延吉苹果梨园不同坡位有机磷剖面分异规律

王非非， 谢修鸿， 窦文涛， 程 晶， 梁运江

(1. 延边大学 农学院，吉林 延吉 133002；2. 长春大学 园林学院，吉林 长春 130022)



延吉苹果梨园不同坡位有机磷剖面分异规律

王非非1， 谢修鸿2， 窦文涛1， 程 晶1， 梁运江1

(1. 延边大学 农学院，吉林 延吉 133002；2. 长春大学 园林学院，吉林 长春 130022)

为了明确苹果梨园不同土层有机磷组分的分布特征、不同形态有机磷的流向规律，在延边苹果梨园内坡上、坡中和坡下布置剖面点，分别挖掘剖面，根据土壤性态划分土壤自然发生层，分层采集土壤样品，采用Bowman-Cole法测定有机磷组分含量。结果表明，同一土层，荒地有机磷总量低于苹果梨园土；各有机磷组分在重力、水力及施肥等外界因素影响下会不同程度向下一土层和坡位移动和聚集；随土层加深，苹果梨园土和荒地有机磷各组分含量整体呈下降趋势；有机磷各组分含量占有机磷总量的比例不尽相同，中活性有机磷组分占有机磷总量比例最高，为延边苹果梨园土壤中最重要的有机磷形态。

有机磷组分； 土壤剖面； 坡位； 苹果梨园； 土层

0 引 言

果园生态系统是指以果树为主要的陆地生态系统，多建于坡地，受重力、水力等因素，养分流失多，土壤侵蚀严重[1]。磷是植物生长发育必须的大量元素，植物体需要的磷主要是从土壤磷库中获得，在土壤中，磷元素主要源于母质的特殊性，不像碳、氢、氧、氮等大部分来自大气， 因此在成土过程中随着土壤有机质的积累，土壤有机磷也随之形成[2],土壤有机磷是土壤磷库的重要组成部分，一般占土壤全磷20%～80%，高的可达95%[3-4]，其含量和分布在不同程度上也受土壤根际环境、土壤层次、类型、耕作状况和施肥等因素影响。随着有机农业和生态农业的发展，土壤有机磷在土壤学和植物营养学中日益受到重视[5]。与无机磷相比，有机磷被固定程度低和易于移动[6]，进入作物根际的某些有机磷化合物可以被植物直接吸收[7]，大部分有机磷可逐渐矿化为无机磷，特别是为生物体磷易于矿化[8]，成为土壤速效磷的重要来源。因此，土壤有机磷的形态和变化对土壤供磷能力和保障植物磷素营养举足轻重[9-10]。延边朝鲜族自治州具有独特的低温近似海洋性大陆季风气候，形成了典型暗棕壤(冷凉淋溶土)，其上星罗棋布大量苹果梨园，所产苹果梨为“中国地理标志”产品之一[11]。由于气候条件的独特性和梨品种的特有性，且经历长期冻融过程，土壤有机磷的分布、矿化和转化过程明显区别于其他地区果园生态系统。本文针对延边地区苹果梨园土壤，采用改进的Bowman-Cole法进行土壤有机磷测定，研究不同土层和坡位有机磷组分的分布规律。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

供试土壤采自吉林省延吉市延边大学农学院苹果梨园，土壤类型为暗棕壤。随机选取树体健康、长势良好的苹果梨树，在坡上、坡中、坡下分别布置剖面点，共9个；同时将近苹果梨园区无耕作荒地设置为对照剖面点，共计10个剖面点，40个土壤样品。避开施肥处，在距离树干1 m处设置剖面点，根据土壤的颜色、质地、结构、松紧度、干湿度、根系分布等特征，分出土壤的发生层次，依次为A、AB、B和C 4个层次。

1.2 分析方法

土壤有机磷分组测定采用熊-范改进Bowman-Cole法[12-13]

1.3 数据处理

数据处理采用SPSS 21分析软件和Excel软件对测定结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 活性有机磷在土壤剖面中的分布规律

由图1可以看出，坡上、坡中苹果梨园土均表现A层活性有机磷含量为最高值，坡下则是AB层为含量最高值。其中坡上A—B层随土层深度增加含量下降，且A—AB层下降差异达1%显著水平，而B—C层含量显著增加；坡中A—C层随土层深度加深含量下降，其中A—B层含量下降显著；坡下A—AB层含量增加，AB—B层含量显著下降，B—C层含量轻微上升；此外，荒地表现为A—B层随土层深度增加含量上升，而B—C层含量显著下降。

