李艾芬，陶國才，章明奎

（1.浙江省嘉興市南湖區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)局，浙江嘉興 314001；2.嘉興市南湖區(qū)七星鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，浙江嘉興 314002；3.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江杭州 310058）

浙江省茶葉主產(chǎn)區(qū)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(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)局，浙江嘉興 314001；2.嘉興市南湖區(qū)七星鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，浙江嘉興 314002；3.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江杭州 310058）

對(duì)浙江省茶葉主產(chǎn)區(qū)159個(gè)樣點(diǎn)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(shù)為140.7%；其中，＞40 mg·kg-1的樣品比例達(dá)22.0%。茶園土壤中Olsen?P有明顯的表聚特點(diǎn)，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(dāng)土壤Olsen?P超過55mg·kg-1時(shí)，土壤水溶性磷和磷的釋放潛力迅速增強(qiáng)；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(biāo)。

茶園；紅壤；有效磷；淋失閾值

茶葉是我國南方紅壤地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)作物，自20世紀(jì)90年代茶葉生產(chǎn)走出低谷后，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其是名優(yōu)茶的發(fā)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(duì)磷的固定較強(qiáng)，缺磷明顯，在茶園施用磷肥一直是茶園管理的重要施肥對(duì)策。然而，近年來的研究表明，由于肥料磷當(dāng)季利用率低，一般在10%～25%，長期施用磷肥可導(dǎo)致土壤中磷的殘留，我國蔬菜等經(jīng)濟(jì)效益較高的農(nóng)作物生長的土壤中磷素已有明顯的積累，并對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不良影響［1-2］；長期施肥對(duì)我國茶園土壤中磷的累積效應(yīng)也已逐漸顯現(xiàn)［3-6］。由于茶園主要分布在山坡地，極容易發(fā)生水土和養(yǎng)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(chǎn)生較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。為此，作者在浙江省茶葉主產(chǎn)區(qū)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?，F(xiàn)將研究結(jié)果報(bào)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(tái)州和溫州等市主要茶葉生產(chǎn)區(qū)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(gè)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(nèi)6～10點(diǎn)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(shí)間至少5年以上。

1.2 方法

土樣經(jīng)混勻、風(fēng)干處理后全部磨細(xì)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(jīng)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(jié)果分析

2.1 有效磷的積累

對(duì)浙江全省159個(gè)樣點(diǎn)的分析結(jié)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(shù)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(yīng)的變異系數(shù)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(guān)。相關(guān)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(guān)性，相關(guān)系數(shù)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(dá)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(guān)系

水溶性磷是土壤中易釋放態(tài)磷的容量指標(biāo)，在雨季易釋放至徑流中，對(duì)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(jié)果表明，浙江全省159個(gè)樣點(diǎn)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(shù)高達(dá)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(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。當(dāng)土壤Olsen?P低于55 mg·kg-1時(shí)，土壤水溶性磷普遍較低，其隨Olsen?P增加的變化較??；但當(dāng)土壤Olsen?P高于55 mg·kg-1時(shí)，土壤水溶性磷明顯增加，隨土壤Olsen?P的進(jìn)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(yàn)?zāi)M暴雨期間地表徑流中磷的流失濃度。模擬結(jié)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(shù)達(dá)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(dāng)土壤Olsen?P低于55 mg·kg-1時(shí)，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(dāng)土壤Olsen?P高于55 mg·kg-1時(shí)，淋出液中磷濃度隨Olsen?P增加顯著地增加，并達(dá)到很高的水平。

圖1 土壤水溶性磷與Olsen?P的關(guān)系

3 小結(jié)與討論

研究表明，茶園土壤中Olsen?P有明顯的表聚特點(diǎn)，隨采樣土層深度的增加而減少；浙江省茶葉主產(chǎn)區(qū)土壤磷已有明顯的積累，0～15cm的土壤Olsen?P平均達(dá)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(qiáng)茶園土壤有效磷水平的檢測，并根據(jù)測試結(jié)果確定施磷量，在磷積累明顯的土壤應(yīng)嚴(yán)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(guān)系

磷是水體富營養(yǎng)化的主要限制元素，隨著水體污染問題的日益顯現(xiàn)，人們對(duì)磷在環(huán)境中的行為十分關(guān)注［11］。磷肥施入土壤后大部分以對(duì)當(dāng)季作物無效的狀態(tài)而積累在土壤中，成為土壤中的潛在養(yǎng)分。但隨著這些潛在養(yǎng)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(nèi)外對(duì)土壤磷素積累與土壤向環(huán)境中釋放磷能力的關(guān)系作了較多的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤磷積累至一定程度時(shí)，土壤向環(huán)境中釋放磷的能力會(huì)發(fā)生明顯的變化，釋放強(qiáng)度明顯地增加。有人把土壤向環(huán)境中釋放磷的強(qiáng)度發(fā)生明顯變化的土壤磷積累轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱之為淋失閾值（或臨界值）［11］，并應(yīng)用此值作為保護(hù)水質(zhì)和識(shí)別土壤是否應(yīng)禁止施用化肥和糞肥的依據(jù)。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(guān)系可以看出，當(dāng)土壤Olsen?P超過55 mg·kg-1時(shí)，土壤向環(huán)境中磷的釋放強(qiáng)度發(fā)生了顯著的增加。這一淋失閾值基本上落在有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道值的范圍內(nèi)［11-13］。例如，Heckrath等［12］通過比較滲漏液與土壤有效磷的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤Olsen?P超過60 mg·kg-1時(shí)，滲漏水中磷的濃度會(huì)發(fā)生明顯的增加。鐘曉英等［13］通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)對(duì)我國23個(gè)耕地土壤進(jìn)行了磷淋失風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得出不同土壤磷淋失閾值差異較大，變動(dòng)于29.96～156.78 mg· kg-1。一般認(rèn)為當(dāng)土壤Olsen?P在20～40mg·kg-1時(shí)，土壤磷素已基本能滿足作物生長的需要［11］。鑒于本研究結(jié)果，茶園土壤Olsen?P超過55 mg· kg-1時(shí)，水溶性磷發(fā)生了顯著的增加，相應(yīng)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(biāo)。

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（責(zé)任編輯：張才德）

S 571.1 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

A

0528?9017（2014）01?0031?03

文獻(xiàn)著錄格式：李艾芬，陶國才，章明奎.浙江省茶葉主產(chǎn)區(qū)土壤磷的積累與淋失閾值研究［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（1）：31-33.

2013?11?02

國家科技支撐計(jì)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(nóng)村能源技術(shù)推廣工作。E?mail：laf3316＠126.com。

章明奎。E?mail：mkzhang＠zju.edu.cn。