浙江省茶葉主產區土壤磷的積累與淋失閾值研究

李艾芬，陶國才，章明奎

（1.浙江省嘉興市南湖區農業經濟局，浙江嘉興 314001；2.嘉興市南湖區七星鎮農業服務中心，浙江嘉興 314002；3.浙江大學環境與資源學院，浙江杭州 310058）

浙江省茶葉主產區土壤磷的積累與淋失閾值研究

李艾芬1，陶國才2，章明奎3

（1.浙江省嘉興市南湖區農業經濟局，浙江嘉興 314001；2.嘉興市南湖區七星鎮農業服務中心，浙江嘉興 314002；3.浙江大學環境與資源學院，浙江杭州 310058）

對浙江省茶葉主產區159個樣點土壤分析表明，部分茶園土壤中磷已有明顯的積累，0～15 cm的土壤有效磷（Olsen?P）在4.90～378.40 mg·kg-1，平均為31.75 mg·kg-1，變異系數為140.7%；其中，＞40 mg·kg-1的樣品比例達22.0%。茶園土壤中Olsen?P有明顯的表聚特點，隨采樣土層深度的增加而減少。土壤水溶性磷含量和模擬淋出液中磷的濃度均隨土壤Olsen?P積累而增加，當土壤Olsen?P超過55mg·kg-1時，土壤水溶性磷和磷的釋放潛力迅速增強；建議把Olsen?P為55mg·kg-1作為茶園土壤磷肥施用限制的參考指標。

茶園；紅壤；有效磷；淋失閾值

茶葉是我國南方紅壤地區的重要經濟作物，自20世紀90年代茶葉生產走出低谷后，隨著我國經濟的發展，尤其是名優茶的發展，我國茶葉種植面積不斷增加，茶園的肥料施用量也有顯著提高。因種植茶葉的紅壤含有較高的鐵鋁氧化鐵，對磷的固定較強，缺磷明顯，在茶園施用磷肥一直是茶園管理的重要施肥對策。然而，近年來的研究表明，由于肥料磷當季利用率低，一般在10%～25%，長期施用磷肥可導致土壤中磷的殘留，我國蔬菜等經濟效益較高的農作物生長的土壤中磷素已有明顯的積累，并對生態環境產生了不良影響［1-2］；長期施肥對我國茶園土壤中磷的累積效應也已逐漸顯現［3-6］。由于茶園主要分布在山坡地，極容易發生水土和養分流失［7-8］，長期施用磷肥引起的茶園土壤中磷的積累可產生較大的環境風險。為此，作者在浙江省茶葉主產區采集土壤樣品，研究了茶園土壤中磷的積累狀況，探討了可加速茶園土壤磷淋失的磷素積累閾值。現將研究結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

在浙江省紹興、杭州、麗水、衢州、金華、寧波、臺州和溫州等市主要茶葉生產區選擇面積在2 hm2以上的159片茶園，在每一茶園中各采集3個不同深度的分層土壤混合樣，采樣深度分別為0～15，15～25和25～35 cm，每一分層土樣由片內6～10點樣混合而成。土壤類型屬紅壤土類，紅壤、黃紅壤和紅壤性土等亞類。選擇的茶園茶葉種植時間至少5年以上。

1.2 方法

土樣經混勻、風干處理后全部磨細過2 mm土篩，用于分析土壤中有效磷和水溶性磷。土壤有效磷（Olsen?P）用0.5 mol·L-1NaHCO3（pH值8.5）溶液提取，比色法測定［9］；土壤水溶性磷采用土水比1∶25、振蕩1 h提取，提取液離心15 min，經過濾后用鉬蘭比色法測定。土壤磷的釋放潛力用淋洗法模擬測定［10］。稱取50 g土樣置于淋洗柱中，緩慢加入去離子水至土壤水分近飽和，在室溫下靜置24 h，用50 m L去離子水淋溶，收集到的淋出液過0.45μm濾膜后，用比色法測定淋出液中磷的濃度。

2 結果分析

2.1 有效磷的積累

對浙江全省159個樣點的分析結果表明，茶園土壤中Olsen?P隨采樣土層深度的增加而減少，有明顯的表聚特征。0～15 cm的土壤樣品4.90～378.40 mg·kg-1，平均為31.75 mg·kg-1，變異系數為140.7%；15～25和25～35 cm土層的分別為2.30～34.50和1.71～13.50 mg·kg-1，平均分別為13.21和9.21 mg·kg-1，相應的變異系數分別為59.7%和53.4%。0～15 cm的土壤Olsen P平均含量分別為15～25和25～35 cm土層的2.40和3.45倍。土壤中磷素的表聚，顯然與茶園中磷肥長期地表撒施有關。相關分析表明，15～25和25～35 cm土層的Olsen?P含量受0～15 cm土層Olsen P的影響，并且有顯著的相關性，相關系數分別為0.755 8??和0.515 8??（P＜0.01，n＝159）。

在0～15 cm的土壤中，Olsen?P＜5和＞40 mg·kg-1的樣品比例分別為1.3%和22.0%；Olsen?P為5～10，10～15，15～20和20～40 mg· kg-1的比例分別為22.0%，20.8%，12.6%和23.9%。由此可見，長期施用磷肥已使浙江省茶園表層土壤Olsen?P總體上達較高水平，但變幅較大，仍約有44.0%的土壤Olsen?P在15 mg·kg-1以下。