由此可以看出，荒地活性有机磷含量除坡上和坡下B层外均低于苹果梨园土，且A层含量为最低值，原因是荒地主要植被是杂草，杂草根系主要集中于A层，活性有机磷易于矿化和吸收。苹果梨园坡上和坡下A—AB层含量均显著下降，是由于苹果梨园中果树生长根系主要集中于AB层，所需营养主要在该土层汲取，而坡下常年水土聚积，土壤湿度远高于坡上，促使磷素向下淋溶比上坡位多，所以坡下的AB层含量高于A层。再比较图中3个坡位B层含量，随坡位下移而含量增加，且坡上和坡下的B—C层含量均增加，这是由于重力、水力等因素导致水土分布及走向不均匀，使活性有机磷含量分布一定程度上向下坡位、土层聚集。

2.2 中活性有机磷在土壤剖面中的分布规律

由图2可以看出，坡上、坡中、坡下苹果梨园土和荒地均表现A层为中活性有机磷含量最高值，且苹果梨园土A—AB层含量均随土层增加而极显著下降，差异达1%水平，荒地A—AB层含量显著下降，差异达5%水平。其中坡中苹果梨园土AB—C层含量随土层增加呈下降趋势，下降不显著；坡上和坡下A—C层含量呈U型趋势先减后增变化。此外每个土层中，荒地的中活性有机磷含量均低于苹果梨园土，且苹果梨园土和荒地的A层含量有极显著差异。

图1 不同坡位土壤剖面的活性有机磷分布

图2 不同坡位土壤剖面的中活性有机磷分布

图2中，坡下A层含量为427.40 mg/kg,是全果园含量最高处，与坡中A层含量相差近200 mg/kg，说明中活性有机磷在土壤表层流动性很强，且分布流向整体向下，导致坡下含量偏高。同上述2.1，苹果梨园中果树生长根系主要集中在AB层，该土层提供果树所需养分，所以果园3个坡位AB层土壤含量相对A层极显著下降。

2.3 中稳性有机磷在土壤剖面中的分布规律

从图3可以看出，苹果梨园土和荒地均表现A层为中稳性有机磷含量最高值，且A—AB层含量均显著下降，差异达5%。其中坡上苹果梨园土AB—C层随土层深度增加含量上升，上升不显著；坡中苹果梨园土则与其相反，且AB—B层下降显著；坡下苹果梨园土和荒地AB—B层含量增加，而B—C层含量下降，且坡下苹果梨园土均为显著变化，差异水平5%。

图3 不同坡位土壤剖面的中稳性有机磷分布

图3显示，坡上A层为全部土样中含中稳性有机磷成分最高的一个土层，但也仅41.48 mg/kg,可以看出，中稳性有机磷含量的分布整体都是偏低的，说明中稳性有机磷在有机磷整体中所占比例很低，这与李世亮等[14]研究结论相似。

2.4 高稳性有机磷在土壤剖面中的分布规律

由图4可知，苹果梨园坡上和坡中、荒地A层以及坡下B层为高稳性有机磷组分中含量最高值。其中，坡上A—AB层含量极显著下降，B—C层含量极显著上升；坡中A—C层随土层增加含量下降，其中A—AB层显著下降；坡下A—AB层含量下降差异不显著，AB—B层含量极显著上升，B—C层含量显著下降；此外，荒地A—B层含量下降，且AB—B层含量极显著下降，B—C层含量显著上升。

由图4看出，果园土中每个坡位的高稳性有机磷分布各不相同，这是由于3个坡位的光照、干湿度以及海拔高度等影响因素不同，造成不同坡位土壤成分的差异，也说明了在有机磷整体中高稳性有机磷相对稳定，流动性小。而坡上C层、坡下B层含量都高于上一个土层，这一现象与刘建玲研究相吻合：长期施肥可影响土壤磷的垂直分布, 长期定位施肥的表层土壤磷素不同程度地向下运移[15]。

