不同種植年限設施蔬菜土壤的理化性質及對供磷能力的影響

摘要： 研究不同種植年限設施蔬菜土壤養分和磷庫的變化及磷吸附-解吸的能力，旨在為設施蔬菜合理施用磷肥提供理論依據。通過采集蔬菜典型生產區種植5、28年土壤以及臨近的水稻土和自然條件下原狀背景土的0～20、20～40 cm土層的土壤樣品，測定土壤主要理化性質；利用Hedley磷分級法分析土壤磷庫變化。選取安徽省和縣的2種典型土壤，探究土壤磷的吸附-解吸特性以及與土壤理化性質之間的關系。結果顯示，設施蔬菜土壤的養分含量顯著高于水稻土與背景土，但pH值顯著低于后者。種植28年設施蔬菜表層（0～20 cm）土壤的全磷、有效磷含量分別為4.16 g/kg、380.22 mg/kg，與種植5年的土壤相比分別提高232%、138%，且NaHCO 3-P、NaOH-P、HCl-P逐漸成為主要的磷庫，而NaOH-Po組分含量顯著下降。隨種植年限的延長，土壤磷的吸附能力下降而解吸能力增加，亞表層（20～40 cm）土壤有效磷含量增加。相關分析結果表明，土壤C/P、N/P、pH值、有機質含量、有效磷含量是決定土壤最大緩沖容量（MBC）的主要因子；土壤磷吸附能力與C/P、N/P、NaOH-Po含量呈顯著正相關，與C/N、pH值、有機質含量、微生物量磷含量、全氮含量、全磷含量、有效態磷（Olsen-P）含量及其他磷組分含量呈顯著負相關，而解吸能力與之相反。因此設施蔬菜土壤隨種植年限的延長，土壤磷吸附能力下降，解吸能力增加，導致土壤供磷能力提高；但同時促進磷向深層土壤移動，增加磷面源污染風險。

關鍵詞： 蔬菜；長期施肥；土壤理化性質；土壤磷組分；土壤磷吸附-解吸特性

中圖分類號：S630.6；S143.2 "文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）01-0210-09

中國種植結構正經歷著從“以糧為綱”向“糧經協調發展”的轉變；設施農業能充分利用自然資源，產量高、品質優，種植面積不斷加大［1］。然而，設施農業具有養分投入大、施肥不合理等特點，容易造成土壤板結和鹽漬化等問題，不僅危害作物生長，而且導致土壤氮磷流失，加劇環境污染風險［2-3］。

磷作為作物正常生長發育所必需的大量營養元素之一，其合理施用可提高作物產量［4］；但不當施用不僅會降低磷肥的當季利用率，而且容易增加水體富營養化等風險［5］。蔬菜帶來的高經濟價值導致菜農容易過量施用肥料，因此，蔬菜等經濟作物的合理施磷尤為重要［6］。黃紹文等在研究我國蔬菜化肥減施潛力中發現，我國的主要設施蔬菜地中，氮、磷、鉀施用量分別超過推薦量的1.9、5.4、1.6倍［7］。王蓉等在連云港開展500個設施蔬菜大棚施肥和土壤養分情況調研，結果表明農戶習慣于采用高氮、高磷、高鉀的施肥模式， 導致設施蔬菜種植中出現養分投入極其不平衡的問題［8］。 有調研發現，在冬春茬黃瓜、秋冬茬西紅柿的設施蔬菜種植模式下， 磷素年盈余量高達480 kg/hm2，種植3年以上的設施菜地表層土壤有效磷的平均含量達70 mg/kg［9］。 與相鄰露地土壤比較，種植年限的延長導致設施土壤有效磷與其他養分大量累積［10］。磷素過量盈余將增加環境污染風險。

