全 文 ：中国生态农业学报 2011年 5月 第 19卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2011, 19(3): 525−531


* 广东省农业科技攻关项目(2006B20601013, 2007A020300004-4, 2008B021000046)、广东省重大科技专项(2007B080401019, 2008A080401008)
和广州市农业科技项目(GZCQC1002FG08015)资助
** 通讯作者: 邹献中(1968~), 男, 博士, 副研究员, 主要从事土壤环境方面的研究。E-mail: patroon68@gmail.com
宁建凤(1978~), 女, 硕士, 助理研究员, 主要从事农业面源污染与水环境保护研究。E-mail: njfwzht@tom.com
收稿日期: 2010-09-20 接受日期: 2010-12-14
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00525
施磷对苦麦菜生长及土壤磷素淋失的影响*
宁建凤 罗文贱 杨少海 邹献中** 陈 勇
孙丽丽 魏 岚 巫金龙
(广东省农业科学院土壤肥料研究所 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室 广州 510640)
摘 要 利用网室土柱模拟试验, 研究了不同磷用量[0、0.05 g·kg−1(土)、0.10 g·kg−1(土)、0.20 g·kg−1(土)]对苦
麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失的影响。结果表明, 施磷显著增加苦麦菜产量、促进植株对磷的吸
收。苦麦菜产量在低磷水平[0.05 g·kg−1(土)]时最高, 为每个土柱 186.29 g。随磷用量增加, 苦麦菜产量和磷肥
利用率明显降低, 植株吸磷量无明显变化。施磷显著增加土壤磷淋失量, 且随磷用量增加, 不同形态磷淋失量
均显著增加。同一磷处理颗粒磷淋失量高于溶解态磷。不同磷用量条件下土壤各形态磷的淋失率均低于 0.1%。
低量施磷条件下溶解态磷在施磷后第 10 d出现第 1次淋失高峰; 中量和高量施磷条件下溶解态磷在施磷后第
10 d和第 40 d分别出现 2次淋失高峰。土壤总磷和颗粒磷淋失高峰期在施磷后第 40~50 d出现。施肥后第 60
d, 土壤总磷、溶解态磷和颗粒磷淋失浓度均明显降低。综合考虑苦麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失
量等因素, 苦麦菜以 0.05 g·kg−1(土)的施磷量为佳。
关键词 施磷量 苦麦菜 磷淋失 磷形态 磷利用率
中图分类号: S158.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)03-0525-07
Effect of phosphorus application on growth of bitter Chinese
lettuce and soil phosphorus leaching
NING Jian-Feng, LUO Wen-Jian, YANG Shao-Hai, ZOU Xian-Zhong,
CHEN Yong, SUN Li-Li ,WEI Lan, WU Jin-Long
(Institute of Soil and Fertilizer, Guangdong Academy of Agricultural Sciences; Guangdong Key Laboratory of
Nutrient Cycling and Farmland Conservation, Guangzhou 510640, China)
Abstract A soil column experiment was conducted in net room to study the effects of different phosphorus levels [0, 0.05
g·kg−1(soil), 0.10 g·kg−1(soil) and 0.20 g·kg−1(soil)] on phosphorus uptake, utilization and yield of bitter Chinese lettuce and on soil
phosphorus leaching. The results showed that phosphorus application significantly increased yield of bitter Chinese lettuce and also
promoted phosphorus absorption by the plant. The highest yield (186.29 g per column) was observed under low phosphorus level
[0.05 g·kg−1(soil)]. With increasing phosphorus level, yield and phosphorus use efficiency decreased significantly. There was no
significant change in phosphorus uptake under different phosphorus levels. It was also noted that leaching of total phosphorus
increased significantly with increasing phosphorus level. Under the same treatment, particulate phosphorus leaching was higher than
dissolved phosphorus. The leaching ratios of phosphorus in different forms in all the treatments were less than 0.1%. Dissolved
phosphorus leaching was highest at 10 days after phosphorus application under low phosphorus level. The second highest leaching
occurred at 40 days after phosphorus application under moderate and high phosphorus level. High leaching of total phosphorus and
particulate phosphorus were observed at 40~50 days after phosphorus application. Leaching of total phosphorus, dissolved
phosphorus and particulate phosphorus drastically decreased at 60 days after phosphorus application. In terms of plant yield and
phosphorus uptake, phosphorus use efficiency and soil phosphorus leaching, low phosphorus application [0.05 g·kg−1(soil)] was
suggested for bitter Chinese lettuce in the region.