图4 不同坡位土壤剖面的高稳性有机磷分布

2.5 有机磷总量在土壤剖面中的分布规律

由图5可知，苹果梨园土各土层含量均高于荒地，这是由于苹果梨园土常年栽培施肥使得土壤磷素累积，从而有机磷含量高于荒地。除个别土层外，苹果梨园土和荒地均随土层深度增加有机磷总量减少，统计分析表明A—AB层含量为极显著下降，下降差异达1%，这与于群英等[16]的研究结果相似，而个别土层，即坡上C层和坡下B、C层有机磷总量均高于上一土层，这与前面分析不同形态磷在土壤中淋溶和迁移相一致。

图5 不同坡位土壤剖面的有机磷总量分布

2.6 不同剖面层次土壤有机磷各组分占有机磷总量的比率

由图6可以看出，苹果梨园土3个坡位均是中活性有机磷组分占有机磷总量比例最大。其中，坡上除B层外，高稳性有机磷组分比例仅次于中活性有机磷；其次4个土层中，中稳性(AB层除外)和活性有机磷所占比例大致相同；而坡中所占比例第二高的则是活性有机磷，且随土层加深比例减少，随后高稳性、中稳性有机磷组分比例依次减少；坡下A层除中活性有机磷外，其他3个形态磷所占比例总和不足10%，AB层活性有机磷组分为4个土层比例最高值，而B、C层则是高稳性、中稳性有机磷组分所占比例依次减少，且活性有机磷组分比例基本相同。此外，荒地B层高稳性及其A、B、C层中活性有机磷为该土层所占比例最高值。

图6 不同坡位土壤剖面有机磷各组分占有机磷总量的比例分布

由此可以看出，苹果梨园土与荒地各有机磷组分占有机磷总量比例在剖面分布的规律不尽相同。其中中活性有机磷组分占有机磷总量比例最大，说明在延吉苹果梨园土中，土壤有机磷的主要形态磷为中活性有机磷。

3 结 论

(1)土壤剖面层次不同，有机磷组分含量也不同，具体表现为随土层深度的逐渐增加，苹果梨园土和荒地有机磷各组分含量整体呈下降趋势。

(2)同一剖面土层，荒地有机磷总量含量均低于苹果梨园土。

(3)从不同土层、不同坡位比较看，不同形态磷在重力、水力及施肥影响下都会不同程度地向下面土层、坡位移动和流失。

(4)苹果梨园土和荒地有机磷各组分占有机磷总量的比例不尽相同，其共同之处表现为中活性有机磷组分在有机磷总量中占有较高的比例，为延边苹果梨园土壤中最重要的有机磷形态。

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Differentiation Regularity of Organic Phosphorus Components in Soil Profile with Different Slope Positions of Apple-pear Orchard in Yanji

WANGFei-fei1,XIEXiu-hong2,DOUWen-tao1,CHENGJing1,LIANGYun-jiang1

(1. College of Agriculture, Yanbian University, Yanji 133002, China；2. College of Landscape Architecture，Changchun University，Changchun 130022, China)

In order to study the distribution and flow characteristics of soil organic phosphorus fractions in different soil layers of apple-pear orchard, we mined soil profile in different slope positions (upslope, middle and down slope) of apple-pear orchard of Korean Autonomous Prefecture of Yanbian, Jilin Province. Soil samples were collected from different soil genetic horizons according to soil properties, organic phosphorus fractions were determined with the Bowman-Cole method which was improved by Xiong Hengduo and Fan Yekuan. Results showed that contents of total organic phosphorus in wasteland were less than those at the same soil layer within apple-pear orchard. Organic phosphorus fractions flowed and accumulated in different degrees down soil layer and slope position under influence of external factors (gravity, water and fertilization, etc.). The contents of different organic phosphorus fractions showed a downward trend with the soil layer depth increasing in apple-pear orchard and wasteland. The proportions of each organic phosphorus fractions accounting for total phosphorus were different, and the percentage of moderately labile organic phosphorus accounting for total phosphorus was the highest, it was the most important form of organic phosphorus in apple-pear orchard soil of Korean Autonomous Prefecture of Yanbian.

organic phosphorus fractions; soil profile; slope position; apple-pear orchard; soil layer

2015-05-11

国家自然科学基金项目(31460117)

王非非(1991-)，女，黑龙江鸡西人，硕士生，现主要从事土壤与植物营养研究。

Tel.: 13134338239；E-mail: 664804629@qq.com

梁运江(1972-)，男，吉林前郭人，博士，副教授，硕士生导师，现从事土壤与植物营养研究。

Tel.:13944709192；E-mail: lyjluo@ybu.edu.cn

S 153.6

A

1006-7167(2016)02-0022-04