已有大量研究表明，設施蔬菜復種指數高，生長環境相對封閉，土壤長期得不到雨水淋洗，大量施用化肥更是加劇土壤環境的惡化；同時，種植年限的延長，極易造成土壤酸化、板結、連作障礙等問題，嚴重影響蔬菜的產量和品質［11］。與糧田相比，蔬菜地的高水肥投入決定了其具有較高的氮磷淋溶量［12］。因此，研究蔬菜保護地中土壤磷素的形態具有重要意義。張大庚等的研究表明，設施農業土壤中的磷素主要以Ca 2-P、Fe-P的形態淋失［13］。菜地長期施磷導致土壤中無機磷積累［14］，磷的增加量和盈余量呈一定的線性正相關，且隨種植年限的延長和土壤磷盈余量的增加，有效磷在全磷中的占比也逐漸增加［15］。劉蕾等在種植10年的西紅柿—甜瓜種植模式下，提出該地區使用土壤有效磷的淋溶閾值為60 mg/kg，磷肥投入控制閾值為260 mg/kg ［16］。然而，土壤磷庫除了有效態磷（Olsen-P）之外，還有其他磷組分，活性、中等活性、穩定態無機磷和易礦化可溶的活性有機磷、中等活性的有機磷，這些組分也會影響土壤的供磷能力。植物對磷的吸收會耗竭可溶性磷，從而引發其他土壤磷庫平衡的變化，主要是通過解吸和溶解導致土壤磷的動態變化。 不穩定無機磷庫的耗竭，會觸發HCl-P、NaOH-P庫中磷的釋放，表明磷可以從磷酸鈣礦物以及Fe、Al氧化物上的非閉塞位點解吸或溶解，以補充不穩定無機磷庫［17］，而且這些組分與土壤供磷能力及磷損失有關。

認識磷的吸附-解吸特性，對于增加磷的可利用性、評估環境磷流失風險具有重要的意義。長期大量施用磷肥，當土壤吸附能力超出最大值時，會造成磷的固定、淋溶和遷移，從而造成磷的損失。高秀美等研究指出，隨種植年限的延長，蔬菜地土壤磷的最大吸附量、最大緩沖容量明顯降低，土壤解吸率明顯提高，無定形鐵鋁含量的變化是影響土壤磷吸附解吸特性的主要因素［18］。有研究表明，蔬菜地長期施肥，導致土壤CEC、有機質、黏粒及速效鉀含量之間相關性顯著［19］。然而，種植年限對土壤磷吸附和解吸能力的影響尚不清楚，因此無法科學地評價不同種植年限設施土壤的供磷能力。

安徽省在長三角4省（市）蔬菜種植中占據重要地位，同時安徽省作為全國五大棚菜主產區之一［20］，其設施蔬菜種植養分投入量高，尤其是磷肥投入過量，容易發生磷素的淋溶和遷移，造成流域水體污染［10］。本試驗在安徽省和縣設施農業集中區，選取設施蔬菜種植模式、施肥模式相近且種植年限不同的設施土壤為研究對象，通過分析不同種植年限設施土壤的磷組分、磷吸附解吸特征，研究土壤磷素遷移轉化規律及其影響因素，以期為農戶科學施用磷肥提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

本試驗于2021年12月至2022年10月在安徽省馬鞍山市和縣開展。和縣地處長江下游地區的沿岸北部，被譽為“中國蔬菜之鄉”；作為長江中下游區域的“菜籃子”，和縣常年蔬菜種植面積達2.8萬 hm2，其中設施高效栽培面積約為2.13萬 hm2，約占全年蔬菜種植面積的76%；蔬菜種植已成為當地的主導產業［21］?！陡鶕涂h2011—2020年統計年鑒》顯示，蔬菜種植主要集中在歷陽鎮、功橋鎮、烏江鎮、善厚鎮、西埠鎮，其中歷陽鎮蔬菜占農作物總播種面積的40%以上，且近10年的播種面積穩步增長；烏江鎮與西埠鎮保持平穩。根據調研數據，蔬菜的基肥主要用干雞糞、豬糞、三元復合肥，追肥用尿素（N≥46%）、水溶性鉀肥（K 2O≥50%）； 在蔬菜種植的整個生育期，化肥養分投入分別為：N 201～ 270 kg/km2，P 2O 5 178～240 kg/km2，K 2O 348～360 kg/km2［22］。

