犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾犆犲狀狋犲狉狅犳
犇犲狊犲狉狋犉狅狉犲狊狋狉狔，犆犺犻狀犪犃犮犪犱犲犿狔狅犳犉狅狉犲狊狋狉狔，犇犲狀犵犽狅狌０１５２００，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（Ｐ）ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆＰ
ｉｎｓｏｉｌｃｈｅｍｉｓｔｒｙｈａｖｅｄｒａｗｎｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｐｏｒｔｓｏｎａｓｉｘｙｅａｒｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｘ
ｐｅｒｉｍｅｎｔ（ｂｅｇｉｎｎｉｎｇｉｎ２００８）ｗｉｔｈａｌｆａｌｆａｇｒｏｗｎｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｒｅｇｉｏｎｏｆＢｅｉｊｉｎｇ．Ｔｈｅｓｏｉｌｔｙｐｅｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ
ｉｓｆｌｕｖｏａｑｕｉｃ．Ｂｅｆｏｒｅｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｗａｓ１１．２ｇ／ｋｇ，ｔｏｔａｌＰｗａｓ０．７７
ｇ／ｋｇ，ａｖａｉｌａｂｌｅＰｗａｓ５．６６ｍｇ／ｋｇａｎｄｓｏｉｌｐＨｗａｓ８．３ｉｎｔｈｅｔｏｐｓｏｉｌ（０－２０ｃｍ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅ
ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｏｔａｌＰ，ａｖａｉｌａｂｌｅＰａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃＰｉｎｖａｒｉｏｕｓｆｏｒｍｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｍａｒｋｅｄｌｙｗｉｔｈｏｕｔＰｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｗｈｅｎＰｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｗａｓａｐｐｌｉｅｄ．ＴｏｔａｌＰａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅＰｉｎｓｏｉｌｓｗｉｔｈｏｕｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｄｅ
ｃｒｅａｓｅｄｂｙ６．９４％ａｎｄ１６．３％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｌｅｉｎｓｏｉｌｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｓｉｘｙｅａｒｓｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｈｅｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ
１．３％－１３．０％ａｎｄ１６４．７％－３３５．９％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔＰｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎＣａ２Ｐ
第２４卷 第８期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．８
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年８月
Ａｕｇ，２０１５
收稿日期：２０１４０９１５；改回日期：２０１４１２２５
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划（２０１２ＢＡＤ１２Ｂ０２）资助。
作者简介：李新乐（１９８９），男，内蒙古巴彦淖尔人，硕士。Ｅｍａｉｌ：ｎｘｙｌｘｌ＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｈｏｕｘｙ１６＠１２６．ｃｏｍ
ｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．Ｃａ２Ｐｃｏｎｔｅｎｔｗａｓａｌｍｏｓｔｄｅｐｌｅｔｅｄｉｎｔｈｅｎｏｎｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｌｅｖｅｌｓｉｎ
ｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄ１９－３６ｔｉｍｅｓ．ＰｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｓｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣａ８Ｐ，Ｃａ１０
Ｐ，ＡｌＰ，ＦｅＰ，ＯＰ．Ｗｈｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｗａｓｓｔｏｐｐｅｄｉｎ２０１３ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｅｘｉｓｔｅｄ
ｉｎｓｏｉｌＰｌｅｖｅｌ，ａｌｆａｌｆａｙｉｅｌｄａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（Ｆ２）ａｎｄ
ｃｅａｓｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（Ｆ２′）．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｌｏｎｇｔｅｒｍＰｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｈａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
ｅｆｆｅｃｔｓ．ＴｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＰｉｎｓｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｓｓｈｏｕｌｄａｌｓｏｅｎｈａｎｃｅｆｕｔｕｒｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｏｒｍｓ；ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ
磷是植物必需的大量元素之一，不仅是植物体内许多重要化合物的组成成分，而且以多种途径参与植物体内
的代谢过程，从而影响植物的生长发育［１］。紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）是世界广泛种植的一种优质蛋白饲草，
被誉为“牧草之王”。全世界种植面积３．３×１０７ｈｍ２，我国现有种植面积约２．０×１０６ｈｍ２，居世界第６位，随着农
业生产结构的调整，其种植面积将进一步扩大［２］。苜蓿是一种需磷量较大的多年生作物［３］，施用磷肥可以显著增
加紫花苜蓿的根瘤数，加强根瘤菌的固氮作用，从而提高苜蓿的干物质产量［４］。此外，施磷明显可增强组织细胞
膜的稳定性，增大气孔导度，使其对干旱的敏感性降低［５］。近年来，磷肥在苜蓿生产中的应用面积和数量在逐年
增加［６］，但由于磷肥的利用率较低，当季利用率一般仅为１５％～２０％［７８］，导致磷素在土壤中大量积累［９１０］，造成
相当一部分土壤养分失调、磷肥利用率下降以及化肥资源的浪费［１１］。如何利用这一积累的磷库资源达到节省磷
肥，提高磷利用效率以及减少环境危害，对促进苜蓿产业的可持续发展具有重要的意义［１２１４］。
有关施磷肥对土壤磷素积累、形态转化以及有效性的影响，一直是土壤化学的研究热点。英国洛桑试验站小
麦（犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿）连作１０１年（１８４３－１９４４年）后，无肥区土壤全磷含量为０．５８ｇ／ｋｇ，而磷肥处理区土壤全
磷含量则为１．０８ｇ／ｋｇ［１５］，说明长期施磷肥能促进土壤磷素累积。周宝库和张喜林［１６］通过２４年小麦－大豆
（犌犾狔犮犻狀犲犿犪狓）－玉米（犣犲犪犿犪狔狊）轮作施肥试验表明长期不施磷，土壤全磷下降了３７．４％，施磷肥处理土壤全磷
都有明显积累，尤其是施二倍量磷肥处理，其土壤全磷比对照增加了５３．９％～６５．７％。黄绍敏等［１７］研究了小麦
－玉米轮作方式下长期不同施肥量对潮土土壤Ｐ素积累与利用，得出Ｐ素施入越多，残留在土壤中越多，Ｐ素利
用率越低。Ｏｔｔｏ和Ｋｉｌｉａｎ［１８］研究指出，当施Ｐ肥量在２０ｋｇ／ｈｍ２ 以上时，土壤Ｐ含量迅速提高。来璐等［１９］对１８
年连作苜蓿条件下不同施肥处理对黄土Ｐ素的影响进行了研究，结果表明施肥可提高土壤耕层全Ｐ含量。
