砂質潮土長期施磷的農學效應及有效性演變

徐孟澤，王 磊，盧艷麗，白由路，王玉紅，陳 楊，聶彩娥，宋桂霈

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所/農業農村部植物營養與肥料重點實驗室，北京 100081）

冬小麥–夏玉米輪作是華北平原糧食生產的主要種植制度，研究冬小麥–夏玉米輪作一體化肥料管理對于科學施肥、節約肥料資源、保障糧食穩產增產起到重要作用。磷素在作物體內代謝、產量形成、增強抗逆性等方面起著關鍵作用，是作物高產穩產的限制因子[1–3]。作物生長發育所需磷素源于土壤，但土壤自然的供磷能力不能滿足作物吸收[4–5]，因此在農業生產中施用磷肥以擴大土壤有效磷庫，提高土壤對作物的供磷能力[6–7]。施入土壤的磷肥在土壤固定磷作用下，大部分以難利用態積累在土壤中，導致磷肥利用率降低，大多數作物的磷肥當季利用率僅為10%～25%[8–9]，短期內對作物產生的肥效并不理想，因此在生產實踐中磷肥投入量都遠高于作物需要量[10]。

有學者通過分析1990—2012全國59956個土壤樣品發現，農田生態系統中有效磷含量呈上升的趨勢[11]。已有研究[12–15]表明，土壤有效磷的變化量與土壤磷盈虧有顯著的正相關關系。Cao等[16]通過分析總結我國8個不同試驗點發現，土壤中的累積磷能夠轉變成有效磷，但二者響應關系有所差異，不同地區的土壤類型、種植體系、氣候等因素導致兩者間響應關系強弱不同。研究發現，作物產量對土壤有效磷的響應關系存在臨界值(作物的農學閾值)，當土壤有效磷超出臨界值，磷肥的增產效應會降低[17]，有效磷含量并不是越高越好。黃紹敏等[18]研究了長期施肥對潮土磷平衡的影響，發現玉米耐磷素貧瘠的能力高于小麥，磷肥后效在玉米上較明顯。農田管理中可以通過改變磷肥投入來調整和控制土壤有效磷水平，使其接近作物對應的有效磷農學閾值。

前人的研究多集中于土壤各形態磷庫變化方面及單季作物的磷肥效應[19–24]，但在冬小麥–夏玉米輪作體系關于磷肥在冬小麥季一次施用，夏玉米季不施磷肥情況下的年際間作物產量變化、磷素累積效應和適宜施磷量的研究較少，特別是華北平原北部中低產田砂質潮土長期在該模式管理下的磷肥效應研究更為鮮見。本試驗以冬小麥–夏玉米輪作磷肥一體化管理模式的定位試驗為基礎，將前后茬作物磷素一體化綜合分析，確定長期施磷下冬小麥–夏玉米輪作作物有效磷農學閾值、土壤有效磷變化的驅動因素和適宜的磷肥用量，以期為華北平原北部中低產田冬小麥–夏玉米輪作一體化種植體系中合理施磷和作物增產增效提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點設在河北省廊坊市廣陽區萬莊鎮中國農業科學院國際農業高新技術產業園內(116°35'16''E，39°47'35''N)。試驗地處于中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫為11.9℃，年平均無霜期為183天左右，年平均降水量為554.9 mm，年平均日照時數在2660 h左右。供試土壤為砂質潮土，屬低產土壤，2008年定位試驗開展前0—20 cm土層的理化性質為有機質11.7 g/kg、堿解氮56.74 mg/kg、有效磷 11.9 mg/kg、速效鉀 43.1 mg/kg、pH 8.1。種植制度為冬小麥–夏玉米輪作，一年兩熟。冬小麥試驗從2008年10月開始，夏玉米試驗從第一季冬小麥收獲后2009年6月開始，至今仍在進行。冬小麥于每年10月播種，次年6月收獲；冬小麥收獲后播種夏玉米，當年10月收獲。供試冬小麥品種2008年為‘寶豐104’，2009年以后為‘京冬17’，夏玉米品種為‘鄭單958’。

