热带胶园土壤磷素形态和生物有效性.doc

Vol.8 No.4 张教林等：热带胶园土壤磷素形态和生物有效性 287文章编号：1008-181X（1999）04-0284-03热带胶园土壤磷素形态和生物有效性张教林，陈爱国（中国科学院西双版纳热带植物园，云南勐腊 666303）摘要：采用Hedley的磷素分级方法研究热带胶园土壤磷的形态，结果表明，热带胶园土壤磷主要以Residual P、NaOHPo和NaOHPi形态存在；各种形态磷的损失质量分数均高于38；其中Residual P和NaOHPo的损失量最高，分别占全磷损失量的52和16，它们是长期耕作条件下热带胶园土壤磷两种最重要的有效磷源。关键词：热带土壤；磷素分级；磷素生物有效性中图分类号：S153.6 文献标识码：A表1 供试土壤基本性质pH有机质w/(gkg-1)全氮w/(gkg-1)有效氮w/(mgkg-1)热带雨林土壤6.68.7680.476454.82胶园土壤5.22.0950.124137.89采用适当的磷素分级方法来研究土壤中磷素的形态和有效性，对揭示土壤磷素状况具有重要意义。过去人们对土壤磷的有效性研究主要集中在植物可直接利用的无机磷这一形态上，而很少研究其它形态磷素的有效性问题1。1982年Hedley提出一种新的磷素分级方法2，在国外被广泛应用。但应用该法对热带土壤磷素形态进行分级的研究在国内未见报道。本文采用Hedley磷素分级方法对胶园土壤磷素形态进行分析，探讨磷在热带胶园土壤中的转化和有效性变化，为热带退化山地肥力的恢复与重建提供科学依据。1 研究区域的自然概况表2 土壤磷素分级方法2磷素形态特性水溶性无机磷（H2OPi）最容易被植物吸收利用的磷素形态NaHCO3提取磷（NaHCO3P）无机形态是有效的；有机形态易于矿化NaOH提取磷（NaOHP）吸附于土壤中Fe、Al表面的磷HCL提取的无机磷（HCLPi）磷灰石矿物态磷微生物细胞磷（Microbial P）易于矿化残留磷（Residual P）较稳定的磷素形态研究样地位于中国科学院西双版纳热带植物园内，地处N2141、E10125，海拔570 m，地势平坦；年均温21.5 ，年均降雨量1500 mm。土壤母质为砂页岩，质地为轻壤土，供试土壤基本性质如表1。周边为保存完整的热带雨林植被，优势种为云南肉豆蔻、光叶天料木、厚皮榕、微毛牡荆、小芸木等。60年代砍烧后，于1964年定植三叶橡胶。2 材料与方法1998年8月从该园和周边热带雨林中取010 cm土层的土壤样品。样品自然风干后研磨、过2 mm筛，保存备用。根据Hedley磷素分级方法把土壤中的全磷分为表2中几种形态。3 结果与分析3.1 磷库的构成无论是保存完整的热带雨林土壤，还是耕作后的橡园土壤，残留磷（Residual P）含量最高，占全磷的一半以上（见表3）。在两种热带土壤中，无机磷主要以NaOHPi的形态存在，分别占全磷质量分数的0.14和0.22；有机磷主要以NaOHPo形态存在，分别占全磷质量分数的0.15和0.13。其它形态磷素含量均不超过全磷质量分数的0.05。热带雨林土壤有机磷和无机磷的含量基本相当，分别占全磷质量分数的0.20；与热带雨林土壤相比，橡园土壤无机磷占磷库的比例有所增加，有机磷所占林库比例减少幅度不大。3.2 磷素的损失表3 两种热带土壤磷素形态的变化磷素形态热带雨林土壤橡园土壤损失量损失质占全磷损失量的质量分数各级磷素含量w/(mgkg-1)占全磷的比例各级磷素含量w/(mgkg-1)占全磷的比例w/(mgkg-1)量分数无机磷（Pi）H2OPi1.990.010.490.011.500.750.01NaHCO3Pi46.690.057.220.0239.470.850.07NaOHPi117.950.1473.250.2244.700.380.08HClPi8.550.014.030.014.520.530.01合计（Pi）175.180.2084.990.2690.190.510.16有机磷（Po）NaHCO3Po47.470.0515.340.0532.130.680.06NaOHPo131.140.1541.920.1389.220.680.16合计（Po）178.610.2057.260.17121.150.680.22Residual P466.810.53173.030.52293.780.630.52Microbial P 16.680.020.520.0116.160.970.03总量（P）837.28315.80521.480.62全磷（Total P）873.54315.80543.480.62回收质量分数9696 说明：全磷采用H2SO4H2O2消煮，钼锑抗比色法测定。耕作34年后土壤全磷质量分数下降了0.62。无机磷损失质量分数为0.51；其中损失量最大的无机磷素形态是NaOHPi，而其损失质量分数在所有磷素形态中是最低的，只为0.38；其次是NaHCO3Pi，其损失质量分数高达0.85。有机磷损失质量分数为0.68。两种有机磷的损失质量分数相同，均为0.68。稳定的残留磷（Residual P）损失质量分数虽然只有0.62。土壤微生物磷的含量不到全磷质量分数的0.02，但其损失质量分数最高，为0.97。虽然耕作后各种形态磷素均有不同程度的损失。