本研究以京南地区苜蓿长期水肥定位试验为平台，探讨连续６年不同施磷肥处理对土壤磷素积累、形态转化
及有效性的影响，为苜蓿生产中合理地施用磷肥、提高肥料磷的有效性和利用率提供科学依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验区概况
试验地设在中国农业科学院廊坊实验基地，位于河北省廊坊市北部，地理位置１１６°３４′６０″－１１６°３６′１３″Ｅ，３９°
３５′４４″－３９°３６′１４″Ｎ。试验区地势平坦，海拔２５ｍ，属温带半干旱、半湿润大陆性季风气候。年均气温１１．９℃，１
月份最冷（平均气温－５．２℃，极端最低气温－２５℃），７月份气温最高（平均气温２６℃，极端最高温４０．２℃），平均
无霜期１８３ｄ，≥１０℃的年均积温为４１６７℃，平均年日照数２６５９．６ｈ，年均降水量５５４．９ｍｍ，降水高度集中在夏
季（平均４５４．７ｍｍ，占全年降水量的７７％）。试验地土壤类型为褐潮土，实验开始前耕层（０～２０ｃｍ）土壤有机质
为１１．２ｇ／ｋｇ，全磷为０．７７ｇ／ｋｇ，速效磷为５．６６ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ为８．３。
１．２ 试验设计
试验地种植植物为中苜２号紫花苜蓿，于２００７年１０月１日人工开沟条播，播种量为２２．５ｋｇ／ｈｍ２，播深２
ｃｍ，行距３０ｃｍ。研究于２００８年３月份开始，本文所用数据截至２０１３年１０月份，该实验至今仍在进行。采用完
全随机区组设计，磷肥处理设置３个水平：分别为０，１０５，２１０ｋｇＰ２Ｏ５／ｈｍ２（记为Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２），分两次施用，即每
次施肥量为０，５２．５，１０５ｋｇ／ｈｍ２，于每年苜蓿返青后以及第２茬刈割后结合灌溉进行施用，所施磷肥为粒状过磷
酸钙（有效Ｐ２Ｏ５＝１２．０％，硫＝１０％，钙＝１０％）。每个处理设４个重复，每个小区面积为６ｍ×６ｍ，相邻小区间
９１２第８期 李新乐 等：连续６年施磷肥对土壤磷素积累、形态转化及有效性的影响
隔０．５ｍ，各小区间进行防水隔离处理。整个生育期不再施其他肥料，田间管理同大田。
２０１３年在保持之前实验设计方案不变的前提下，对Ｆ２ 施肥试验小区进行了画线切半处理，即５０％仍然保持
以前的施磷肥量（２１０ｋｇＰ２Ｏ５／ｈｍ２），另５０％则停施磷肥（０ｋｇＰ２Ｏ５／ｈｍ２），记为Ｆ２′。此时小区面积为３ｍ×６
ｍ，其他田间管理不变。
１．３ 测定项目及方法
１．３．１ 苜蓿产量测定 在每茬苜蓿的初花期进行刈割，一个生长季刈割４次，样方大小为１ｍ×１ｍ，留茬高
度５ｃｍ，每个小区３次重复，田间测鲜重。每个处理随机抽取１个２００ｇ左右的小样本，放入保鲜袋中以防失
水，带回实验室称鲜重，而后将草样于１０５℃杀青１５ｍｉｎ，调至６５℃烘至恒重，测其干重。通过计算烘干前后的样
品重量的比值，即可得出干鲜比，进而换算得到干重产量。测完产后，各小区苜蓿全部刈割，留茬高度为５ｃｍ。
１．３．２ 土壤磷素含量测定 ２０１３年第４茬苜蓿收割１周后（９月１７日），在各试验小区用土钻采集０～２０ｃｍ
和２０～４０ｃｍ土壤样品，采用Ｓ形取样方法，每个小区取５钻土壤样品混合。土壤样品经风干、去杂、磨细、过筛、
混匀处理后，对无机磷分组采用顾益初和蒋柏藩［２０］的分级方法。此外，按土壤农化常规分析方法［２１］测定各层土
壤中磷素的含量，其中，用碱熔－钼锑抗比色法测定全磷；用Ｏｌｓｅｎ法测定速效磷。
１．３．３ 苜蓿养分含量测定 ２０１３年分别取第４茬停施磷肥和继续施磷肥处理的苜蓿样品，烘干粉碎后，经
Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ２消煮，按土壤农化常规分析方法［２１］采用钒钼黄比色法测定植株全磷含量，凯氏定氮法测定全氮含
量，火焰光度计法测定全钾含量。
１．４ 数据分析
利用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００３进行数据初步处理，Ｓｉｇｍａｐｌｏｔ１０．０绘图，ＳＰＳＳ１３．０对数据进行分析。
２ 结果与分析
２．１ 连续６年施磷肥对土壤磷素积累的影响
土壤全磷是土壤无机磷素和有机磷素的总和，能
反映土壤磷库大小和潜在的供磷能力。从表１可知，
对耕层（０～２０ｃｍ）土壤来说，施磷肥和不施磷肥的土
壤全磷含量存在显著差异，施磷肥的处理土壤全磷有
明显的积累，与不施磷肥土壤相比增加了８．３％～
２０．８％，且磷肥用量越多，土壤全磷含量越高。不施磷
肥处理，土壤全磷由试验前的０．７７ｇ／ｋｇ下降到２０１３
年的０．７２ｇ／ｋｇ，下降了６．９４％，而Ｆ１、Ｆ２ 施磷处理土