1.2 試驗設計

試驗設置6個磷(P2O5)水平：0、45、90、135、180、225 kg/hm2，分別表示為 P0、P45、P90、P135、P180、P225。除各處理設置的磷肥用量外，所有處理冬小麥季施 N 180 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2。磷、鉀肥作基肥一次施入，氮肥基施90 kg/hm2，返青期追施 60 kg/hm2，拔節期追施 30 kg/hm2。夏玉米季不施磷鉀肥，施 N 180 kg/hm2，氮肥按苗肥40%和大喇叭口期60%的比例追施。小麥、玉米成熟期秸稈全部粉碎還田。供試肥料為尿素(N 46%)、磷酸二銨 (N 18%、P2O546%)、過磷酸鈣 (P2O512%)、硫酸鉀 (K2O 50%)。各處理按照施肥量等間距順序進行排列，小區面積為 100 m2(8 m×12.5 m)，不設重復。

1.3 樣品采集與分析

采用機械收獲，實收測產。

在收獲前，每個小區選取3個代表性樣點，冬小麥采集1 m 兩行植株，夏玉米采集兩株，同時采集0—20 cm耕層土壤樣品。土壤風干過2 mm篩，植株烘干粉碎后用于養分測定。

植株養分測定采用濃H2SO4–H2O2消煮，流動注射分析儀 (Seal AA3)測定植株全磷[25–27]。

土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法測定，堿解氮采用堿解擴散法測定，有效磷采用碳酸氫鈉提取—鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用醋酸銨浸提—原子發射光譜法測定。

1.4 相關指標計算公式與數據處理

相關指標計算如下[2,28]：

作物吸磷量(kg/hm2)=秸稈干重×秸稈磷含量+籽粒干重×籽粒磷含量

周年吸磷量(kg/hm2)=冬小麥吸磷量+夏玉米吸磷量

土壤表觀磷盈余(kg/hm2)=周年施磷量+上一年秸稈吸磷量?周年吸磷量

土壤累積磷盈余(kg/hm2)=∑ [土壤表觀磷盈余(kg/hm2)]

磷肥表觀利用率(%)=(施磷處理地上部當季吸磷量?不施磷處理地上部當季吸磷量)/施磷量×100

磷肥累積利用率(%)=(施磷處理地上部累積吸磷量?不施磷處理地上部累積吸磷量)/累積施磷量×100

根據試驗具體情況并結合模型優選原則，采用二次多項式模型來擬合產量與施磷量的關系。

沈浦[17]和Poulton等[29]研究表明，作物產量對土壤有效磷的響應關系可以通過 Mitscherlich 方程模擬量化。本研究采用線性–線性、線性–平臺與Mitscherlich模型對土壤有效磷與產量間的關系進行模擬，發現Mitscherlich 模型擬合效果較好。由于長期試驗條件下作物產量受年際間的農田管理措施、氣候因素等影響，故對作物(冬小麥/夏玉米)籽粒的相對產量進行研究，公式如下：

式中，Yr為籽粒相對產量(%)；Yi為籽粒產量；Ym為最大籽粒產量；Y是預測的相對產量；A是當x不受限制時可獲得的最大相對產量；b是產量對土壤有效磷的響應系數；x為土壤有效磷含量；當Mitscherlich模型模擬的Y值為最大相對產量的90%時，Olsen-P (x)的含量為農學閾值。

采用 Excel 2016進行數據整理；運用SPSS 20.0進行回歸分析及顯著性檢驗(LSD)，P<0.05和P<0.01為顯著或極顯著。

2 結果與分析

2.1 長期不同施磷水平對周年產量及產量演變特征的影響

2.1.1 長期不同施磷水平下產量演變特征 圖1表明，施磷顯著影響冬小麥和夏玉米周年產量。與監測初期相比，隨輪作周期延長，不施磷處理(P0)產量顯著降低58.48%，第5個輪作周期(2013年)由于冬小麥季沒打除草劑，導致該輪作周期產量大幅下降，至2020年(第12個輪作周期)產量下降為4540 kg/hm2；P45處理產量從第6個輪作周期(2014年)開始顯著低于P90～P225的產量，2020年產量為11340 kg/hm2，P0、P45處理產量分別較第1個輪作周期(2009年)下降了58.48%、4.00%。P90～P225周年產量呈增加趨勢，至2020年產量分別達到 14209、15064、13559、13244 kg/hm2，分別較第1個輪作周期升高了12.68%、28.61%、20.87%、16.51%。施磷條件下，周年產量均顯著高于不施磷肥處理，產量隨施肥量增加呈現先升高后逐漸穩定的趨勢，不施磷處理產量均值為6499 kg/hm2，P45～P225周年產量均值分別為11555、13943、14026、13619、13448 kg/hm2，其中 P90～P225 產量均顯著高于P45處理，施磷量超過90 kg/hm2對冬小麥-夏玉米周年產量增產效果不顯著。