Key words Phosphorus application level, Bitter Chinese lettuce, Phosphorus leaching, Phosphorus form, Phosphorus use
526 中国生态农业学报 2011 第 19卷


efficiency
(Received Sep. 20, 2010; accepted Dec. 14, 2010)
农田磷素流失引起的水体面源污染已成为当前
国内外研究的热点问题之一[1−2]。长期以来, 径流流
失被认为是农田土壤磷进入水体的主要途径; 而近
年来的诸多研究表明, 土壤磷素淋溶对水体造成的
污染不可小视[3−5]。我国农田生态系统磷素从 20 世
纪 80 年代开始出现盈余, 此后呈现直线上升的态势,
尤其在蔬菜保护地, 磷素过量的问题尤为突出[6]。黄
东风等 [7]对福州市郊蔬菜基地的调查研究表明, 菜
地土壤全磷、速效磷均呈现明显的累积特征。刘建
玲等 [8]的研究结果显示, 菜地过量施磷明显增加土
壤积累磷的潜在风险。农田磷素流失引起的水体面
源污染已成为世界范围内普遍存在环境问题[9]。据
Smith 等[10]的研究结果, 施肥明显增加地表水颗粒
磷和可溶性磷含量。Macrae等[11]指出农田表层土壤
磷素的富积对地表水环境存在巨大的潜在污染风
险。近年来, 蔬菜业逐渐成为珠江三角洲地区种植
业的主导产业之一。据调查, 珠江三角洲地区菜地年
均磷肥(以 P2O5计)投入量高达 916.5 kg·hm−2, 是稻田
磷肥用量的 5 倍, 大大超出了作物生长的正常需求
量[12]。同时, 珠三角地区属热带、亚热带气候, 降水
丰沛且集中, 土壤淋溶作用强烈[13]。因此, 菜地过量
施用磷肥必然会对该地区地下水造成污染。同以往
针对农田磷素径流流失造成的环境污染研究不同 ,
本文从土壤磷素淋溶角度, 结合当前珠江三角洲地
区菜地过量施肥现状及本地区的水文和气候特点 ,
以地带性土壤赤红壤为供试材料, 探讨不同磷肥用
量对苦麦菜生长及土壤磷素淋失的影响, 以期为菜
地磷肥合理施用及水环境保护提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试土壤采自广东省农业科学院试验基地
(23°08′ N, 113°20′ E)0~20 cm土壤, 该地潜水埋深处
于中位(0.6~1.0 m)至较高位(0.3~0.6 m)水平。土壤类
型为赤红壤, 质地为砂质黏壤土, 其基本理化性状
为: pH6.54, 容重 1.35 g·cm−3, 有机质 22.8 g·kg−1, 全
氮 1.29 g·kg−1, 全磷 3.33 g·kg−1, 全钾 15.7 g·kg−1, 碱
解氮 102.1 mg·kg−1, 速效磷 171.5 mg·kg−1, 速效钾
127.01 mg·kg−1。土壤风干过 5 mm筛后备用。供试
土柱采用白色 PVC 塑料管, 内直径为 15 cm, 高约
90 cm, 底部用打有空洞的有机玻璃封闭, 用于收集
土壤渗滤液。同时将土柱内壁进行打磨, 使壁面变
得粗糙, 以削减土柱边缘渗漏效应的影响。在土柱
底部垫上粒径在 2~3 mm的洁净河沙, 厚度约 2 cm。
供试植物为广东地区常见蔬菜苦麦菜。
1.2 试验设计
试验在广东省农业科学院土壤肥料研究所网室
内进行。试验设 3 个磷(P2O5)用量水平: P1 为 0.05
g·kg−1(土), P2为 0.10 g·kg−1(土), P3为 0.20 g·kg−1(土);
磷肥采用过磷酸钙(含 P2O5 12%)。以不施磷肥处理