壤全磷比试验前提高０．０１～０．１０ｇ／ｋｇ，提高１．３％～
１３．０％。对于２０～４０ｃｍ土层土壤来说，施磷肥对土
壤全磷含量的影响没有显著差异。
土壤速效磷是指能被当季作物吸收的磷量，其含
量高低是决定磷肥有无效果以及效果大小的主要因
表１ 不同磷肥处理下土壤全磷和速效磷含量
犜犪犫犾犲１ 犆狅狀狋犲狀狋狅犳狋狅狋犪犾犘犪狀犱犪狏犪犻犾犪犫犾犲犘犪狊
犪犳犳犲犮狋犲犱犫狔犘犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉
土壤深度
Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
全磷
ＴｏｔａｌＰ（ｇ／ｋｇ）
速效磷
ＡｖａｉｌａｂｌｅＰ（ｍｇ／ｋｇ）
０～２０ Ｆ０ ０．７２ｃ ４．７４ｃ
Ｆ１ ０．７８ｂ １４．９８ｂ
Ｆ２ ０．８７ａ ２４．６７ａ
２０～４０ Ｆ０ ０．５９ａ １．３８ｂ
Ｆ１ ０．５９ａ ２．３５ａ
Ｆ２ ０．６１ａ ２．８５ａ
注：同列同一土层不同字母表示在０．０５水平上差异显著，下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｆｒｏｍｔｈｅｓａｍｅｓｏｉｌｌａｙｅｒｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎ
ｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔ５％ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
素。对耕层（０～２０ｃｍ）土壤来说，不同施肥处理的土壤速效磷含量存在显著差异（表１）。施磷肥处理土壤速效
磷有显著的增加，与不施肥相比土壤速效磷增加３～５倍，施磷量越多，土壤速效磷积累的也越多。同时，施磷肥
处理土壤速效磷较试验前提高１６４．７％～３３５．９％，不施肥处理，土壤速效磷较试验前下降了１６．３％。对于２０～
４０ｃｍ土层土壤来说，施磷肥对土壤速效磷含量的影响也有显著差异，表现为Ｆ２＞Ｆ１＞Ｆ０，但Ｆ１ 和Ｆ２ 之间差异
不显著。
２．２ 连续６年施磷肥对土壤磷素形态的影响
应用顾益初和蒋柏藩［２０］石灰性土壤无机磷分级的测定方法，将土壤无机磷部分的磷酸钙盐分为Ｃａ８Ｐ，
Ｃａ１０Ｐ，Ｃａ２Ｐ，同时使用混合浸提剂提取磷酸铁盐，以评价磷肥施入土壤后的形态转化和有效性。从表２中可以
０２２ 草 业 学 报 第２４卷
看出，各土层土壤无机磷以Ｃａ１０Ｐ为主，其次为ＦｅＰ，Ｃａ８Ｐ，ＡｌＰ；Ｃａ２Ｐ和ＯＰ含量相对较低，说明积累的磷素
大部分以缓效态的形式存在土壤中。不同的施磷肥处理对Ｃａ２Ｐ含量的影响最大，不施磷肥的土壤Ｃａ２Ｐ几乎
耗竭，而施用磷肥使耕层土壤Ｃａ２Ｐ提高１９～３６倍；此外，施磷肥使耕层土壤其他形态的无机磷均有不同程度的
增加，其中Ｃａ８Ｐ提高了７６．１％～１２７．２％，Ｃａ１０Ｐ提高了１０４．０％～１４５．６％，ＡｌＰ提高了４０．４％～７１．２％，Ｆｅ
Ｐ提高了１５６．６％～２００．６％，ＯＰ提高了１４．３％～５４．１％。施磷肥对２０～４０ｃｍ土层土壤不同形态无机磷有显
著影响，但是提高幅度相对较小，其中Ｃａ８Ｐ提高了６．８１％～９．６０％，Ｃａ１０Ｐ提高了６．７８％～９．６０％，ＡｌＰ提高
了９．２３％～９．５７％，ＦｅＰ提高了９．５１％～７８．４０％，ＯＰ提高了０．９４％～１５．７０％。
表２ 施磷肥对土壤无机磷形态的影响
犜犪犫犾犲２ 犐狀犳犾狌犲狀犮犲狅犳犘犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狅狀犳狅狉犿狊狅犳狊狅犻犾犻狀狅狉犵犪狀犻犮犘 ｍｇ／ｋｇ
土壤深度
Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
无机磷分组ＩｎｏｒｇａｎｉｃＰｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ
Ｃａ２Ｐ Ｃａ８Ｐ Ｃａ１０Ｐ ＡｌＰ ＦｅＰ ＯＰ
０～２０ Ｆ０ ０．５１ｃ ３３．８８ｃ １５０．３０ｃ ３２．０４ｃ ３９．４５ｃ ４．８２ｃ
Ｆ１ ９．６３ｂ ５９．６５ｂ ３０６．６０ｂ ４４．９８ｂ １０１．２３ｂ ５．５１ｂ
Ｆ２ １８．２６ａ ７６．９８ａ ３２２．４８ａ ５４．８４ａ １１８．５８ａ ７．４３ａ
２０～４０ Ｆ０ － １６．８８ｂ ２７４．３８ｂ １４．８４ｂ １７．６５ｂ ３．１８ｂ
Ｆ１ － １８．０３ａ ２９３．００ａ １６．２１ａ １９．３３ｂ ３．２１ｂ
Ｆ２ １．９９ １８．５０ａ ３００．７３ａ １６．２６ａ ３１．４８ａ ３．６８ａ