1.2 土壤樣品采集、測定方法和計算方法

1.2.1 土壤樣品采集

選取和縣歷陽鎮、西埠鎮、功橋鎮的土壤樣品作為代表，其主要種植模式是1年2茬果菜（辣椒、番茄、茄子）輪作。選取連續種植5、28年的大棚土，與大棚臨近的水稻土壤、無任何種植的自然背景土，分別采集其0～20、20～40 cm 土層樣品。大棚土每個年份選3個大棚作為重復，每個大棚采用“S”形路線法，取3個點的土壤制備混合樣。采集的土樣自然風干處理后，混勻進行研磨，過篩后測定土壤的基本理化性質。其中，以0～20 cm土層的5、28年的大棚土，作為和縣設施蔬菜地典型的長江沖積土設施土壤，用于測定土壤磷吸附-解吸量、磷分級、微生物量磷含量。

1.2.2 測定方法

實驗室樣品指標測定參照標準方法［23］。

（1）土壤基本理化性質。土壤pH值采用酸度計測定（土 ∶ 水=1 ∶ 2.5）；土壤有機質含量采用重鉻酸鉀外加熱法［24］測定；土壤全氮含量采用聯合消煮凱式定氮法測定；土壤速效鉀含量采用NH 4OAC浸提-火焰光度計法測定；土壤有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗色法測定；土壤全磷含量采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測定。

（2）土壤對磷吸附-解吸的能力。磷吸附能力測定步驟如下：稱取1.5 g通過60目篩土壤置于 50 mL 離心管中，加入30 mL含磷量分別為5、10、20、50、100、150、200、300 mg/L的KH 2PO 4（該溶液以0.01 mol/L CaCl 2為平衡電解質），再加入2～3滴甲苯抑制微生物活性，25 ℃恒溫振蕩24 h后取出離心過濾，采用鉬銻抗比色法測定平衡溶液磷濃度［25］，土壤殘渣保留待解吸試驗使用。磷解吸能力測定步驟如下：吸附試驗完成后，棄去殘留的上清液，用30 mL飽和NaCl溶液清洗離心管中的KH 2PO 4（4 000 r/min離心8 min），此過程重復1次，再向管中加入0.01 mol/L CaCl 2溶液30 mL/支，并加入2～3滴甲苯抑制微生物活性，離心管置于25 ℃恒溫培養箱中180 r/min連續振蕩24 h，4 000 r/min 離心10 min，取出離心管，采用鉬銻抗比色法測定其上清液的磷濃度［26-27］，以此計算相關參數［28］。

（3）土壤磷庫分析 如圖1所示，土壤磷組分分級采用Hedley修正體系法［29］，該分級體系采用具有不同溶解特性和提取能力的提取劑，對土壤進行連續浸提，把土壤各形態的磷分為活性NaHCO 3-P（無機磷）、NaHCO 3-Po（活性有機磷）、NaOH-P（中等活性無機磷）、NaOH-Po（中等活性有機磷）、HCl-P（磷灰石型磷）、Residual-P（殘余態磷）。土壤微生物量磷則采用三氯甲烷熏蒸，0.5 mol/L NaHCO 3溶液（土 ∶ 水=1 ∶ 20）浸提提取法測定。

1.2.3 計算方法

Langmuir等溫吸附方程：

C/Q=1/（K 1×Q m）+C/Q m。

式中：C為平衡溶液中的磷濃度，mg/L；Q為土壤磷的吸附含量，mg/kg；Q m為磷最大吸附量，mg/kg；K 1為吸附親和力常數。

根據 Langmuir 方程可計算以下參數：

（1）土壤磷最大緩沖容量（MBC，mg/kg）=K 1×Q m，為土壤供磷特性的判斷指標。

（2）磷解吸率（DR）=土壤磷的解吸量（mg/kg）/土壤磷的吸附量（mg/kg）×100%［30］。

Freundlich等溫方程如下：

Q e=K 2×Cn e

式中：Q e為磷吸附量，mg/g；C e為吸附液中磷濃度，mg/L；K 2為吸附系數（反映吸附能力的指標）；n為常數。

1.3 數據分析和處理

使用Microsoft Excel 2016軟件進行數據處理，SPASS 25.0軟件進行統計分析，Origin 2021、R（4.2.0）軟件進行圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 不同種植年限設施蔬菜土壤的基本理化性狀