为对照(CK)。试验共 4 个处理, 每处理重复 3 次。
所有处理施用相同用量的氮肥和钾肥, 其中氮肥采
用尿素(含 N 46%), 施用量为 0.20 g(N)·kg−1(土); 钾
肥采用氯化钾 (含 K2O 60%), 施用量为 0.2
g(K2O)·kg−1(土)。磷、钾肥均作为基肥施, 氮肥 1/3
用量作基肥, 2/3 用量分 2 次追施。2009 年 4 月 29
日将土壤装入土柱。以 20 cm 为 1 层, 由下向上分
层装柱 , 装土过程中适当压实边缘土壤以防侧渗 ,
将土壤的 1/2 装入土柱后, 从上部加入适量去离子
水, 使土柱土壤湿润、平衡, 然后把剩余土壤与基肥
充分混匀后装柱, 施于土柱表层。每柱装土共 14 kg,
挑选长势基本一致的苦麦菜移栽至土柱内, 每柱定
植 1 棵幼苗。分别于 2009 年 6 月 1 日和 6 月 15 日
进行苦麦菜氮肥追施, 追施氮肥溶于 100 mL去离子
水以溶液形式施入土壤。7月 5日苦麦菜收获, 测定
植株生物量等各项指标。
试验期间, 采用自来水对土柱进行淋洗。于施
基肥后第 10 d开始第 1次淋洗, 以后每 10 d对土柱
淋洗 1 次, 每次每个土柱的淋洗水量为 2.5 L, 共淋
洗 6 次, 即每个土柱接受的淋洗水总量为 15 L, 折
合约 800 mm, 相当于珠江三角洲地区一年中雨季期
降雨量的 60%(参照李同杰等[14]的方法, 即以雨季期
降雨量的 60%计算淋溶量, 另外 40%通过径流循环。
多年平均降雨量以 1 600 mm计, 雨季期降雨量占全
年降雨量的 83%左右[15], 以土柱面积和降水量计算
淋洗水量)。试验中用塑料瓶承接土柱渗滤液, 每次
淋洗后待不再有渗滤液流出时, 测量渗滤液体积并
进行记录, 然后取适量水样进行各项指标分析、测
定。整个试验期间, 各处理除人工浇水外不受自然
降雨的影响。
1.3 测定项目及方法
渗滤液: 参照《水和废水监测分析方法》[16], 总
磷(TP)含量采用过硫酸钾消化−钼锑抗分光光度法
测定, 溶解态磷(DTP)含量用 0.45 μm滤膜过滤后采
用过硫酸钾消化−钼锑抗分光光度法测定 , 颗粒磷
(PP)含量由总磷含量减去可溶性磷含量获得。
第 3期 宁建凤等: 施磷对苦麦菜生长及土壤磷素淋失的影响 527


植株 : 苦麦菜鲜重用百分之一天平进行称量 ;
苦麦菜植株烘干、磨碎、过筛后, 采用钼锑抗比色
法[17]测定植株全磷含量。
1.4 计算方法和数据分析方法
磷肥利用率 [18]=(施磷处理苦麦菜吸磷量−对照
处理苦麦菜吸磷量)/施磷量×100% (1)
磷肥淋失率 [13]=(施磷处理磷淋失量−对照处理
磷淋失量)/施磷量×100% (2)
使用 Excel 2003程序和 SAS 9.0统计分析软件
进行数据处理。
2 结果与分析
2.1 不同磷用量对苦麦菜产量及磷素吸收、利用的
影响
施磷显著增加苦麦菜产量(表 1)。对照处理每个
土柱苦麦菜产量为 106.51 g, P1 处理苦麦菜产量比
对照提高 75%; 继续增加磷用量, 苦麦菜增产幅度
下降。施磷显著促进苦麦菜植株对磷的吸收, 表现
为施磷处理植株吸磷量显著高于对照。但随磷用量
增加, 植株吸磷量没有显著变化, 说明在 P1 用量的
基础上, 继续增加磷用量并未增加苦麦菜对磷的吸
收。苦麦菜磷肥利用率随施磷量增加显著降低, P3
与 P1处理相比降低 61%。
2.2 不同磷用量处理下土壤总磷淋失动态变化
不同磷用量处理下土壤总磷淋失动态变化如图
1。施磷后第 10 d, 对照和不同磷用量处理的土壤总