圖1 長期施磷冬小麥–夏玉米周年產量演變特征Fig. 1 Evolution characteristics of the annual yield of winter wheat-summer maize under long-term P fertilizer application

2.1.2 磷肥產量效應及模型 通過回歸分析(圖2)，發現12個周期的冬小麥–夏玉米產量均值與施磷量呈拋物線變化(R2=0.6583，P<0.01)。由模擬方程可知周年施磷量為152 kg/hm2時，達最高產量14627 kg/hm2。當施磷量為90 kg/hm2時，產量已達到最高產量的90%，與不施磷相比增產106%。

圖2 長期施磷產量效應模型Fig. 2 Yield effect model of long-term P fertilizer application

2.2 長期不同施磷水平對磷肥利用率的影響

如圖3所示，隨施磷量增加，磷肥利用率下降。12年平均磷肥表觀利用率和累積利用率變幅分別為36.98%～98.10%和26.26%～71.85%。冬小麥–夏玉米輪作條件下，隨輪作周期的延長磷肥表觀利用率升高，第12個輪作周期較第1個輪作周期磷肥表觀利用率提高了44.2～96.6個百分點。從均值看，P45處理的表觀利用率最高，P90處理次之，P45、P90磷肥表觀利用率均值分別為98.10%、83.61%，P135～P225磷肥表觀利用率為36.98%～56.83%，較P90顯著降低(P < 0.05)。通過計算磷肥累積利用率發現，隨輪作周期延長，P45～P225處理磷肥累積利用率呈現上升趨勢，通過線性擬合，每年分別增加7.44、5.25、3.71、3.21、2.65個百分點。P45、P90磷肥累積利用率較其他處理增幅較大，與 P135～P225 差異顯著 (P < 0.05)。

圖3 長期施磷處理磷肥表觀利用率和累積利用率Fig. 3 Annual apparent use efficiency and cumulative use efficiency of P fertilizer under long-term P application

2.3 長期不同施磷水平對土壤有效磷含量的影響

在冬小麥–夏玉米輪作長期定位試驗12年時間范圍內，土壤有效磷含量范圍為0.41～37.11 mg/kg(圖4)。冬小麥各施磷處理均高于不施磷，且隨施磷量增加而增加，P0～P225處理土壤有效磷含量12年均值分別為1.89、3.80、8.71、10.65、18.00、24.03 mg/kg，施磷較不施磷有效磷含量提高101%～1170%，P45與P0差異不顯著。夏玉米季P0～P225處理土壤有效磷含量12年均值分別為2.40、5.31、8.98、9.49、18.18、24.92 mg/kg，整體表現為 P0

圖4 不同施磷處理冬小麥和夏玉米收獲期土壤有效磷含量Fig. 4 Soil Olsen-P content at harvest of winter wheat and summer maize under different P application rates

2.4 長期不同施磷水平冬小麥、夏玉米有效磷的農學閾值

磷農學閾值是指當土壤中的有效磷含量達到某個值后，作物產量不隨磷肥的繼續投入而增加。本研究基于12年不同施磷量處理(P45～P225)土壤有效磷水平與作物產量數據，通過分析作物相對產量和土壤有效磷的變化趨勢，發現二者相關性均達到極顯著水平(P<0.01，圖5)，模型預測的冬小麥、夏玉米最大相對產量可以通過充足的土壤磷供應達到97.48%、93.03%，采用模擬獲得的最大相對產量的90%來計算獲得其農學閾值，根據方程計算可得，冬小麥、夏玉米有效磷農學閾值分別為10.20、5.93 mg/kg，砂質潮土冬小麥有效磷農學閾值高于夏玉米。

圖5 冬小麥和夏玉米產量對土壤有效磷的響應Fig. 5 Response of winter wheat and summer maize yield to soil Olsen-P content

2.5 長期不同施磷水平下土壤有效磷對磷盈虧的響應特征

2.5.1 地上部作物周年吸磷量 土壤表觀磷盈虧的變化主要是由于磷肥的投入量和作物吸磷量引起的。由不同施磷水平的冬小麥、夏玉米周年吸磷量的變化特征(圖6)可以看出，長期不施磷肥，隨輪作年限延長作物吸磷量總體呈下降趨勢，至2020年降低為7.06 kg/hm2。隨輪作周期延長，P90～P225處理在前6個輪作周期作物吸磷量上升，后期沒有較大波動，至2020年作物吸磷量分別為52.39、55.68、51.95、56.60 kg/hm2。