隨著種植年限的延長，設施蔬菜表層（0～20 cm）土壤的pH值及有機質、全氮、速效鉀含量逐漸增加，與水稻土、背景土差異顯著（表1）。其中種植5年設施土壤的pH值為5.87，較水稻土（6.48）、背景土（6.69）分別顯著降低9%、12%。有機質含量在種植28年的設施土壤中高達31.41 g/kg，是5年設施土壤的2.6倍。設施蔬菜亞表層土壤（20～40 cm）有機質、全氮含量均顯著高于水稻土與背景土，但隨種植年限的延長，土壤有機質含量逐漸降低，土壤全氮含量無顯著差異，速效鉀含量逐漸增加。由圖2可知，設施蔬菜表層土壤（0～20 cm）的全磷、有效磷含量均顯著高于水稻土、背景土，種植28年的設施土壤的全磷、有效磷含量高達 4.16 g/kg、380.22 mg/kg，均顯著高于種植5年的設施土壤。設施蔬菜種植28年的亞表層土壤（20～40 cm）的全磷、有效磷含量均顯著高于水稻土、背景土；隨種植年限的延長，設施蔬菜亞表層土壤的全磷、有效磷含量顯著增加。

2.2 不同年限設施土壤的磷組分

如圖3所示，設施蔬菜土壤隨種植年限的延長，其磷組分含量顯著增加，其中種植28年的設施蔬菜土壤的H 2O-P（283.87 mg/kg）、NaHCO 3-P（531.22 mg/kg）、NaOH-P（724.67 mg/kg）、HCl-P（637.73 mg/kg）、Resdual-P（334.52 mg/kg）含量， 較種植5年的H 2O-P（97.73 mg/kg）、NaHCO 3- P（175.74 mg/kg）、NaOH-P（190.70 mg/kg）、 HCl-P（26.23 mg/kg）、Resdual-P（133.36 mg/kg） 含量，顯著增加190%、202%、280%、2331%、 151%。種植28年的NaOH-Po含量（183.37 mg/kg） 較種植5年的NaOH-Po（329.52 mg/kg）含量，顯著減少44%。隨著種植時間的延長，種植28年的設施蔬菜土壤的NaOH-P（26%）、HCl-P（23%）占比，較種植5年的NaOH-P（19%）、HCl-P（3%）顯著增加37%、667%。種植28年的設施蔬菜土壤的 NaOH-Po（7%）、Resdual-P（12%）占比，較種植5年的NaOH-Po（34%）、Resdual-P（14%），顯著減少79%、14%。H 2O-P、NaHCO 3-Po、NaHCO 3-P占比無顯著變化。因此，隨種植年限的延長，無機磷組分顯著增加，有機磷組分顯著減少。種植28年的蔬菜土壤以NaHCO 3-P、NaOH-P、HCl-P為主，三者合計占總磷的67%。

2.3 不同種植年限的典型設施土壤磷吸附/解吸特征

2.3.1 土壤磷吸附特征

圖4為不同種植年限的典型長江沖積土設施蔬菜土壤磷的等溫吸附曲線。不同種植年限長江沖積土的磷素吸附量變化趨勢一致，隨平衡液磷濃度的提高，其吸附量也在不斷增加。但不同年限土壤之間存在差異，當平衡液磷濃度在0～300 mg/L之間，土壤磷素吸附量呈明顯增長趨勢。隨著種植年限的延長，長江沖積土吸磷能力下降。