磷淋失浓度范围在 0.101~0.162 mg·L−1之间。随着时
间的增加, 除 P3处理外其他各处理在施磷后第 20 d
总磷浓度均呈下降趋势。在施磷后第 40 d, 各处理
总磷淋失浓度均明显增加 , 其中对照总磷浓度为
0.183 mg·L−1, P1、P2和 P3处理总磷淋失浓度分别
为 0.255 mg·L−1、0.297 mg·L−1和 0.491 mg·L−1。之后
各处理总磷浓度均呈现不同程度下降变化, 至施磷
后第 60 d, 对照处理总磷浓度为 0.049 mg·L−1, 各施
磷处理总磷浓度在 0.125~0.203 mg·L−1。

表 1 不同磷用量处理下苦麦菜产量、磷吸收量及磷肥利用率
Table 1 Yield, phosphorus uptake and use efficiency of bitter Chinese lettuce under different phosphorus application levels
处理
Treatment
磷水平
Phosphorus level [g·kg−1(soil)]
产量
Yield (g·column−1)
吸磷量
Phosphorus uptake (g·column−1)
磷利用率
Phosphorus use efficiency (%)
CK 0 106.51±11.44c 0.107±0.025b —
P1 0.05 186.29±12.74a 0.145±0.006a 6.37±0.79a
P2 0.10 149.66±14.92b 0.150±0.005a 3.58±0.35b
P3 0.20 161.01±18.91ab 0.169±0.005a 2.46±0.20c
同列不同小写字母表示差异达 5%显著水平, 下同. Different small letters in same column mean significant difference at 0.05 level. The same below.



图 1 不同磷用量处理土壤总磷淋失动态变化
Fig. 1 Dynamics of soil total phosphorus leaching under
different phosphorus application levels

2.3 不同磷用量处理下土壤溶解态磷淋失动态变化
图 2 中, 施用磷肥 10 d 时, 各处理土壤溶解态
磷淋失浓度在 0.045~0.096 mg·L−1。此后, 各处理渗
滤液中溶解态磷浓度迅速下降, 至施肥后第 20 d,
对照处理溶解态磷浓度为 0.008 mg·L−1, P1和 P2处
理溶解态磷浓度分别为 0.013 mg·L−1和 0.014 mg·L−1,
P3处理溶解态磷浓度较高, 为 0.032 mg·L−1。随时间
推移, P2和 P3处理溶解态磷浓度在施磷后 20~40 d
内呈增加趋势, 至施肥后第 40 d分别出现 1个淋洗
峰, 淋失浓度分别为 0.061 mg·L−1和 0.079 mg·L−1;
之后, 两处理的土壤渗滤液中溶解态磷浓度明显降
低, 施肥后第 60 d, P2和 P3处理的溶解态磷浓度均
降低至 0.023 mg·L−1。与 P2和 P3处理不同, 对照和
P1处理的溶解态总磷淋失浓度在施肥后 30 d有所上
升, 之后在 30~60 d之间呈较为平缓的下降趋势, 至
施肥后第 60 d, 对照和 P1处理的溶解态磷浓度均低
于 0.020 mg·L−1。



图 2 不同磷用量处理土壤溶解态磷淋失动态变化
Fig. 2 Dynamics of soil dissolved phosphorus leaching under