圖6 長期施磷對冬小麥–夏玉米周年吸磷量的影響Fig. 6 Effects of long-term P fertilizer application on annual P uptake of winter wheat-summer maize

施磷顯著增加了作物周年吸磷量 (P<0.05)。P90～P225處理作物吸磷量顯著高于P45，均值分別為 49.09、49.73、53.73、52.56 kg/hm2，處理間差異不顯著，即施磷量高于90 kg/hm2時各處理周年吸磷量差異不顯著。

2.5.2 土壤表觀磷盈余分析 本試驗以冬小麥–夏玉米為研究對象研究磷肥后效，所以用周年土壤磷素變化對不同磷處理的響應表達更準確。P0、P45處理的周年表觀磷盈余平均值分別為–11.30、–7.38 kg/hm2(圖7)。P90處理隨著施肥時間的延長，磷素投入量與作物吸磷量接近平衡，土壤磷素整體表現為盈余狀態。P90～P225磷盈余平均值分別為0.94、20.05、37.21、57.68 kg/hm2，隨施磷量的增加而增加。

圖7 長期不同施磷水平下土壤磷素的盈虧狀況Fig. 7 Soil P budget under different long-term P application rates

不施磷肥處理因沒有磷素投入，每年作物的收獲會帶走一部分磷，而P45處理由于每年磷素養分(包括秸稈還田)投入小于作物吸磷量，因此累積虧缺值隨種植時間延長而增加，到2020年P0、P45處理土壤磷累計虧缺–144.92、–88.57 kg/hm2。施磷量為90 kg/hm2時，土壤磷接近收支平衡，施磷量高于90 kg/hm2時 (P90～P225)，每年磷素投入高于作物吸磷量，隨著輪作周期的延長，土壤累積磷盈余增加(圖7)，至2020年P90～P225處理分別達到11.33、240.56、446.48、692.15 kg/hm2。

2.5.3 土壤有效磷變化對土壤磷盈虧的響應在每個輪作周期結束后，對砂質潮土土壤有效磷變化量與耕層土壤累積磷盈虧進行相關性分析(圖8)，發現土壤累積磷盈虧與土壤有效磷變化呈極顯著線性相關關系(R2=0.7258，P＜0.01)，且土壤有效磷變化明顯分兩個階段，轉折點為累積磷盈虧218.81 kg/hm2。當土壤累積磷盈虧小于218.81 kg/hm2時，土壤磷素每盈余 (虧缺) 100 kg/hm2，有效磷含量上升 (下降)0.48 mg/kg；當土壤累積磷盈虧大于 218.81 kg/hm2時，土壤磷素每盈余100 kg/hm2，有效磷含量上升3.37 mg/kg。

圖8 砂質潮土土壤有效磷變化對磷盈虧的響應Fig. 8 Response of soil available P to P budget in sandy fluvo-aquic soil

3 討論

3.1 長期施用磷肥下冬小麥–夏玉米的周年產量效應和磷肥利用率

磷素為植物生長發育必需的三大營養元素之一，施磷具有顯著的增產作用[4]。本研究中磷肥在冬小麥季一次性基施，積累的土壤磷素在夏玉米季表現出明顯的增產效應，周年產量顯著提高，這與前人的冬小麥–夏玉米輪作長期定位試驗對磷肥后效的研究結果[30]吻合。本試驗發現隨輪作周期延長，長期不施磷處理產量降低了58.48%，這與前人[3,30]研究結果一致。除P45處理外，其他施磷處理產量總體呈增長趨勢，P45處理的產量趨勢與磷素虧缺有關。本試驗冬小麥–夏玉米周年產量隨施磷量的增加顯著升高，二者呈拋物線關系，最高產量的施磷量為152 kg/hm2，產量達到14627 kg/hm2；以最高產量的95%為實際生產目標來優化施磷量，適宜施磷量為90 kg/hm2。有學者發現，陜西楊凌地區施磷超過 1 0 0 kg/hm2時，各施磷處理間產量差異不顯著，施磷量為144 kg/hm2時達到小麥最高產量[31]；遼寧西部半干旱地區玉米最高產量施磷量為74.10 kg/hm2，超過此水平，產量隨施磷量增加而降低[32]；而黃土高原地區在施磷水平增加到90～135 kg/hm2時產量開始下降，小麥、玉米產量與施磷量呈拋物線關系[33]。不同地區的最適施磷量與最高產量施磷量可能受土壤有效磷含量和產量水平的影響。

