湖南省4种耕型红壤不同粒级土壤颗粒中磷含量分布状况研究

邓 婷，陈建清，王翠红，甘丽仙，陈修晓

（湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 441100112288）

磷是植物营养的三要素之一，但同时它又是农田面源污染中导致水体富营养化的污染元素之一。如何防止土壤磷的固定，提高其有效性，一直以来是国内外学者们关注的重点问题。但以往的研究多以土壤整体为主，而最新研究表明，只有以土壤结构、土壤微团粒或土壤颗粒等微观单元为对象进行研究，才能更深刻地阐明土壤中磷含量的变化情况。也有研究表明，丘陵区或坡耕地土壤中磷的流失与土壤某粒级颗粒的流失有关。

红壤是我国南方丘陵区主要土壤类型，而这些红壤普遍存在酸性强、磷有效性低、土壤结构差、水土流失严重等问题，虽然这方面的相关报道已有不少，但对不同母质发育而来的红壤中各级土壤颗粒的磷含量状况进行系统性的研究还未见报道。因此，笔者以湖南省丘陵区具代表性的4种不同母质发育的耕型红壤为研究对象，通过室内加磷培养试验，来探讨红壤各级土壤颗粒中的磷含量状况，以及影响各级土壤颗粒中磷元素含量的因素，旨在为我国南方丘陵区红壤中磷素资源管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

Picture:湖南省耕地以红壤为主，图为典型的红壤丘陵区

供试土壤为耕型第四纪红土红壤（代号D）、耕型板页岩红壤（代号B）、耕型石灰岩红壤（代号S）和耕型花岗岩红壤（代号H）4种在湖南省丘陵区具代表性的耕型红壤；除耕型石灰岩红壤采自湖南桑植县外，其他土壤均采自湖南省长沙县境内，采集深度为0~20 cm，采回后置于室内通风处阴干，风干后土样过2 mm和0.149 mm筛，备用。土壤基本理化性状见表1。

1.2 试验方法

培养试验设加磷（用磷酸二氢钾配制，磷浓度为50 mg/L）和不加磷（即用蒸馏水代替）2个处理，重复3次。先将过2 mm筛孔的供试土壤装入环刀内，装土量以土壤容重接近1.1 g/cm3为宜，然后将环刀置于150 mL磷酸二氢钾溶液或蒸馏水中（玻璃皿中有一层小玻璃珠），室温（26~32℃）下静置2天。

加磷培养后的土样经风干后磨碎过2 mm筛孔，先采用湿筛法分离出＞0.2 mm的土壤颗粒；然后再按吸管法依次分离出0.2～0.02 mm、0.02 ～0.002 mm和＜0.002 mm 3个粒级的土壤颗粒。对分离出的各级土壤颗粒进行硫酸-高氯酸消化，然后采用钼锑抗比色法测定每个消化液中的磷含量。数据处理与统计分析采用Excel 2003和DPS 软件进行。

2 结果与分析

2.1 供试土壤各粒级土壤颗粒中磷的含量状况

从表2中可以看出，加磷培养前4种供试土壤各级土壤颗粒的磷含量所占百分比不同。耕型第四纪红土红壤中磷素主要分布在＜0.002 mm粒级中，所占百分比达41.02%，其他3种粒级中磷元素的分布较均匀，百分比在16.15%～24.11%；耕型板页岩红壤中磷素在2～0.2 mm粒级中分布最多（占46.49%），而在＜0.002 mm粒级中磷素分布最少，仅3.03%，另2个粒级中磷素含量较接近，为25%左右；耕型石灰岩红壤中以2～0.2 mm粒级中磷素含量最高，为43.70%，约是其他3个粒级平均含磷量的2.3倍；耕型花岗岩红壤磷含量分布有随粒径减小而增加趋势，如在2～0.2 mm粒级中仅为3.28%，在＜0.02 mm粒级中，可高达71.78%。比较4种土壤各级土壤颗粒磷的含量分布状况，耕型第四纪红土红壤和耕型花岗岩红壤的磷素主要分布在＜0.02 mm粒级的土壤颗粒中，2种土壤该级土壤颗粒中的磷素所占百分比平均达64.48%，而耕型板页岩红壤和耕型石灰岩红壤的含磷量主要分布在2～0.02 mm粒级的土壤颗粒中，磷素所占百分比平均高达69.79%。

表1 供试土壤基本理化性状

表2 供试土壤中各粒级土壤颗粒的含磷量及所占百分比

表3 加磷培养后供试土壤各粒级土壤颗粒中含磷量的增幅变化

2.2 加磷培养后供试土壤各粒级土壤颗粒中磷的含量变化

从表3中可以看出，4种土壤加磷培养后各粒级土壤颗粒中磷含量均有不同程度的增加。与加磷培养前相比，各粒级土壤颗粒中磷含量总和增幅以耕型花岗岩红壤的最小，仅3.45%，而另3种耕型红壤的增幅较为接近，在15.89%～19.25%之间，平均增幅17.39%。这可能与供试土壤基本理化性质不同有关。

李杰等人的研究表明，土壤吸附磷素的能力随土壤活性铁含量、pH值、CEC值和＜0.02 mm的颗粒含量的增大而增强。从表1中可以看出，4种不同母质土壤的理化指标中，耕型花岗岩红壤的各指标值均较小，而另3种土壤的理化指标值均较高。此外，从各粒级土壤颗粒的磷含量增幅来看，除耕型花岗岩红壤各粒级土壤颗粒磷的增幅较小外（最大的不足11%）；耕型第四纪红土红壤的主要吸磷颗粒为2～0.2 mm的土壤颗粒，达30.82%；而耕型板页岩红壤和耕型石灰岩红壤的主要吸磷颗粒为＜0.002 mm的土壤颗粒，其次是0.2～0.02 mm的土壤颗粒。由此可以推测，我国南方几种典型耕型红壤中施用的磷肥可能主要集中在2～0.02 mm的土壤颗粒中。

3 讨 论

土壤因缺磷需增施磷肥，但同时因地表径流或水土流失又可能会使磷元素从土壤中转移到水体中，而导致水体富营养化，这种现象在我国南方丘陵区或坡耕地区十分严重。据郭进、彭怡等人的研究认为，在坡耕地土壤颗粒流失中，泥沙携带的磷和氮等养分量可占到养分流失总量的90%以上。而坡度、降雨和雨强等因素对土壤颗粒流失的影响主要与土壤颗粒大小有关。结合该试验结果可知，土壤中增施的磷元素主要附着在易发生土壤流失的0.2～0.02 mm大小的土壤颗粒中，为此在农林生产中应采取一定措施来防止该级土壤颗粒的流失。但即使是该粒级颗粒固磷较少的土壤，例如耕型花岗岩红壤，因其质地较疏松、水土流失较严重，其水土保持工作也同样十分艰巨。因此，构建和保持良好的土壤结构是防止土壤流失的关键措施。一是增施有机肥，磷肥与有机肥配合施用，既有利于土壤良好结构的形成，又提高了磷肥的有效性；二是施用适量石灰，既可减少土壤中磷的固定，同时石灰中的钙也有助于土壤稳定性团粒结构的形成；三是定期进行科学耕作，中耕、耙、镇压等措施可促进土壤结构改善；四是应考虑提高土壤的植被覆盖度或地面覆盖度，对易发生水土流失的区域应尽可能实行封山禁柴禁伐和封育保护。

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