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本研究选取我国广泛分布且具有代表性的潮褐土(石灰性土壤)、潮棕壤(中性土壤,粘粒含量低)、黑土(中性土壤,粘粒含量高)和红壤(酸性土壤)作为研究对象,通过长达360天的肥料磷一次全施和多次分施模拟培养试验和Hedley土壤磷素分级,研究了肥料磷进入土壤后在不同磷形态和磷库间的分布与动态转化,并以12年磷微区试验进行对比研究,系统研究了肥料磷进入土壤后在各形态磷和磷库之间的分布及动态变化规律、土壤达到磷素淋失风险时的阈值及肥料磷施用量。主要研究结论如下: 肥料磷进入土壤后,初期(前60天),肥料磷主要以可溶态磷(H2O-Pi)或活性态磷(NaHCO3-Pi)存在,占施磷量的90%以上,随着培养时间延长,土壤中可溶性磷或者吸附在土壤表面的活性磷会不断向土壤缓效态无机磷(NaOH-Pi和HCl-Pi)或有机磷(NaHCO3-Po和NaOH-Po)进行转化,培养条件120天后,土壤中各形态磷含量基本达到稳定。 不同施磷方式对潮褐土、潮棕壤、黑土和红壤四种土壤各形态磷的含量特征具有显著影响:在肥料磷添加量相同的条件下,培养360天后,多次分施的条件下使四种土壤中H2O-Pi和NaHCO3-Pi含量比一次全施条件下分别高16.3-204.5%和11.9-101.2%(P<0.05);而土壤缓效态磷(NaOH-Pi和HCl-Pi)和NaHCO3-Po显著低于一次全施条件下土壤中这些形态磷的含量。相同施磷量培养360天,多次分施可使潮褐土、潮棕壤、黑土和红壤四种土壤中有效磷含量比一次全施分别高123.2-145.9%,45.4-144.4%,17.2-20.5%和19.7-23.5%(P<0.05)。且施磷量越大,土壤中有效磷含量越高。 不同施磷方式下土壤有效磷的动态变化过程显著不同:当肥料磷一次施入后四种土壤有效磷含量在培养的前30天内均迅速降低,且下降幅度占初始浓度27.1-58.3%(P<0.05),之后下降幅度逐渐降低,至培养60天后稳定;肥料磷多次分施时,四种土壤有效磷含量在整个培养期间内呈不断增加的趋势,增加的幅度随施磷水平的增加而增加。本研究中,当施磷量大于25 kg P ha-1时,不论何种施磷方式均可使四种土壤有效磷含量在整个培养期内处于较高水平(大于20mg kg-1)。 施磷显著降低了四种土壤对磷的吸附能力从而增加了磷淋失的风险,土壤对磷的最大吸附能力随施磷水平的增加而逐渐降低。根据四种土壤中有效磷和CaCl2-P之间的关系并利用splite-line分段回归模型求得潮褐土、潮棕壤、黑土和红壤四种土壤中有效磷的安全阈值大小顺序为分别为黑土(127.9mgkg-1)>红壤(123.1 mg kg-1)>潮棕壤(77.0 mg kg-1)>潮褐土(69.0 mg kg-1),相对应的施磷量在一次全施时分别为294.7,345.8,446.6和404.8 kgP ha-1,而多次分施时则分别为198.4,188.5,365.3和346.5 kgP ha-1。 12年潮棕壤长期定位施磷试验结果表明,土壤各形态无机磷(NaHCO3-Pi,NaOH-Pi和HCl-Pi)在每年施磷的条件下随时间逐渐增加,而每六年一次施磷时在两个周期内(1997年-2002年和2003年-2008年)呈逐渐降低的趋势。施磷处理显著提高了土壤NaHCO3-Pi(93-453%),NaOH-Pi(44-135%)和HCl-Pi(11-45%)的含量。与培养试验相类似,12年间,每年施磷使土壤中NaHCO3-Pi,NaOH-Pi和HCl-Pi含量和植物吸收的磷比每六年一次分别高35%、28%、15%和4%,但是不同施磷方式对玉米产量的影响没有显著差异。另一方面,每年施磷比每六年一次施磷更能提高土壤中水溶性磷的含量和降低土壤对磷的吸附能力。因此,从农业环境安全的角度来讲,每六年一次施磷比每年施磷也更能降低磷的淋失风险,且从经济成本的角度来讲,农业生产者可以选择每六年一次施磷这样的周期性施磷方式来降低农业生产成本和劳动力投入。