針對土壤磷素吸附解吸特征方面的研究，常采用 Langmuir/Freundlich方程擬合，可用來解釋其吸附量與平衡溶液濃度之間的關系。如表2所示，不同種植年限長江沖積土設施土壤的吸附等溫方程顯示，方程的決定系數R2為0.621～0.703。Langmuir方程擬合的K值為平衡擬合參數，當反應物和載體之間有1/K的反應活度時，對應的反應物吸附量達到最大值，能解釋設施蔬菜土壤的膠體對磷酸根離子的親和力［31］，也是影響土壤吸附強度的原因，反映土壤對磷的吸附結合能力。當K值為正時，則說明土壤常溫下吸附是自發完成的，K值越大則自發性越強，得到的產物越穩定，供應磷的強度就愈弱。各土壤的K值位于0.02～0.13之間，種植5年較種植28年的長江沖積土K值增加了550%。磷最大吸附量（Q m）是徑流可溶性磷濃度相關的重要參數，對土壤磷吸附容量產生重要影響。種植28年較種植5年的長江沖積土，其Q m顯著降低52.5%。

Freundlich方程擬合的常數n是一項非均相系數，其值的大小受吸附強度影響。常數n在1～4范圍之內，表明是一種快且強吸附行為；本研究結果顯示，nlt;1，說明設施蔬菜土壤的吸附反應較容易發生。從表2可以看出Langmuir方程更好，一定程度上能反映土壤磷的吸附現狀， 以此計算土壤最大緩沖容量（MBC=Q m×K）這項綜合參數來表明設施土壤磷吸附特性［32］， 能反映磷吸附強度因素和容量因素。土壤最大緩沖容量MBC越大，則土壤儲存磷的能力就越強，其供磷潛力也會隨之提高。隨種植年限的延長，長江沖積土的MBC顯著降低，種植28年土壤的MBC比種植5年的低92.2%。

2.3.2 土壤磷解吸特征

土壤磷解吸一般被看作是其吸附的逆過程，與被吸附磷的重新利用有關。由圖5可以看出，隨外源磷濃度的增加，設施蔬菜土壤磷素解吸量均呈增加趨勢；不同種植年限設施蔬菜土壤的解吸曲線呈現一定的差異，表明加入外源磷的濃度和種植年限差異都有可能會影響土壤磷的解吸量。隨著種植年限的延長，長江沖積土土壤的解吸量越大。在加入磷濃度為5～300 mg/L范圍內，土壤對磷的解吸率為1.8%～87.1%（表3），其中隨著外源磷濃度的增加，5年設施土壤解吸率呈先 增后降再增的趨勢，28年設施土壤解吸率大致呈逐漸降低后逐漸增加的趨勢。

2.4 土壤基本理化性狀、磷組分與吸附解吸能力的相關性

長江沖積土土壤吸附參數與土壤基本理化指標和土壤各磷組分的相關性分析（圖6）表明， 隨種植年限的延長，長江沖積土 土壤最大緩沖容量（MBC） 與C/P、N/P、NaOH-Po含量呈顯著的正相關（Pgt;0.01），與C/N、pH值、OM含量、MBP含量、TN含量、TP含量、Olsen-P含量及其他磷組分含量呈顯著負相關。長江沖積土土壤磷解吸率（DR）與C/P、N/P、NaOH-Po含量呈顯著負相關，與C/N、pH值、OM含量、MBP含量、TN含量、TP含量、Olsen-P 含量及其他磷組分含量呈顯著正相關。

