不同成土母质胶园土壤磷素形态研究

杨丽萍，刘忠妹，许木果，丁华平，杨春霞

（云南省热带作物科学研究所，云南景洪666100）

磷是影响橡胶树生长的主要营养元素之一，其在土壤中的形态及有效性影响到橡胶树的生长及胶乳产量［1-2］。热带亚热带土壤中磷素有效性较低［3-4］，磷肥施入土壤后易被固定，且土壤类型及成土母质发育程度影响了磷素的形态、比例及转化速度［5-6］。研究表明，玄武岩（铁质）砖红壤以Fe-P 磷酸铁盐为主，浅海沉积物（硅铝质）砖红壤以Al-P（磷酸铝盐）为主，花岗岩和云母片岩（铝质）砖红壤的Al-P 含量略高于Fe-P［5］。

云南植胶土壤主要为砖红壤及少量的赤红壤，大多由花岗岩、砂页岩、千枚岩等成土母质发育而来，高温高湿的热带雨林气侯条件下，土壤淋溶强烈，磷很容易被固定［7］，利用率低。目前对云南植胶土壤不同成土母质土壤磷形态研究较少，为此笔者开展了不同成土母质胶园土壤磷素形态研究，旨在探讨不同种植代数、不同成土母质胶园土壤无机磷形态特征及不同磷素形态间的相互关系，为提高胶园土壤磷肥利用率提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 采集方法

在云南植胶区选择有代表性的不同成土母质（砂页岩、花岗岩、千枚岩）、不同种植代数（一代、二代）的橡胶园，东风农场、勐腊农场、景洪农场各 6 个，共 18 个。于 2019 年 9-10 月分别在每个橡胶园的保护带上随机、均匀地采集土样，采样深度为0～20 cm，5 个采样点混合为1 个土样，共采集土壤样品18 个。通过调查，胶园橡胶树株施0.14 kg 尿 素 、0.20 kg 过 磷 酸 钙 、0.15 kg 氯 化 钾 、0.05 kg 硫酸镁。

1.2 测定方法

土壤无机磷分级参照 Chang 和 Jackson［8］方法，采用连续浸提测定。连续浸提步骤如下：Al-P，氯化铵溶液（1 mol L-1NH4Cl）浸提，再用 pH 8.2 的氟化铵溶液（0.5 mol L-1NH4F）浸提；Fe-P，氢氧化钠溶液（0.1 mol L-1NaOH）浸提；O-P，柠檬酸钠溶液（0.3 mol L-1Na3C6H5O7）与连二亚硫酸钠（Na2S2O4）水浴，氢氧化钠溶液浸提，三酸混合液消煮；Ca-P，硫酸溶液（0.5 mol L-1H2SO4）浸提［9］。

全磷：NaOH 熔融—钼锑抗分光光度法；有效磷：HCl—NH4F 浸提—钼锑抗分光光度法；pH 按1∶2.5 水土比，pH 计法；有机质用 K2Cr2O7-H2SO4容量法。

2 结果与分析

2.1 不同种植代数、不同成土母质磷素形态特征

一代橡胶园中：Fe-P、Ca-P、O-P、全磷均呈现千枚岩＞花岗岩＞砂页岩，千枚岩与砂页岩中的全磷、Fe-P、Ca-P 差异显著；有效磷呈现砂页岩＞花岗岩＞千枚岩，千枚岩与砂页岩中的有效磷含量差异显著；Al-P 呈现花岗岩＞砂页岩＞千枚岩，不同土壤类型间无显著差异。二代橡胶园中：全磷、Fe-P 呈现千枚岩＞花岗岩＞砂页岩，不同土壤类型间无显著差异；有效磷呈现砂页岩＞千枚岩＞花岗岩，Al-P 呈现千枚岩＞花岗岩＞砂页岩，千枚岩与花岗岩中Al-P 的含量差异显著；O-P 呈现花岗岩＞砂页岩＞千枚岩，Ca-P 呈现花岗岩＞千枚岩＞砂页岩，砂页岩与花岗岩中的Ca-P 含量差异显著。

不同种植代数、同一成土母质相比较：花岗岩中的土壤全磷、Fe-P、Ca-P、O-P 呈现二代＞一代胶园，有效磷、Al-P 呈现一代＞二代胶园；千枚岩中的土壤全磷、有效磷、Fe-P、Ca-P、Al-P、O-P 呈现二代＞一代胶园；砂页岩的土壤有效磷、Fe-P、Al-P、O-P 呈现二代＞一代胶园，全磷、Ca-P 呈现一代＞二代胶园。其中，花岗岩中的全磷、Ca-P含量差异显著；千枚岩中的全磷、有效磷、Fe-P、Al-P 含量差异显著；砂页中的有效磷、Fe-P、Al-P含量差异显著（表1）。