different phosphorus application levels
528 中国生态农业学报 2011 第 19卷


2.4 不同磷用量处理下土壤颗粒磷淋失动态变化
不同磷用量处理下土壤渗滤液中颗粒磷浓度的
动态变化如图 3 所示。施磷肥后第 10 d, 对照处理
土壤颗粒磷淋失浓度为 0.056 mg·L−1, 施磷处理的
颗粒磷浓度在 0.048~0.108 mg·L−1之间。随着磷肥施
入土壤时间的延长, 不同处理的土壤渗滤液中颗粒
磷浓度呈现不同的变化趋势。在施肥后第 20 d, 各
处理颗粒磷浓度均明显升高 , 含量变化范围为
0.092~0.192 mg·L−1。之后, 于施肥第 30 d各处理颗
粒磷含量迅速下降, 除 P3 处理外, 其他处理的颗粒
磷含量均明显低于施肥后第 10 d和 20 d。至施磷肥
后第 40 d, 对照和各施磷处理的颗粒磷浓度明显增
加, 其中对照处理的颗粒磷浓度为 0.167 mg·L−1, P3
处理浓度最高, 为 0.412 mg·L−1, P1和 P2处理的浓
度分别为 0.235 mg·L−1和 0.236 mg·L−1。施磷后第 50
d, 除 P2 处理颗粒磷浓度有所升高外, 其他处理颗
粒磷含量均变化不显著。随时间推进, 施用磷肥后
第 60 d, 各处理土壤渗滤液中颗粒磷浓度均显著下
降, 浓度范围为 0.043~0.180 mg·L−1。
2.5 不同磷用量对土壤总磷、溶解态总磷和颗粒磷
淋失负荷的影响
从表 2 可以看出, 施磷显著增加土壤总磷、溶
解态磷、颗粒磷的淋失量。对照处理总磷、溶解态



图 3 不同磷用量处理土壤颗粒磷淋失动态变化
Fig. 3 Dynamics of soil particulate phosphorus leaching under
different phosphorus application levels
磷和颗粒磷每个土柱的淋失量分别为 1.04 mg、0.17
mg、0.87 mg, P1处理的 3种形态磷淋失量比对照分
别增加 37%、29%和 38%; 随着磷用量增加, 土壤磷
淋失量明显增加。P3处理的总磷、溶解态磷和颗粒
磷每个土柱的淋失量分别为 2.64 mg、0.47 mg和 2.17
mg, 是相应对照处理的 2.54倍、2.76倍和 2.49倍。
各处理土壤不同形态的磷淋失率均低于 0.1%。其中,
总磷淋失率最高, 在 0.054%~0.057%之间; 颗粒磷
淋失率次之, 在 0.045%~0.048%之间; 溶解态磷淋
失率最低, 为 0.006%~0.011%。
3 讨论
3.1 不同磷用量对苦麦菜产量及磷素吸收、利用的
影响
磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,
适量施磷可明显提高作物产量。磷用量过高会导致
作物对磷素的奢侈吸收、增产幅度下降、磷肥利用
率降低等一系列问题[19−20]。杨春玲[21]对小白菜、辣
椒、苋菜和萝卜的研究表明, 适量施磷蔬菜增产效
应显著, 施磷量过高蔬菜出现减产现象。刘建玲等[22]
的研究结果显示 , 施磷显著增加白菜和辣椒产量 ,
磷肥超过一定用量时白菜和辣椒的产量无显著变化,
且随磷用量的增加白菜和辣椒植株的全磷含量显著
增加。本研究中, 0.05 g(P2O5)·kg−1(土)的施磷处理苦
麦菜获得最大产量, 磷肥利用率最高, 继续增加磷
用量, 产量和肥料利用率均呈下降变化。说明适量
施磷有利于提高作物肥料利用率, 并获得高产。供