3 討論

3.1 種植年限對土壤理化性質和磷組分的影響

前人研究結果表明，長期過量施肥會增加土壤養分的累積［34］，這與本研究結果一致。本研究中歷陽鎮作為和縣蔬菜種植主要集中區，近10年播種面積穩步增長，施肥量達922.5 kg/hm2，高于其余各鎮。近年來，提出化肥減量、增加有機肥投入的政策，和縣設施蔬菜種植過程中磷肥施用量呈減少的趨勢［35］；但歷陽鎮施磷量整體仍高于其余各鎮。本研究結果表明，隨種植年限的延長，設施蔬菜表層（0～20 cm）土壤的有機質、全氮、速效鉀含量逐漸增加，亞表層（20～40 cm）有機質、全氮含量減少；其中表層土壤有機質含量在種植28年的設施土壤中高達31.41 g/kg，是5年設施土壤的2.6倍，表明大量養分累積在土壤表層，深層土壤養分含量規律有一定的差異，可能是因為當地設施蔬菜種植的田間管理方式為大水大肥。設施蔬菜種植以辣椒、西紅柿、花椰菜、茄子、黃瓜、菜用大豆等果菜類為主，施用的有機肥以豬糞、雞糞為主，每季平均投入量高達30 t/hm2；后期根據蔬菜長勢，追施復合肥，化肥施用方式為撒施，灌水方式為噴灌或大水漫灌［36］。磷在土壤中的擴散速度慢，主要積聚在土壤表層，這導致表層土壤中的全磷、有效磷含量顯著高于次表層［37］，這與本研究結果一致。本研究結果表明，設施表層土壤（0～20 cm） 的全磷、有效磷含量高達4.16 g/kg、380.22 mg/kg，顯著高于亞表層土壤（20～40 cm） （全磷、 有效磷含量分別為 0.94 g/kg、 "100.64 mg/kg）。隨種植年限的延長，設施蔬菜亞表層土壤的全磷、有效磷含量均呈現增加的趨勢，表明磷的淋失風險加?。▓D2），這些增加主要受磷平衡的影響，并因高磷施用量而加劇。本研究中，設施蔬菜地的pH值顯著低于水稻土、背景土，設施蔬菜土壤酸化現象明顯；造成土壤酸化的原因主要是長期大量施用化肥，其中蔬菜種植的施肥量遠遠超過糧食作物［38］。由于土壤中的氮肥硝化作用會產生亞硝酸鹽，形成大量的H+，而土壤膠體中鈣、鎂等元素易被氫離子所取代，因此過量的H+將會引起土壤pH值明顯下降；其次，設施蔬菜土壤中Cl-、NO- 2、NO- 3、SO2- 4等陰離子大量留存在土壤溶液中，也會使土壤pH值降低［39］。設施蔬菜高溫、高濕的環境不利于土壤中物質的代謝，且有大量有機酸釋放在土壤中，導致設施蔬菜土壤pH值降低，其值顯著小于相鄰的農田土壤。

由Sui和Michael完善的Hedley磷分級方法，將土壤磷素分成有機磷和無機磷，H 2O-P、NaHCO 3-P 為活性無機磷，NaOH-P為中等活性無機磷，HCl-P為穩定態性無機磷［34］；NaHCO 3-Po為易于礦化可溶的活性有機磷，NaOH-Po由腐殖酸、褐菌素等組成的中等活性有機磷［40］。過量施用磷肥將不可避免地影響磷庫條件，對環境造成長期威脅［41］。本研究表明，隨著種植年限的延長，無機磷組分顯著增加，有機磷組分減少?？梢姡S種植時間的延長，磷肥施用量增加且累積，盈余磷素主要以NaHCO 3-P、NaOH-P、Residual-P等形態為主，顯著提高土壤供磷能力。殘余態磷為最穩定的潛在磷源，種植28年設施土壤中殘余態磷含量顯著高于種植 5年設施土壤，說明過量活性磷轉化為難溶性磷而失效。因此，亟需科學施用磷肥，減少土壤活性磷組分，降低環境污染風險；減少磷素固定甚至失效，同時減少土壤酸化。

3.2 土壤磷吸附-解吸特性的影響因素

為了保持植物對磷的需要，土壤磷在吸附和解吸之間保持著一個動態平衡［42］。本研究中，典型長江沖積土設施土壤隨著種植年限的延長，MBC總體呈下降的趨勢，與較短種植年限相比，由于長期大量施用磷肥，土壤磷的吸附位點減少，吸附能力下降，從而使土壤的磷素解吸能力增強。有研究表明，在設施蔬菜栽培中，化肥的使用可以提高土壤對磷素的吸附位點，有機肥使用可以降低土壤對磷素的吸附位點，而有機-無機肥料配施使用可以平衡土壤磷的保持和供應［43］。這可能是因為有機肥中的可溶性成分會降低土壤磷的解吸力，有機肥覆著于土壤黏粒，從而吸附位點下降；土壤對磷的吸附量降低，對磷的解吸量增加［44］。也有研究表明，施磷量對土壤磷素吸附和解吸特性的影響弱于磷肥的形態和施肥結構［30］?？赡苁且驗殡S著種植年限的延長，土壤出現土壤板結、酸化等一系列問題，導致土壤存儲磷的能力和供磷能力下降。