2.2 无机磷在不同成土母质中的比例

一代、二代胶园不同成土母质中无机磷比例呈现Ca-P＞Fe-P＞Al-P＞O-P，说明Fe-P、Ca-P是云南胶园土壤磷固定的主要形态。其中，一代胶园中Fe-P 比例呈现花岗岩＞千枚岩、砂页岩，Ca-P 比例呈现千枚岩＞砂页岩＞花岗岩；二代胶园中Fe-P 比例呈现砂页岩＞千枚岩、花岗岩，Ca-P 比例呈现花岗岩＞千枚岩＞砂页岩（图1）。

表1 不同种植代数、不同成土母质对土壤磷素形态的影响

图1 无机磷在不同成土母质中的比例

2.3 不同磷素形态、pH、有机质间的相互关系

花岗岩、千枚岩、砂页岩三种成土母质，全磷与有效磷、Al-P 显著相关，与 Fe-P、Ca-P、O-P、有机质极显著相关。有效磷与Fe-P、Al-P 极显著相关，说明 Fe-P、Al-P 可作为潜在磷源。Fe-P 与Ca-P 极显著相关，与有机质、Al-P 显著相关，Ca-P与 O-P、有机质，呈显著相关。pH 与 Fe-P、Ca-P、Al-P、O-P、有机质、全磷和有效磷无显著相关性（表2）。

表2 不同磷形态、pH、有机质间的相关性分析

3 讨论

磷肥施用是保障橡胶树速生、高产的重要措施之一，也是胶园土壤肥力改良的基础工作。磷肥施入热带土壤后，大部分水溶性磷迅速固定（往往在几天内）而成为难溶性磷。热带赤红壤与砖红壤中，有效磷在0～150 cm 土层中的含量处于 7.0～15.2 mg/kg［10］。本研究云南花岗岩、千枚岩、砂页岩发育而成的砖红壤中，0～20 cm 土层中的有效磷含量低，为0.66～6.51 mg/kg，并呈现二代胶园＞一代胶园，砂页岩＞花岗岩、千枚岩。

有研究表明，根系吸磷量与根际pH 值呈显著或极显著负相关（r=-0.837*，r=-0.899*），pH 值是影响磷的形态转化与有效性的重要因素，在一定范围内，根际pH 值改变，磷素养分的有效性也随之改变［11］。但本研究结果中，不同成土母质间橡胶园土壤的 pH 与 Fe-P、Ca-P、Al-P、O-P、有机质、全磷和有效磷相关性不明显，这可能跟云南不同成土母质的橡胶园土壤pH 值在4.8～5.11，整体偏酸，变化幅度不大有关。

磷在土壤中的移动性弱，易固定，基本没有挥发和淋溶的损失，有效性低，因此土壤中磷的盈亏主要由磷肥的施用和植物的消耗所决定。土壤中的磷素形态决定了磷素有效性，而土壤中不同形态的无机磷对植物的有效性也有所不同。云南山原红壤长期施磷试验研究［12］表明：山原红壤土壤无机磷组分以Fe-P 为主，占无机磷总量的50%左右，且Fe-P 与有效磷呈极显著相关，Al-P与有效磷呈显著相关。本研究表明，一代、二代胶园不同成土母质中无机磷比例呈现Ca-P＞Fe-P＞Al-P＞O-P，说明Fe-P、Ca-P 是云南胶园土壤磷固定的主要形态。

有机肥不但能通过自身所带磷的循环再利用来改善磷素营养、降低土壤对磷的吸附、增加磷的解吸以及通过无机磷向有机磷转化提高磷肥的利用率，而且还能通过还原、酸溶、络合溶解作用、促进解磷微生物增殖等过程活化土壤中的难利用磷为可利用磷。采用人工合成磷酸铁加入去磷、去铁氧化物土壤的试验表明，有机肥对磷酸铁的活化率可高达30%［13］。有机肥对有效磷积累的贡献率大于磷肥，土壤磷活化系数随有机肥用量的增加而显著增加，施用有机肥有利于增加土壤全磷、有效磷、微生物量磷等，提高土壤磷素有效性［14］。还有研究表明，磷肥一次集中施用比多次少量分施的效果好，多次少量分施会减弱磷矿粉短时间内提供有效磷的能力，从而降低磷矿粉的整体肥效［15］。因此，通过施用有机肥，改善施肥方法等措施，可减少土壤对磷的固定，提高磷肥利用率。