不同培肥處理對采煤塌陷地復(fù)墾土壤Hedley P形態(tài)的影響

陳 芬，洪堅平，郝鮮俊，李晉榮，張 靜

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷 030801）

磷是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素之一，是生態(tài)系統(tǒng)中重要的營養(yǎng)元素，它在土壤中以多種化學(xué)形態(tài)存在[1]。生態(tài)系統(tǒng)中土壤P的遷移轉(zhuǎn)化過程及其有效性是一直以來的研究熱點。同時，磷的有效性低是影響采煤塌陷地復(fù)墾進(jìn)程的重要因素之一。土壤P的分級是揭示土壤對植物P供給能力的有效方法，也是研究土壤中P遷移轉(zhuǎn)化的重要途徑。目前，較為合理的土壤磷素形態(tài)分級方法是Hedley等[2]于1982年提出的，后來由Tiessen等[3]修正的，包括了對無機(jī)磷活性和穩(wěn)定性有機(jī)磷的區(qū)分，且全面估計土壤中無機(jī)態(tài)磷和有機(jī)態(tài)磷的有效性而被認(rèn)為是較為合理的土壤磷素分級方法，是目前較具說服力的土壤磷素分級方法，已被越來越多的學(xué)者采用和發(fā)展[4-7]。國內(nèi)已有學(xué)者對多種土壤中的磷形態(tài)進(jìn)行了研究和測定，張教林等[8-10]對熱帶膠林、紅壤旱地土壤中磷形態(tài)進(jìn)行了研究；張奇春等[5]對石灰性土壤中磷形態(tài)進(jìn)行了研究，但對采煤塌陷復(fù)墾地中磷形態(tài)的研究較少。

本研究采用Hedley磷素形態(tài)分級方法研究不同培肥處理對采煤塌陷區(qū)土壤不同磷素形態(tài)的影響，旨在為加快采煤塌陷區(qū)土壤的培肥熟化提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

試驗區(qū)位于山西省長治市襄垣縣王橋鎮(zhèn)西山底村采煤塌陷復(fù)墾區(qū)，地處東經(jīng)113°00′56″和北緯36°27′16″，屬潞安集團(tuán)五陽煤礦井田范圍。當(dāng)?shù)刂饕N植作物為小麥、玉米。于2008年3月開始土地復(fù)墾，本試驗為復(fù)墾的第3年。

1.1 試驗材料

試驗從2010年4月25日開始，至2011年10月1日結(jié)束。供試作物為玉米（瑞普9號，生育期為125 d），有機(jī)肥為膨化的雞糞，有機(jī)質(zhì)含量32.9%，N 2.1%，P2O52.6%，K2O 2.6%，總養(yǎng)分7.3%。所用菌劑為從礦區(qū)當(dāng)?shù)厣形此莸氖焱林蟹蛛x的功能性微生物（包括解磷微生物、固氮微生物、解鉀微生物）和當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢微生物經(jīng)拮抗試驗后，混合、擴(kuò)大培養(yǎng)，經(jīng)草炭吸附、晾干成菌肥，每克菌肥所含活性有益菌≥109個。供試基質(zhì)為草炭，含N2.01%，P2O52.44%，K2O1.22%。

1.2 試驗設(shè)計與管理

試驗采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個小區(qū)面積185 m2。按照等量施肥原則，設(shè)置6個處理，即（1）不施肥（CK）；（2）無機(jī)肥：尿素 33 kg/hm2，過磷酸鈣 41 kg/hm2，硫酸鉀 24 kg/hm2；（3）無機(jī)肥 +菌肥：尿素 33 kg/hm2，過磷酸鈣 41 kg/hm2，硫酸鉀 24 kg/hm2，菌肥 4.5 kg/hm2；（4）無機(jī)肥 + 有機(jī)肥：尿素 26.5 kg/hm2，過磷酸鈣 12.5 kg/hm2，硫酸鉀 17 kg/hm2，有機(jī)肥 135 kg/hm2；（5） 無機(jī)肥+有機(jī)肥+基質(zhì)：尿素26.5 kg/hm2，過磷酸鈣12.5 kg/hm2，硫酸鉀 17 kg/hm2，有機(jī)肥 135 kg/hm2，基質(zhì)4.5 kg/hm2；（6）無機(jī)肥+有機(jī)肥+菌肥：尿素26.5 kg/hm2，過磷酸鈣12.5 kg/hm2，硫酸鉀17 kg/hm2，有機(jī)肥 135 kg/hm2，菌肥 4.5 kg/hm2。每個處理重復(fù)3次。