注：“－”代表微量，未检出。
Ｎｏｔｅ：“－”ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｔｒａｃｅｓ，ｎｏｔｄｅｔｅｃｔｅｄ．
２．３ 土壤速效磷变化与苜蓿干重产量的关系
图１ 土壤速效磷变化与苜蓿干重之间的关系
犉犻犵．１ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳犪狏犪犻犾犪犫犾犲犘
犻狀狋犺犲狊狌狉犳犪犮犲狊狅犻犾犪狀犱犱狉狔犿犪狋狋犲狉狅犳犪犾犳犪犾犳犪
图１表明，种植６年苜蓿的土壤速效磷含量变
化与苜蓿干重密切相关，相关系数达０．８０１，不同磷
肥处理之间在速效磷水平上存在明显差异，因此导
致苜蓿产量不同。由表３可知，３个磷肥处理土壤
中速效磷在试验始末减少量的顺序为：Ｆ２＞Ｆ１＞
Ｆ０，这个趋势和６年苜蓿年平均产量的趋势完全对
应。可见，苜蓿产量和土壤速效磷的消耗关系存在
明显地相关性。这也表明苜蓿生长的时间越长对土
壤中速效磷的消耗也会越多，因此在苜蓿生长过程
中追施磷肥对保证苜蓿草地的生产力是十分必要
的。
２．４ 连续施磷肥对土壤磷素有效性的影响
为了进一步评价连续施磷肥下土壤磷素的有效性，２０１３年对Ｆ２ 试验小区进行了画线切半处理，通过对停施
磷肥（Ｆ２′）和继续施磷肥（Ｆ２）两种处理下土壤速效磷、全磷含量的方差分析可知（图２），不同试验处理对各土层
土壤速效磷、全磷的影响均没有显著性差异，停施磷肥一年后，土壤的磷素水平并没有明显降低，仍然能够继续得
到保持。
此外，由图３方差分析结果可知，继续施磷肥的处理（Ｆ２）与停施磷肥的处理（Ｆ２′）苜蓿全年干重并没有显著
性差异（犘＝０．２６７＞０．０５），连续５年施用磷肥的土壤，在第６年停止施磷肥后，其苜蓿全年干重是继续施磷肥的
９２．２％～１０３．６％，停施磷肥的处理并没有减产。同时，Ｆ２′与Ｆ２ 两种处理的苜蓿氮磷钾养分含量也没有显著差
异，这说明所施磷肥存在明显的后效作用，之前在土壤中积累的磷素对作物仍然是有效的。因此当土壤中积累磷
１２２第８期 李新乐 等：连续６年施磷肥对土壤磷素积累、形态转化及有效性的影响
素的情况下，可以不必每年施用磷肥。
３ 讨论
本研究表明，连续施用磷肥使各土层土壤中全磷、
有效磷含量均有相应提高。施磷肥后，加快了土壤有
机物的循环利用，明显降低了耕层土壤对磷的吸附特
性，促进了土壤中磷素的活化，改善了磷素肥力水
平［２２］。本研究区域属于磷素水平较低的石灰性土壤，
各形态无机磷是苜蓿所需磷素的重要来源［２３］，而施磷
肥可促进各形态磷素含量提高。刘建玲和张福锁［２４２５］
研究发现，石灰性土壤长期大量施用磷肥主要增加土
壤Ｃａ２Ｐ和Ｃａ８Ｐ，ＦｅＰ和ＡｌＰ也有一定增加。有研
究表明，土壤有效磷含量随磷肥施用年限的延长呈极
显著（犘＜０．０１）上升趋势，年均增加０．５４ｍｇ／ｋｇ，而
不施肥处理土壤有效磷含量呈持平或下降趋势［２６］。
苜蓿作为一种大量需Ｐ的作物，随着种植年限的增
加，土壤Ｐ含量呈下降的趋势，因此，在苜蓿到一定年
限或频繁刈割后，应适当增施Ｐ肥，以保证植株的良
好生长，促进土壤与植物中营养物质的良性循环［２７］。
表３ 不同磷肥处理下的苜蓿产量及土壤速效磷含量
犜犪犫犾犲３ 犃犾犳犪犾犳犪狔犻犲犾犱犪狀犱犮狅狀狋犲狀狋狅犳犪狏犪犻犾犪犫犾犲犘狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
土壤速效磷ＡｖａｉｌａｂｌｅＰ（ｍｇ／ｋｇ）
试验前
Ｂｅｆｏｒｅｔｈｅ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
６年后
Ａｆｔｅｒｓｉｘ
ｙｅａｒｓ
变化量
Ｖａｒｉａｔｉｏｎ
平均产量
Ａｖｅｒａｇｅ
ｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｆ０ ５．６６ ４．７４ －０．９３ｃ １３３９５．６ｃ
Ｆ１ ５．６６ １４．９８ ９．３２ｂ １４２５０．１ｂ
Ｆ２ ５．６６ ２４．６７ １９．０１ａ １６０８７．８ａ
注：同列不同字母表示在０．０５水平上差异显著。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔａｔ５％ｌｅｖｅｌ．
图２ 不同磷肥处理下的土壤磷含量
犉犻犵．２ 犛狅犻犾犘犮狅狀狋犲狀狋狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狋狉犲犪狋犿犲狀狋
不同字母表示不同处理间差异显著（犘＜０．０５），下同。Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔ
ｔｅｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔ５％ｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅ
ｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
图３ 不同磷肥处理下的苜蓿产量和养分含量
犉犻犵．３ 犃犾犳犪犾犳犪狔犻犲犾犱犪狀犱狀狌狋狉犻犲狀狋犮狅狀狋犲狀狋狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狋狉犲犪狋犿犲狀狋
磷肥还存在明显的后效作用，之前积累在土壤中
的磷素具有生物有效性。田忠孝和曹季江［２８］研究认
为磷肥施入土壤后，由于土壤对磷的固定作用和磷在
土壤中的移动性差等原因，使磷肥当季利用率不高，把
后效包括在内也不超过２５％；未被利用的部分则以不
同形态残留于土壤之中，并不断累积起来。国内外的
长期定位试验结果表明，磷肥属于缓效肥，残留在土壤
中的磷，在后茬会缓慢地释放供作物吸收利用［２９３０］，把
残效算在内的磷肥表观利用率可达到 ４０．８％～
５３．０％［３１］，多年累积作物回收率可以达到５０％～
９０％［３２］。时正元和鲁如坤［３３］在红壤和潮土上作了土
壤磷积累的研究，得出在土壤磷不断积累的条件下，有
效磷低的土壤随着土壤有效磷的提高，磷肥利用率可
不断提高。有研究者通过连续４年的磷肥残效定位试
验，得出在连续施磷的情况下，残效可以叠加，从而显
著提高了磷肥当季增产率。本研究通过磷肥停施试验
得出：停施磷肥的处理与继续施磷肥的处理不仅在土
壤磷素状况上没有显著差异，而且在苜蓿产量及养分
含量均没有显著差异，表明磷肥存在明显的后效作用，
从而使后茬苜蓿维持较高的产量。由上可知，施入土
壤中的磷，即使在当年未被植物吸收利用，在以后的年份仍可以缓慢地被作物吸收利用，磷肥表现出很好的后效
作用［３４３５］。由于本研究只进行了一年的磷肥停施实验，究竟磷肥的后效作用能够维持多久，需要继续通过停施磷
肥实验加以分析研究。
２２２ 草 业 学 报 第２４卷
４ 结论
本研究探讨了连续６年施磷肥条件下土壤磷素的累积状况，土壤无机磷形态变化以及土壤积累磷素的有效
性。定位试验表明，连续不施肥，土壤全磷和速效磷明显下降，施磷肥处理能够维持并提高土壤全磷和速效磷含
量；褐潮土无机磷以Ｃａ１０Ｐ为主，其次为ＦｅＰ、Ｃａ８Ｐ、ＡｌＰ，Ｃａ２Ｐ和ＯＰ含量相对较低；连续施肥可以使土壤中
各种形态的磷累积，增加土壤中的有效磷养分，尤其对Ｃａ２Ｐ的提高效果更为显著。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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［２２］ ＺｈａｏＱＬ，ＷｕＸ，ＹｕａｎＳＪ，犲狋犪犾．Ａｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐａｄｄｙ
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［２３］ ＧｕｏＹＪ，ＮｉＹ，ＨａｎＪＧ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｐｅｒｅｎｎｉａｌａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｒａｓｓｌａｎｄｓｏｎｔｈｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎａｇｒｏ
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［２４］ ＬｉｕＪＬ，ＺｈａｎｇＦＳ．ＤｙｎａｍｉｃｓｏｆｓｏｉｌＰｐｏｏｌｉｎａｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｗｈｅａｔｍａｉｚｅｒｏｔａｔｉｏｎⅠ．Ｃｒｏｐｙｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔ
ｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＰａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｓｏｉｌｔｏｔａｌＰａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃＰ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２０００，（３）：３６０３６４．