磷肥表觀利用率和磷肥累積利用率分別是表征作物磷肥吸收利用效率和磷肥后效的常用指標，且輪作系統隨輪作周期的延長趨于穩定，更能說明磷肥利用的真實情況[3]。本試驗結果表明，磷肥表觀利用率在土壤磷盈余時小于100%，在土壤磷虧缺時大于100%。過量的磷肥投入導致磷肥利用率下降，各施磷處理的磷肥利用率表現為P45>P90>P135>P180>P225，當施磷量高于90 kg/hm2，磷肥利用率顯著降低。隨輪作周期的延長磷肥表觀利用率和磷肥累積利用率都呈現上升趨勢，第12個輪作周期磷肥累積利用率與磷肥表觀利用率分別為36.98%～98.11%、50.42%～115.32%，較第1個輪作周期分別增加了30.8～87.3、44.2～96.6個百分點，這與目前農田磷肥表觀利用率(10%～30%)相比偏高，究其原因：1)本試驗在冬小麥季將磷肥一次施入，夏玉米充分利用磷肥后效，提高了整個輪作周期的養分利用效率；2)長期定位試驗中不施磷土壤存在磷素耗竭作用，作物吸磷量持續降低，用差減法得出的磷肥表觀利用率偏高。

3.2 長期施用磷肥冬小麥和夏玉米的有效磷農學閾值

作物產量對土壤肥力的響應有相應的農學閾值，其中產量對土壤有效磷含量響應的閾值更為明顯[34]。為了確定土壤有效磷的農學閾值，本研究采用Mitscherlich 模型[29]對土壤有效磷與產量間的關系進行模擬，通過設定模擬最大相對產量的90%來確定農學閾值，發現華北平原北部砂質潮土冬小麥–夏玉米輪作體系下冬小麥、夏玉米的有效磷農學閾值分別為10.20、5.93 mg/kg。沈浦[17]就全國多個定位試驗點研究發現，冬小麥和夏玉米有效磷農學閾值主要是受土壤類型、氣候類型等因素影響，哈爾濱小麥玉米的土壤有效磷農學閾值分別為21.6、7.4 mg/kg，烏魯木齊的分別為14.8、5.5 mg/kg，昌平的分別為23.5、14.8 mg/kg，楊凌的分別為19.2、14.2 mg/kg，徐州的分別為20.7、14.8 mg/kg；鄭州的分別為12.0、8.7 mg/kg。小麥有效磷農學閾值高于玉米，與本試驗研究結果吻合，這可能是與物種本身的差異有關，另外，玉米生長季節平均溫度高于小麥，這可能也是二者差異的原因之一。土壤有效磷含量與施磷量呈顯著正相關，結合本試驗條件下計算得到的冬小麥夏玉米有效磷農學閾值，發現P45處理下的冬小麥夏玉米土壤有效磷分別為3.80、5.31 mg/kg，低于二者的有效磷農學閾值，有很大的磷肥增產空間；相反，P135～P225處理下的冬小麥夏玉米土壤有效磷含量均超出了各自的農學閾值，分別為 10.65～24.03、9.49～24.92 mg/kg，磷肥增產效應不明顯；但P90處理下的冬小麥、夏玉米季土壤有效磷含量分別為8.71、8.98 mg/kg，接近于其最大相對產量90%的農學閾值，在此有效磷含量的土壤上，在小麥季施磷肥可提高作物產量。在土壤有效磷含量達到夏玉米農學閾值的田塊上，不增施磷肥也可滿足其生長發育的需要；相反，施磷肥會增加投入成本和環境污染風險。因此，華北平原北部砂質潮土區冬小麥–夏玉米輪作體系在秸稈全量還田的基礎上，在冬小麥季一次施用磷肥90 kg/hm2可以在保證產量的前提下實現土壤磷素平衡和磷肥的高效利用。

