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磷（P）是植物生长发育所必需的营养元素。由于农作物系统磷素管理和利用效率低下,使得磷素对农业生态环境产生的负面作用日益增强。磷肥施入土壤后,80%被固定,这会降低土壤中磷素的生物有效性,造成资源浪费,增加农民劳动成本。石灰性土壤上长期施用氮磷肥可能会影响土壤中磷的组成和有效性,从而影响作物的生长。关于长期施肥对土壤磷素有效性影响已有大量研究,但长期施肥对土壤磷组分的影响尚不明确。本文利用在黄土高原旱地典型石灰性土壤上开展的长期定位试验,研究了施肥、不施肥、自然休闲和裸地休闲轮作条件下,石灰性土壤中各组分磷分布与变化情况,以此更好地理解不同形态的磷对植物生长发育的贡献。主要结果如下:1.基于12年的长期定位试验,采用Hedley修正的Tiessen和Moir分馏法测定了不同土壤P组分。探究不同施磷量(0、50、100、150和200 kg P2O5ha-1,以下分别表示为P0、P50、P100、P150和P200)对土壤无机磷和有机磷组分的影响。在P100处理中小麦获得最高籽粒产量,但和P200相比差异不显著。而籽粒磷含量和植株吸磷量在P200处理下最高。与P0相比,施磷显著提高了土壤中有效磷的含量,尤其是无机磷组分中Na HCO3-Pi含量显著提高,且Na HCO3-Pi的含量与籽粒产量（R2=0.91）和地上部吸磷量（R2=0.80）显著相关。无机磷组分中磷灰石（HClD--Pi）在P200处理含量最高,为165.0-245.9 mg kg-1。土壤中HClD-Pi含量占全磷的32%,随着时间的延长这部分磷可转化为土壤有效磷。与P0相比,各有机磷组分含量随着施磷量的增加而增加,Na HCO3-Po、Na OH-Po和HCl-Po分别为27.3-75.6 mg kg-1、27.2-35.6 mg kg-1和58.8-124 mg kg-1。施磷200 kg P2O5ha-1时,土壤中盈余的磷增加了78%,盈余磷素与籽粒产量、磷吸收及其他无机组分呈正相关。结果表明,随着施磷量的增加,磷的有效性和籽粒产量增加,但过量施用磷肥会增加土壤中磷的盈余量。因此建议平衡施肥,以减少磷的固定,提高磷的有效性和作物的产量。2.基于12年的长期定位试验,研究了不同水平的氮肥用量(0、80、160、240和320 kg N ha-1,以下分别表示为N0、N80、N160、N240和N320)对土壤磷素向有机态（Po）和无机态（Pi）组分转化及其对小麦磷吸收和产量的影响。采用Hedley修正的Tiessen和Moir分馏法测定了土壤中不同P组分。结果表明,与N0相比,不同施氮处理显著降低了土壤有效磷（尤其是Na HCO3-Pi）和土壤中盈余磷的含量。N160处理的籽粒产量最高,且N160和N240以及N320处理间无显著差异。随着施氮量的增加(0-320 kg N ha-1),土壤中有机磷含量随之增加;Na HCO3-Po含量从64.0增加到69.7 mg kg-1,HClC-Po含量从60.5增加到87.1 mg kg-1,而Na OH-Po含量从46.5减少到31.2 mg kg-1。同样随着施氮量的增加土壤中Pi组分也相应增加,磷灰石（HClD-Pi）的含量最高,含量范围在189-265 mg kg-1之间,且HCl D-Pi对土壤全磷的贡献率最高（39%）,随时间的推移,这部分磷素可转化为土壤有效磷。在N320处理中土壤的盈余磷减少了7.4%。盈余磷素与小麦籽粒产量、生物量、磷吸收量以及土壤有效态磷含量（Na OH-Pi、Na OH-Po和HClD-Pi）呈正相关。结果表明,过量施氮并不能提高作物产量,但会增加作物对磷的吸收（HClD-Pi型）,降低土壤中盈余磷的含量。因此,应根据作物需要合理施氮,如在黄土高原,施氮量为160 kg N ha-1,可获得较高的小麦产量(5844 kg ha-1),同时不会增加土壤磷素的固定和损失。3.基于12年的长期定位试验,研究在N0P0、N0P100、N160P0和N160P100条件下种植小麦与自然休闲（NF）和裸地休闲（BF）对对土壤无机磷和有机磷组分的影响。结果表明,不同氮磷肥施用量和未施肥对土壤有机态和无机态磷组分均有影响。N0P100和N160P100处理的土壤全磷、无机磷、有机磷和有效磷含量均显著高于未施肥处理。施肥处理的活性磷组分（Na HCO3-Pi和Na HCO3-Po）分别比不施肥种小麦和NF、BF处理高7.3,11.8-12.4%。中度活性磷组分（Na OH-Pi、Na OH-Po和HClD-Pi）中,Na OH-Pi含量在所有处理中基本保持不变,但有机磷（Na OH-Po）在NF和BF处理中显著降低（2.6,1.4%）,而HClD-Pi在NF和BF中比对照和施肥处理高59.1%-66%。活性磷组分（HClC-Pi和HClC-Po）在施肥和未施肥处理中均无显著变化。N0P100的土壤盈余磷量显著高于不施肥对照。SEM分析表明,活性（Na HCO3-Pi和Na HCO3-Po）和中等活性（Na OH-Pi、Na OH-Po和HClD-Pi）的有机磷组分与土壤有效磷显著相关。长期施用无机氮磷肥对土壤活性磷组分（有机态和无机态）和Olsen-P有影响,其中HClD-Pi可能是各形态无机磷的来源。未施肥和自然休闲可使土壤磷通过植物残体还田实现循环利用,休闲后土壤的中活性磷可能以微生物量磷的形式显著增加,冬小麦生长季可能通过土壤中有机物轻组分磷的形式增加。