磷量过高产生的报酬递减效应与高磷对植物生长产
生不同程度的抑制作用有关[19,23]。
3.2 不同磷用量处理下土壤总磷淋失动态
据报道, 导致水体富营养化的全磷浓度临界值
为 0.02 mg·L−1[24]。本试验中, 施用磷肥后第 10 d, 即
使是不施磷的对照处理总磷淋失浓度也远高于 0.02
mg·L−1。其原因可能是由于供试土壤含磷量较高, 由
土壤本身磷素淋失造成, 这与李学平等[25]的研究结

表 2 不同磷用量处理土壤磷淋失量及磷淋失率
Table 2 Leaching amount and leaching rate of soil phosphorus under different phosphorus application levels
磷淋失量
Phosphorus leaching amount (mg·column−1)
磷淋失率
Phosphorus leaching ratio (%)
处理
Treatment
磷水平
Phosphorus level
[g·kg−1(soil)]
总磷
Total
phosphorus
溶解态磷
Dissolved
phosphorus
颗粒磷
Particulate
phosphorus
总磷
Total
phosphorus
溶解态磷
Dissolved
phosphorus
颗粒磷
Particulate
phosphorus
CK 0 1.04d 0.17d 0.87c — — —
P1 0.05 1.42c 0.22c 1.20b 0.054 0.006 0.048
P2 0.10 1.83b 0.33b 1.50b 0.056 0.011 0.045
P3 0.20 2.64a 0.47a 2.17a 0.057 0.010 0.047

第 3期 宁建凤等: 施磷对苦麦菜生长及土壤磷素淋失的影响 529


果相似, 即土壤本身磷素含量也是磷素渗漏淋失的
重要来源。单艳红等[26]的研究表明, 磷在土壤剖面
的渗漏高峰在施肥后 3~10 d。本研究中, 各施磷处
理渗漏液总磷除来源于土壤本身的磷含量外, 施肥
后几天内施用到土壤中的磷尚未被固定时, 部分磷
库可能被随即输出[25], 增加了渗漏水中磷素负荷。
同时, 各处理中由于苦麦菜移栽初期, 幼苗处于缓
苗阶段, 对于磷的吸收利用能力相对较弱, 一定程
度上易导致部分施用磷肥随灌水淋失。总体上, 本
试验中在施用磷肥初期, 各处理土壤较高的总磷淋
失浓度是上述各种因素综合作用的体现。随着苦麦
菜生育期的推进, 植株对磷的需求量加大、吸收能
力增强 , 与此同时土壤对磷的固定量也相对增加 ,
导致总磷淋失量减少, 表现为施磷后第 10~30 d 各
处理总磷浓度总体上呈降低趋势。施磷量为 0.20
g(P2O5)·kg−1(土)的处理总磷浓度在施肥后第 20 d出
现升高, 其原因可能是由于土壤颗粒的磷吸附位点
被占据, 导致过量的磷随灌水发生淋溶所致[27]。施磷
后第 40 d, 各处理总磷浓度均明显升高, 至施肥后第
50 d, 除 0.20 g(P2O5)·kg−1(土)处理外, 其他各处理总
磷淋失浓度均无明显变化。试验中, 土柱土壤经过淋
洗后始终处于湿润状态, 施肥 40 d 后, 可能土壤还
原条件已形成, 土壤磷素的溶解活性增强 [28], 一定
程度上导致不同形态磷的淋失加重。磷肥施入土壤
后, 土壤对磷的吸附固定并不是不可逆的过程, 而
是溶解−沉淀的化学可逆过程[29]。施磷后 50~60 d, 各
处理土壤总磷淋失浓度大幅降低, 原因一方面可能
是苦麦菜吸收了一部分磷, 另一方面土壤对磷的固