３２２第８期 李新乐 等：连续６年施磷肥对土壤磷素积累、形态转化及有效性的影响
［２５］ ＬｉｕＪＬ，ＺｈａｎｇＦＳ．ＤｙｎａｍｉｃｓｏｆｓｏｉｌＰｐｏｏｌｉｎａｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｗｈｅａｔｍａｉｚｅｒｏｔａｔｉｏｎⅡ．Ｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｓｏｉｌ
ＯｌｓｅｎＰａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃＰ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２０００，（３）：３６５３６８．
［２６］ ＰｅｉＲＮ，ＹａｎｇＳＭ，ＸｕＭＧ，犲狋犪犾．ＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆＯｌｓｅｎＰｔｏＰｂａｌａｎｃｅｉｎｂｌａｃｋＬｏｅｓｓｉａｌｓｏｉｌｕｎｄｅｒｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．
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［２７］ ＹａｎｇＪ，ＸｉｅＹＺ，ＷｕＸＤ，犲狋犪犾．Ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｌａｎｔａｎｄｓｏｉｌｉｎａｌｆａｌｆａｇｒａｓｓｌａｎｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｉｎｇ
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［２８］ ＴｉａｎＺＸ，ＣａｏＪＪ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅｒｅｓｉｄｕａｌｅｆｆｅｃｔ．Ｓｏｉｌｓ，１９９７，２９（５）：２５１２５３．
［２９］ ＰｈｅａｖＳ．Ｆａｔｅｏｆａｐｐｌｉｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎａｈｉｇｈｌｙｗｅａｔｈｅｒｅｄｓａｎｄｙｓｏｉｌｕｎｄｅｒｌｏｗｌａｎｄｒｉｃｅｃｒｏｐｐｉｎｇ，ａｎｄｉｔｓｒｅｓｉｄｕａｌ
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［３１］ ＬｉＸＷ，ＭｅｎＭＸ，ＷａｎｇＳＴ，犲狋犪犾．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｃｒｏｐｙｉｅｌｄｓａｎｄｆａｒｍｌａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ．
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［３２］ ＳｍｉｌＶ．Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ：ｎａｔｕｒａｌｆｌｏｗｓａｎｄｈｕｍａｎｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓ．ＡｎｎｕａｌＲｅｖｉｅｗｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，
２０００，２５：５３８８．
［３３］ ＳｈｉＺＹ，ＬｕＲＫ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ：Ⅰｅｆｆｅｃｔｏｆａｌｏｔｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｙｉｅｌｄ．Ｓｏｉｌｓ，
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［３４］ ＭｉｓｈｉｍａＳＩ．ＴｒｅｎｄｓｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｄｅｍａｎｄａｎｄｐｈｏｓｐｈａｔｅｂａｌａｎｃｅｉｎｆａｒｍｌａｎｄｓｏｉｌｓｉｎＪａｐａｎ．ＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｌａｎｔ
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４２２ 草 业 学 报 第２４卷