长期弃耕降低红壤稻田土壤磷库

龚梦瑶; 李巧云; 陈安磊; 葛体达; 李宇虹; 秦红灵; 马国辉; 《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD

摘要：[目的]施用磷肥会显著提升土壤磷的活性,弃耕不仅导致土地资源浪费还会带来环境风险.探讨弃耕后稻田土壤全磷、各磷素组分的变化规律及趋势,为弃耕土壤管理提供理论依据.[方法]红壤稻田弃耕长期定位试验于2007-2014年在湖南桃源进行,弃耕前(1991-2006年)为双季稻定位试验,包括不施肥对照(CK)、施氮钾(NK)和氮磷钾(NPK)化肥3个处理.分析了弃耕前后(2006和2014年)土壤全磷、速效磷(Olsen-P)、微生物生物量磷(MBP)及各个磷组分(Hedley法)含量.[结果]弃耕8年后,土壤全磷较弃耕初期下降了 19.3~160.8 mg/kg,Olsen-P 下降了 0.7~14.1 mg/kg,下降幅度分别为 5.4%~23.4%和 11.0%~45.4%,其中NPK处理的全磷和Olsen-P分别显著下降了 23.4%和45.4%(P<0.05).Hedley-P分级结果表明,弃耕前、后稻田土壤各磷组分的含量高低均为 Residual-P>NaOH-Po>NaOH-Pi>Sonic-Pi>NaHCO3-Po>HCl-P>Sonic-Po>NaHCO3-Pi>Resin-P.除Resin-P和Sonic-Po外,NPK处理土壤的其它磷组分含量均显著高于CK和NK处理(P<0.05),而NK和CK处理间多数磷组分含量无显著差异(P>0.05).从磷组分的活性来看,稳定态磷含量(Residual-P)弃耕后基本不变;活性磷(Resin-P、NaHCO3-Pi 和 NaHCO3-Po)、中活性磷(NaOH-Pi、NaOH-Po、Sonic-Pi、Sonic-Po)和低活性磷(HCl-P)含量在弃耕后都呈下降趋势,下降幅度最大的是中活性磷,含量下降了10.0~100.8 mg/kg,贡献了磷下降总量的51.7%~78.6%;其次为活性磷,下降了 2.8~29.1 mg/kg,贡献了磷下降总量的14.5%~18.1%.中活性磷含量的下降主要源于无机态磷(NaOH-Pi和Sonic-Pi)的显著降低,而只有NPK处理的有机态磷(NaOH-P.和Sonic-Po)下降达到显著水平(P<0.05).MBP含量较为稳定,维持在15.1~16.7 mg/kg,CK和NK处理的土壤MBP是Olsen-P的3倍左右.弃耕后杂草固持磷量为21.3~48.3 kg/hm2,分别能解释CK、NK处理土壤磷库损失的40.6%和54.9%,但仅能解释NPK处理土壤磷库损失的14.9%.[结论]弃耕降低稻田土壤磷库,与低磷背景土壤相比,高磷背景土壤(NPK处理)对弃耕更为敏感,弃耕后土壤全磷、Olsen-P和各活性组分都有显著降低(P<0.05);中活性磷含量的降低对磷库损失的贡献率最高,达64.3%,而中活性磷的下降主要源于其无机态磷组分的降低.弃耕后杂草带走的磷素对磷库损失的解释度较低,微生物固定磷却不受弃耕的影响.因此,提高土壤有机质含量是维持弃耕土壤磷库稳定的有效途径.

关键词： 红壤稻田 弃耕 土壤全磷 磷素组分 损失途径