《表5 土壤磷库组成与有效磷及产量的相关系数(r)》

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《长期不同供磷水平下南方黄泥田生产力及磷组分特征》

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*P<0.05；**P<0.01.

我国南方地区气候高温高湿，多发育形成酸性或强酸性的地带性红壤，土壤磷素不仅可被铁、铝氧化物和黏粒矿物表面所吸附，而且还可与铁、铝形成难溶性磷酸盐，导致土壤磷素有效性降低[17-18]，这使得磷素成为制约南方地区种植业发展的限制因素[19-20]。赵其国等[21]研究表明尽管近年来我国农田土壤有效磷由于磷肥施用量的不断提高呈稳中有升的态势，但南方红壤和红壤性水稻土缺磷情况仍然较为普遍。有研究表明，25 mg·kg–1左右的土壤有效磷是保障作物高产的前提[22]，红壤稻田土壤有效磷含量在20 mg·kg–1左右时，增施磷肥对水稻增产效果则不明显[23]。本研究条件下，与CK相比，P1与P2用量均不同程度提高了土壤有效磷含量，尤其是P2水平，且籽粒及秸秆产量与有效磷含量均呈显著正相关，说明有效磷含量成为黄泥田水稻产量的限制因素。本研究还表明，不论哪种磷肥施用水平，与试验初期土壤相比，磷活化系数均呈下降趋势，这与黄泥田不同施肥模式下的磷素演变特征表现基本一致[24]，其可能与土壤性质有关。土壤铁、铝氧化物是酸性土壤磷的主要吸附载体，在酸性土壤中，Fe3+会转化成无定形的Fe3+与Fe2+氢氧化物的共沉淀，这种混合物比三价氢氧化铁具有更大的表面积和更多的磷吸附位点，增强了对磷的固持能力，从而降低土壤磷素有效性[25-26]。另外王光火[27]研究表明，红壤在pH 5左右交换性铝吸附磷量最高，吸附的磷最难解吸。本试验土壤pH在5.0左右，这可能是造成土壤磷活化系数值下降的一个原因。但从中也可看出，增施磷肥可缓解磷活化系数下降。外源磷投入是影响土壤磷有效性的重要因素，长期不施磷或磷投入不足导致土壤磷亏缺，进而导致土壤磷含量及磷有效性降低[28]。土壤有效磷变化量与土壤磷盈亏呈显著线性相关关系[29]，我国主要农田土壤中每100 kg·hm–2磷盈余平均可使我国土壤有效磷（Olsen-P）水平提高约3.1 mg·kg–1[30]。从本研究单季稻年份2013年、2017年度土壤磷素盈亏平衡来看，P1处于亏损状态，与初始土壤相比，有效磷含量下降；而P2磷素处于表观基本平衡（双季稻年份可产生磷盈余），与初始土壤相比，有效磷也基本维持在稳定状态，说明P2用量水平可满足水稻营养需求与土壤磷素肥力稳定，而且该磷水平有效磷含量在20 mg·kg–1以内，不至于对当地水体环境造成威胁。区惠平等[31]研究表明，在南方赤红壤区双季稻体系下，综合考虑水稻产量效应、土壤磷素表观平衡和磷素环境风险，在本研究区域目前的土壤环境条件下，P2O5 63 kg·hm–2为水稻产量较高、环境风险较小的推荐施磷量。江西双季稻区红壤性水稻土早、晚稻磷肥60 kg（P2O5）·hm–2较为适宜[32]。值得一提的是，连续30年施用60 kg·hm–2与30 kg·hm–2的磷肥（P2O5），其产量无显著差别，尽管60 kg（P2O5）·hm–2磷肥水平的产量略有增加，因而从磷肥施用效率及资源节约的角度来看，黄泥田一定年限内维持每茬30 kg（P2O5）·hm–2磷肥水平是可行的，但鉴于该用量水平下的土壤磷素呈现累积亏缺，有效磷与全磷含量均比初始土壤降低，最终将导致磷库耗竭而难以持续，故长远来看，黄泥田每茬磷肥应维持60 kg（P2O5）·hm–2，方可维持磷素表观平衡且有效磷保持在适宜的水平。