土壤C/N、C/P、pH值、有機質等養分含量是影響土壤磷吸附和解吸行為的重要因素［45］，同時土壤吸附和解吸能力對土壤磷組分也有一定的影響。本研究相關分析表明，土壤的C/N、C/P、pH值、有機質含量、全氮含量、全磷含量、有效磷含量等對土壤磷素吸附和解吸特性有十分顯著的影響。長江沖積土的吸附能力與C/P、N/P、NaOH-Po呈顯著正相關，與 C/N、pH值、OM含量、MBP含量、TN含量、TP含量、Olsen-P含量及其他磷組分含量呈顯著負相關；長江沖積土的土壤磷解吸能力與C/P、N/P、NaOH-Po呈顯著負相關，與 C/N、pH值、OM含量、MBP含量、TN含量、TP含量、Olsen-P含量及其他磷組分含量呈顯著正相關。王瓊等在黑土上的研究結果表明，有機質與吸附能力呈負相關，與解吸能力呈正相關［46］，這與本研究結果一致。土壤有機質含量作為影響土壤磷的吸附和解吸能力的因素，其原理較為復雜。有大量研究認為，土壤有機質含量越高，對磷的吸附作用就越弱，解吸量與解吸率就越大［47］；也有研究結果相反。究其原因，一方面，土壤有機質含量增加，土壤礦物質膠體因土壤黏粒增加而減少對磷的吸附，有機質凝膠特性導致其吸附潛能降低，使土壤表面的磷易被解吸而釋放于土壤溶液中［48］；另一方面，有機質膠體會與交換性鐵氧化物、鋁氧化物形成絡合物，再通過絡合作用使鐵、鋁氧化物活性增強，提高黏粒復合體的吸磷含量。大量研究也表明，隨著土壤有效磷含量的累積增加，土壤對磷的吸附飽和度提高，固定率降低，解吸率提高［49］，這與本研究結果一致。馬良等研究發現，土壤中磷的吸附量和解吸量均受pH值大小的影響，會隨pH值的升高而降低［50］，這與本結果有所差異。和縣地區典型土壤中等活性的NaOH-Po含量與土壤吸附能力呈顯著正相關，與解吸能力呈負相關。而關于設施蔬菜土壤磷組分與土壤磷吸附解吸特性之間的響應機制，有待進一步深入研究。

4 結論

本研究結果表明，長期施磷導致設施蔬菜土壤磷大量累積，累積量遠高于同區域的水稻土和背景土。積累的磷主要分布在0～20 cm耕層土壤，以NaHCO 3-P、NaOH-P、HCl-P為主要磷組分，有機磷組分顯著降低，土壤無機磷供應能力顯著提高。然而，隨著種植年限的延長，土壤的吸附能力下降，解吸能力提高，土壤供磷能力顯著提高，增加當季磷肥的生物有效性，同時提高20～40 cm土層的磷含量，加劇土壤磷損失風險。土壤磷吸附能力與 C/P、N/P、NaOH-Po含量呈顯著正相關，與C/N、pH值、OM含量、MBP含量、TN含量、TP含量、Olsen-P 含量及其他磷組分含量呈顯著負相關，而解吸能力與之相反。因此，在設施蔬菜生產中，需要根據土壤的理化性質和供磷能力優化磷肥施用，同時充分利用土壤有效性低的磷，在提高磷素有效性的同時，減少磷資源浪費和磷流失風險。

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收 稿日期：2023-02-08

基金項目：安徽省科技重大專項（編號：202103a06020012）。

作者簡介： 李嘉欣（1996—），女，四川峨眉山人，碩士研究生，主要從事植物磷素高效利用與調控研究。E-mail：1531546403@qq.com。

通信作者：張朝春，博士，教授，主要從事作物間套作研究。E-mail：zhangcc@cau.edu.cn。