从表中可以看出，残留磷（Residual P）的损失量占了全磷损失质量分数的0.52以上。其次是NaOHPo，其损失量占全磷损失质量分数的0.16。其它形态磷素的损失量占全磷损失的比例均不超过0.08。3.3 讨论和结论在热带胶园土壤中，无机磷主要以NaOHPi形态存在。在土壤有效磷水平下降的情况下，NaOHPi可以缓慢矿化而补充土壤中的有效磷，成为热带土壤有效磷的一种重要潜在性给源3。土壤中有机磷是土壤有效磷的重要来源45。植物吸收的磷有一半来自于有机磷的矿化67，特别是NaOHPo的矿化8。在热带地区，有机磷的损失占全磷损失质量分数的0.22，其中主要是NaOHPo的损失，占全磷损失质量分数的0.16（见表3）。在热带胶园中，橡胶所利用的磷素有52%来自残留磷的矿化和释放，由此可见，在热带胶园土壤中，残留磷是长期耕作条件下热带胶园土壤有效磷最重要的来源。热带雨林一旦遭破坏，会引起土壤营养水平下降。特别是土壤pH的下降，会引起土壤磷素的消耗和增加作物对磷素的吸收。耕作34年后，热带胶园土壤有机质质量分数下降了0.76，土壤pH值下降了1.4，这是热带胶园土壤磷素水平下降的主要原因。致谢：本文得到了沙丽清教授的热心指导，吴枫同志参了样品的采集，在此一并致谢。参考文献：1 Beck M A, Sanchez P A. Soil phosphorus movement and budget after 13 years of fertilized cultivation in the Amazon Basin J. Plant and Soil, 1996, 184: 21312 Hedley M J, Stewart J W B, Chauhan B S. Changes in inorganic and organic soil phosphorus fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubation J. Soil Sci Soc Am J, 1982, 46: 9709763 成瑞喜，贾平. 中酸性土壤无机磷形态及其有效性 J. 热带亚热带土壤科学，1998, 7(1): 6104 Tate K R. The biological transformation of P in soil J. Plant and soil, 1984, 76: 2452565 陈竑竣，李贻铨，陈道东，等. 杉木人工林土壤磷素形态及其有效磷研究 J. 林业科学研究，1996, 9(2): 1211266 Bowman R A, Reeder J D, Lober R W. Changes in soil properties in a central plains rangeland soil after 3, 20, and 60 years of cultivation J. Soil Sci, 1990, 150(6): 8518577 Tiessen H, Stewart J W B, Bettany J R. Cultivation effects on the amounts and concentration of carbon, nitrogen, and phosphorus in grassland soil J. Agron J, 1982, 74: 8318358 Zhang T Q, Mackenzie A F. Changes of phosphorus fractions under continues corn production in a temperate clay soil J. Plant and Soil, 1997, 192: 133139Phosphorus Fractions and Availability of Tropical Soil in Rubber PlantationZHANG Jiao-lin，CHEN Ai-guo（Xishuangbanna Tropical Botanic Garden, The Chinese Academy of Sciences, Mengla, Yunnan 666300, China）Abstract: Changes in inorganic and organic phosphorus fractions resulting from 34 years of cropping in a pure rubber rotation were studied by using a sequential extraction method. Residual P, NaOH-Po and NaOH-Pi were the three main phosphorus fractions. The loss of fraction was 38% higher than that of the rain forest respectively. The major loss was residual P and organic P. Of the total lost, 52% was from residual P