1.3 土樣處理與測定方法

在玉米苗期（4月25日）和成熟期（10月1日），采集各個小區(qū)表層0～20 cm的新鮮土樣，去除植物殘體、礫石等，風(fēng)干，過0.149 mm篩。

分析測定方法：采用由Tiessen等[3]修正的Hedley[2]P分級方法。提取步驟：稱0.5 g風(fēng)干土樣置于100 mL離心管中，順次用30 mL去離子水、0.5 mol/L NaHCO3（pH值8.2）、0.1 mol/L NaOH和1mol/LHCl分別提取。每次提取振蕩時間為16h，每次提取后用離心和過濾分離懸液。去離子水、HCl提取物中的磷用比色法直接測定；NaHCO3和NaOH提取物中的磷包括有機(jī)磷和無機(jī)磷2種形態(tài)，用鉬藍(lán)直接比色法測定溶液中無機(jī)磷含量，經(jīng)過硫酸銨-硫酸消化后用比色法測定溶液中的總磷，二者的差值為有機(jī)磷含量。殘余態(tài)磷用高氯酸-濃硫酸消煮法測定。

數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2003完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培肥處理對塌陷復(fù)墾地土壤磷含量的影響

綜合圖1～4可以看出，不同培肥處理對土壤中活性態(tài)磷（H2O－P＋NaHCO3－P）的含量影響較大，與對照相比，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋菌肥處理提高149.6%，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋基質(zhì)提高94.8%，無機(jī)肥＋有機(jī)肥提高93.1%，無機(jī)肥+菌肥提高104.1%，無機(jī)肥提高46.5%。其中，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋菌肥對土壤中活性態(tài)磷含量的影響最大，這與梁利寶等[11]的研究結(jié)果一致。無機(jī)肥＋菌肥次之；單施無機(jī)肥處理對土壤中的活性態(tài)磷含量影響最小。

從圖1～4還可以看出，不同培肥處理對土壤中中等活性態(tài)磷（NaOH－P）影響較大，與對照相比，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋菌肥處理提高73.3%，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋基質(zhì)提高47.5%，無機(jī)肥＋有機(jī)肥提高59.3%，無機(jī)肥+菌肥提高49.7%，無機(jī)肥提高26.1%。其中，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋菌肥對土壤中活性態(tài)磷含量的影響最高，無機(jī)肥＋有機(jī)肥處理次之，單施無機(jī)肥影響最小。不同培肥處理對土壤中HCl提取態(tài)磷（HCl－P）的含量都有不同程度的提高，但各處理之間差異不顯著。

2.2 不同培肥處理對采煤塌陷區(qū)土壤殘渣磷含量的影響

從圖5可以看出，在不同的施肥處理下，苗期土壤中的殘磷高于成熟期土壤中的殘磷。與對照相比，苗期的各個施肥處理下，土壤中的殘磷均有不同程度下降，其中，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋菌肥處理下降28.4%，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋基質(zhì)處理下降19.4%，無機(jī)肥＋有機(jī)肥處理下降21.8%，無機(jī)肥＋菌肥處理下降16.9%，無機(jī)肥處理下降15.9%。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同培肥處理對土壤中活性態(tài)磷（H2O－P＋NaHCO3－P）和中等活性態(tài)磷（NaOH－P）都有不同程度地提高。對于塌陷復(fù)墾地土壤中的活性態(tài)磷（H2O－P＋NaHCO3－P）和中等活性態(tài)磷（NaOH－P）而言，各個處理間差異顯著，與對照相比，無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋菌肥處理分別提高149.6%和73.3%；無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋基質(zhì)分別提高94.8%和47.5%；無機(jī)肥＋有機(jī)肥分別提高93.1%和59.3%；無機(jī)肥＋菌肥分別提高104.1%和49.7%；無機(jī)肥分別提高46.5%和26.1%。其中，對活性態(tài)磷（H2O－P＋NaHCO3－P）提高幅度依次為：無機(jī)肥+有機(jī)肥+菌肥＞無機(jī)肥+菌肥＞無機(jī)肥+有機(jī)肥+基質(zhì)＞無機(jī)肥+有機(jī)肥＞無機(jī)肥＞CK，對中等活性態(tài)磷（NaOH－P）的提高幅度依次為：無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋菌肥＞無機(jī)肥＋有機(jī)肥＞無機(jī)肥＋菌肥＞無機(jī)肥＋有機(jī)肥＋基質(zhì)＞無機(jī)肥＞CK。無論是苗期還是成熟期，整體而言，不同培肥處理下，土壤中的殘渣態(tài)磷都有不同程度下降，其具體原因還有待研究。

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