3.3 土壤有效磷變化對土壤累積磷盈虧的響應

土壤有效磷作為植物磷營養的主要來源，其含量受土壤磷盈虧(表觀平衡)狀況的影響[35]。每年總施磷量與作物攜出磷量決定了土壤磷盈虧，反映了土壤磷庫的消耗或積累的狀態[36]。本研究發現冬小麥–夏玉米輪作體系下12年不施磷肥，吸磷量與輪作周期呈顯著負相關，作物吸磷量逐年下降，顯著低于施磷處理，這與已有研究[37]結果一致。這是因為不施磷的土壤其有效磷處于耗竭狀態，由于沒有磷肥投入，所以土壤磷素一直處于虧缺狀態，不能滿足作物生長發育過程中的磷素吸收，隨著種植年限的延長，作物吸磷量降低。作物磷積累量隨施磷量的增加先升高達到峰值后開始降低[38–39]，本研究中隨著施磷量的增加冬小麥–夏玉米輪作下周年吸磷量呈先升高后平緩的趨勢，當施磷量高于90 kg/hm2時，各處理作物吸磷量差異不顯著。P90、P135、P180、P225處理磷肥投入量不同，但其作物吸磷量差異不顯著是造成土壤表觀磷盈虧不同的原因，導致不同處理土壤累積磷盈虧隨施肥年限的延長差距越來越大。本研究發現砂質潮土施磷量低于90 kg/hm2，土壤磷呈虧缺狀態；當施磷量為90 kg/hm2時，土壤磷呈平衡狀態；施磷量高于90 kg/hm2，磷素投入大于磷素輸出，土壤磷呈盈余狀態。前人通過土壤磷盈虧與土壤有效磷關系的研究發現二者呈顯著正相關關系[37–42]。楊振興等[42]發現，褐土在不施肥處理下土壤磷素每虧缺 100 kg/hm2，有效磷降低 0.5 mg/kg；在施用無機肥處理下土壤磷素每盈余100 kg/hm2，有效磷增加4.3 mg/kg。張麗等[43]發現黑土磷素每盈余100 kg/hm2，有效磷增加 5.28 mg/kg。Cao等[16]發現，施用磷肥條件下土壤磷素每盈余100 kg/hm2，土壤有效磷增加1.6～5.7 mg/kg。受許多因素影響，土壤有效磷與磷盈虧之間的相關關系是獨特的。本試驗條件下，累積磷盈虧與土壤有效磷變化呈極顯著線性相關關系(R2=0.7258，P<0.01)，其關系分兩個階段，土壤有效磷增減快慢的轉折點出現在土壤累積磷盈虧為218.81 kg/hm2時，土壤累積磷盈虧的拐點為土壤固定磷的“存儲閾值”[44]，當土壤累積磷盈虧低于“存儲閾值”時，土壤磷素每盈余(虧缺) 100 kg/hm2，有效磷含量上升 (下降) 0.48 mg/kg；當累積磷盈虧高于此值時，土壤磷素每盈余100 kg/hm2，有效磷含量上升3.37 mg/kg，土壤有效磷迅速增加。進一步證明累積磷盈虧是砂質潮土有效磷變化的驅動因素。這與前人就有效磷與磷盈虧研究的響應關系一致；但有效磷變化量有差異，這可能是由于砂質潮土保水保肥性較差，施入土壤的磷肥易通過淋溶進入下層土壤造成的。本試驗經過12年冬小麥-夏玉米輪作，施磷量為90 kg/hm2時土壤磷累積量為11.33 kg/hm2，有效磷含量增幅較小；施磷量為135 kg/hm2時在第11個輪作周期磷累積已達到222.84 kg/hm2，超過了砂質潮土固定磷的“存儲閾值”，此時有效磷含量已超過土壤有效磷農學閾值，造成磷肥資源浪費，增加環境污染風險。在華北平原北部砂質潮土冬小麥–夏玉米輪作生產中，為使土壤磷素收支處于平衡，需要根據土壤有效磷和土壤累積磷盈虧的關系，當土壤累積磷盈虧低于218.81 kg/hm2時，土壤有效磷變化緩慢，當土壤累積磷盈虧高于218.81 kg/hm2時，土壤有效磷快速增加，應根據磷素輸入與輸出的情況，對土壤磷肥力變化的趨勢進行預測，進行科學的施磷管理，以維持或降低土壤有效磷水平，減少環境污染風險。

4 結論

砂質潮土冬小麥和夏玉米土壤有效磷的農學閾值分別為10.20和5.93 mg/kg，當土壤有效磷接近該值時，可以滿足作物對磷素的需求，實現磷素平衡。華北平原砂質潮土中低產田冬小麥–夏玉米輪作體系長期施磷，在周年施氮量、施鉀量分別為360、60 kg/hm2的條件下，周年施磷量為 90 kg/hm2，可維持較高的產量和磷肥利用率。

長期施磷水平顯著影響著土壤磷有效性的演變。在砂質潮土上，土壤磷的“存儲閾值”為218.81 kg/hm2，當土壤累積磷盈余量低于此值，施用磷肥對土壤磷的有效性影響較小，而高于此值時，施磷可以大幅提高土壤磷的有效性。