定作用强于解吸作用, 从而降低了磷的渗漏淋失。
3.3 不同磷用量处理下土壤溶解态磷淋失动态
溶解态磷是土壤磷流失的主要形态之一, 溶解
态磷来自土壤、作物和肥料的释放, 主要以正磷酸
盐形式存在。不同磷用量处理土壤溶解态磷的动态
变化表明, 土壤渗滤液中溶解态磷的浓度总体较低,
即使是施磷量较高的 0.20 g(P2O5)·kg−1(土)处理溶解
态磷浓度的最大值仅为 0.096 mg·L−1。据报道, 磷肥
施入土壤后, 只有极小部分在土壤中呈离子态的磷
酸盐才能被作物吸收[30], 且溶于土壤溶液中的溶解
态磷被认为是可以直接淋溶到土壤下层的磷, 其借
助于固相−液相、液相−液相间的平衡体系而扩散 ,
溶解态磷向下淋洗的过程是不断参与土壤的吸附与
解析的过程[31]。本研究中, 施用磷肥初期(施肥后 10
d), 各处理中苦麦菜幼苗对磷的需求量小、吸收利用
能力低, 导致土壤本身的溶解态磷及外源磷肥中尚
未被土壤固定的溶解性磷随灌溉水直接淋溶。施肥
后 20~40 d, 施磷量高的 0.10 g(P2O5)·kg−1(土)和 0.20
g(P2O5)·kg−1(土)处理溶解态磷浓度呈持续上升趋势,
而 0.05 g(P2O5)·kg−1(土)和对照处理溶解态磷浓度变
化较小, 说明在外施高量磷肥的条件下土壤溶液中
一定数量的溶解态磷仍可在灌水作用下被淋洗至地
下水, 增加地下水磷污染负荷。研究表明, 施用氮肥
可促进磷的溶解和释放[32]。本试验中, 分别于施用
磷肥后第 33 d 和第 47 d 进行氮肥追施。施肥后第
40 d时 0.10 g(P2O5)·kg−1(土)和 0.20 g(P2O5)·kg−1(土)
处理溶解态磷出现一个淋洗峰, 0.05 g(P2O5)·kg−1(土)
处理无明显变化, 外施氮肥对土壤磷淋失效应的影
响有待进一步深入探讨。随施肥时间的延长和苦麦
菜植株的生长, 施肥后 40~60 d, 不同处理的土壤溶
解态磷淋失浓度均呈下降变化, 可能与植株对溶解
态磷的吸收有关。
3.4 不同磷用量处理下土壤颗粒磷淋失动态
颗粒磷是土壤磷流失的另一主要形态。颗粒磷
包括全部的初级和次级矿物磷、有机磷以及吸附在
细颗粒物上的磷, 是溶解态磷的潜在补给源[33]。颗
粒磷主要随质流向下移动, 其淋失量大小与土壤孔
隙状况、下渗水量、饱和导水率等因素有关[13]。据
曾曙才等[34]的试验结果, 淋滤液中磷的浓度呈波状
变化, 其原因可能与灌水淋洗以及土壤处于还原状
态时磷的活化等周期性反应使得磷含量在土壤中呈
现波浪式变化有关。本试验中, 土壤渗滤液颗粒磷
浓度的动态变化特征除了与颗粒磷在土壤中的含量
变化有关外, 还与苦麦菜植株对磷的吸收、利用以
及土壤中溶解态磷的含量变化有关。如施用磷肥后
第 10~20 d, 溶解态磷浓度呈迅速降低趋势, 颗粒磷
作为溶解态磷的潜在磷源, 通过土壤的解吸收作用
补充溶解态磷, 加之植株对溶解态磷的吸收, 使得
土壤中颗粒磷和溶解态磷的含量处于动态平衡之中,
进而表现为淋滤液中颗粒磷含量呈现不同程度的起
伏变化。
3.5 不同施磷处理下土壤总磷、溶解态磷和颗粒磷
的淋失负荷
庄远红等[35]的研究表明, 渗漏液磷累积淋失量
随施磷量的增加呈递增趋势。李学平等[25]对 3 种类
型紫色土的研究结果显示, 各土层磷素渗漏淋失随
磷肥施用量增加而增加, 高施磷量增加了磷素渗漏
淋失的风险。本试验中土壤不同形态磷淋失量随磷
用量的增加而增加, 施磷量最高的处理磷淋失量最
高, 说明外施磷肥是导致土壤磷淋失的主要因素之
一, 且磷用量越高对地下水污染的风险越大。相同
磷用量处理颗粒磷淋失量高于溶解态磷, 说明颗粒