2.2 水溶性磷及其與有效磷的關系

水溶性磷是土壤中易釋放態磷的容量指標，在雨季易釋放至徑流中，對土壤磷素流失（淋失）有很大的影響；土壤中磷素的淋失隨土壤中水溶性磷增加而增加。分析結果表明，浙江全省159個樣點茶園0～15 cm土壤中水溶性磷含量0.13～85.45 mg·kg-1，平均為2.72 mg·kg-1，變異系數高達348.4%，最高為最低的657倍。由此可見，由于土壤磷素積累的差異，不同土壤之間可釋放至徑流中的磷有極大的差異。

由圖1可知，土壤中水溶性磷隨Olsen?P的增加而增加，土壤Olsen?P越高，水溶性磷也就增高越多。土壤Olsen?P為55 mg·kg-1左右是一個明顯的轉折點。當土壤Olsen?P低于55 mg·kg-1時，土壤水溶性磷普遍較低，其隨Olsen?P增加的變化較小；但當土壤Olsen?P高于55 mg·kg-1時，土壤水溶性磷明顯增加，隨土壤Olsen?P的進一步增加，水溶性磷迅速地增加。

2.3 土壤磷的釋放潛力

研究采用緩和的淋洗試驗模擬暴雨期間地表徑流中磷的流失濃度。模擬結果表明，從0～15 cm土壤中淋出的淋出液磷濃度在0.043～1.45 mg· L-1，平均為0.11 mg·L-1，變異系數達179.3%，最高為最低的34倍。從圖2可知，淋出液中的磷濃度隨土壤Olsen?P的積累而增加。當土壤Olsen?P低于55 mg·kg-1時，土壤淋出液中磷濃度雖隨Olsen?P增加有所增加，但增加幅度較小；但當土壤Olsen?P高于55 mg·kg-1時，淋出液中磷濃度隨Olsen?P增加顯著地增加，并達到很高的水平。

圖1 土壤水溶性磷與Olsen?P的關系

3 小結與討論

研究表明，茶園土壤中Olsen?P有明顯的表聚特點，隨采樣土層深度的增加而減少；浙江省茶葉主產區土壤磷已有明顯的積累，0～15cm的土壤Olsen?P平均達31.75 mg·kg-1，但不同土壤之間有很大的差異，缺磷與磷過度積累土壤共存，這要求加強茶園土壤有效磷水平的檢測，并根據測試結果確定施磷量，在磷積累明顯的土壤應嚴格控制磷肥用量，或采用隔年施用磷肥。

圖2 淋出液中磷濃度與土壤Olsen?P的關系

磷是水體富營養化的主要限制元素，隨著水體污染問題的日益顯現，人們對磷在環境中的行為十分關注［11］。磷肥施入土壤后大部分以對當季作物無效的狀態而積累在土壤中，成為土壤中的潛在養分。但隨著這些潛在養分庫容的增加，土壤中磷素的飽和度也隨之增加，其向地表水體釋放磷的能力也逐漸增加。近年來，國內外對土壤磷素積累與土壤向環境中釋放磷能力的關系作了較多的研究，發現當土壤磷積累至一定程度時，土壤向環境中釋放磷的能力會發生明顯的變化，釋放強度明顯地增加。有人把土壤向環境中釋放磷的強度發生明顯變化的土壤磷積累轉折點稱之為淋失閾值（或臨界值）［11］，并應用此值作為保護水質和識別土壤是否應禁止施用化肥和糞肥的依據。從本研究土壤的水溶性磷或模擬淋出液中磷濃度與Olsen?P的關系可以看出，當土壤Olsen?P超過55 mg·kg-1時，土壤向環境中磷的釋放強度發生了顯著的增加。這一淋失閾值基本上落在有關文獻報道值的范圍內［11-13］。例如，Heckrath等［12］通過比較滲漏液與土壤有效磷的關系發現，當土壤Olsen?P超過60 mg·kg-1時，滲漏水中磷的濃度會發生明顯的增加。鐘曉英等［13］通過室內模擬試驗對我國23個耕地土壤進行了磷淋失風險評估，得出不同土壤磷淋失閾值差異較大，變動于29.96～156.78 mg· kg-1。一般認為當土壤Olsen?P在20～40mg·kg-1時，土壤磷素已基本能滿足作物生長的需要［11］。鑒于本研究結果，茶園土壤Olsen?P超過55 mg· kg-1時，水溶性磷發生了顯著的增加，相應地土壤磷的流失潛力也顯著地增加。因此，建議把Olsen?P為55 mg·kg-1作為限制茶園施用磷肥的參考指標。

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（責任編輯：張才德）

S 571.1 < class="emphasis_bold">文獻標志碼：A

A

0528?9017（2014）01?0031?03

文獻著錄格式：李艾芬，陶國才，章明奎.浙江省茶葉主產區土壤磷的積累與淋失閾值研究［J］.浙江農業科學，2014（1）：31-33.

2013?11?02

國家科技支撐計劃（2012BAD05B00）

李艾芬（1962-），女，浙江嘉興人，推廣研究員，主要從事土壤肥料與農村能源技術推廣工作。E?mail：laf3316＠126.com。

章明奎。E?mail：mkzhang＠zju.edu.cn。