磷是土壤磷淋失的主要形态。土壤中磷素淋溶形态
受土壤类型、降水量、施肥水平、作物种类、耕作
530 中国生态农业学报 2011 第 19卷


管理措施等多种因素的影响。据相关文献对土壤磷
淋失形态的研究结果, 溶解态磷和颗粒磷均可能是
土壤磷淋失的主导形态。杨学云等[36] 塿对 土中磷淋
失的研究表明, 塿可溶性磷是 土中磷淋移的主要形
态; Turner 等[37]利用原状土壤渗漏计种植黑麦草开
展的养分淋溶试验结果表明, 渗漏水中溶解态磷含
量明显高于颗粒磷含量; 吕家珑等[38]对连续多年施
肥的试验地地下排水的研究结果显示, 地下水中总
磷浓度很高, 其中以颗粒态磷为主; 曾曙才等[39]对
赤红壤磷素淋失的研究结果表明, 不同施肥处理土
壤磷的淋失均以颗粒磷为主要淋失形态; 国外一些
学者针对土壤磷淋失形态的研究也有类似结果[40−42],
即土壤磷主要以颗粒态形式淋失。据 Beauchemin等[41]
的研究结果, 不同质地的供试土壤, 磷淋失量较高的
14个土壤中有 10个质地为黏土, 颗粒态磷是主要的
磷淋失形态。Catt 等[43]指出, 土壤中的磷会随土壤
黏粒及土壤胶体的扩散而随水移动。本文供试土壤
为黏粒含量较高的砂质黏壤土, 土壤中吸附于黏粒
或胶体表面的磷及悬浮于土壤溶液中的磷随水分以
颗粒态形式向下淋移出土体。
相关研究表明, 农田土壤中磷的流失量只占化
肥施用量的 2%左右, 一般都低于 1 kg·hm−2[44]。磷流
失量虽然较低, 但其产生的环境问题不容忽视。Van
der Molen 等[45]提出, 环境可接受的磷素流失量为
0.44 kg·hm−2·a−1。经折算, 表 2中, 即使对照处理其
总磷淋失量也高达 0.59 kg·hm−2, 而在高量施磷后总
磷淋失量显著增加至 1.50 kg·hm−2, 大大超过了环境
可承受的磷流失量范围。究其原因与供试土壤较高
的磷含量有一定关系。基于目前我国菜地土壤呈现
不同程度的磷累积现状, 高磷土壤上磷肥的过量投
入势必会增加水体面源污染风险。
4 结论
综合本文研究结果, 施磷显著增加苦麦菜产量,
促进植株对磷的吸收。其中 , 低磷处理 [0.05
g(P2O5)·kg−1(土)]苦麦菜产量最大、磷肥利用率最高。
施磷显著增加土壤磷素淋失量, 随磷用量增加, 总
磷、溶解态磷、颗粒磷淋失量显著增加。不同形态
磷淋失率均低于 0.1%, 随磷用量增加磷淋失率没有
规律性变化。同一处理下颗粒磷淋失量及淋失率均
明显高于溶解态磷, 颗粒磷是土壤磷主要的淋失形
态。施磷后第 10 d是各处理土壤溶解态磷淋失高峰
期, 对于低磷[0.05 g(P2O5)·kg−1(土)]处理, 溶解态磷
的淋失随时间推移缓慢降低 ; 施磷量较高 [0.10
g(P2O5)·kg−1(土)和 0.20 g(P2O5)·kg−1(土)]的处理, 溶
解态磷施磷后第 40 d出现第 2个淋失峰。对于总磷
和颗粒磷, 施磷后 30 d, 总磷淋失浓度总体呈下降
变化 , 颗粒磷浓度有一定程度的波动 , 施磷后第
40~50 d是土壤总磷和颗粒磷淋失高峰期。施肥后第
60 d, 各处理土壤中不同形态磷的淋失均明显降低。
综合考虑苦麦菜产量、磷素吸收利用及土壤磷淋失
量等因素, 高磷土壤应适当减少磷肥的投入量, 本文
中苦麦菜磷用量以 0.05 g(P2O5)·kg−1(土)处理[折合
112.5 kg(P2O5)·hm−2]为宜。本研究结果对高磷菜地磷
肥合理施用具有一定的指导意义。
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