朱曉武+蘇文會+輝朝茂

摘要：指出了毛竹是我國栽植面積最大的竹種，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，廣泛分布在我國南方地區(qū)，但南方丘陵山區(qū)土壤普遍缺磷且磷肥施用當(dāng)季利用效率很低。在安徽黃山區(qū)黃山公益林場對15塊林地進(jìn)行了施磷肥的田間試驗(yàn)，研究了不同施肥深度及施肥方式對毛竹磷素的利用、土壤殘留及損失的影響。結(jié)果表明：毛竹磷利用率隨時(shí)間增加而增大，三個不同生理期磷素利用差異顯著（P<0.05），且穴施處理下毛竹的磷素利用率高于溝施，T1（0～20 cm穴施）和T3（20～40 cm穴施）的磷利用率分別達(dá)15.36%和15.68%。磷在土壤中的殘留隨時(shí)間增加而降低，損失率隨時(shí)間推移而增大，且T3（20～40 cm穴施）磷素殘留率最高、磷素?fù)p失率最低，分別為77.20%和5.49%。因此建議毛竹磷素施用方式為穴施，施肥深度為20～40 cm，這樣有助于減少磷的損失、增加土壤磷素殘留，提高磷素的利用效率。

關(guān)鍵詞：毛竹；施肥；利用；磷殘留

中圖分類號：S725.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）07-0138-04

1 引言

磷是地球上主要的營養(yǎng)元素之一，也是植物生長必須的營養(yǎng)元素之一，是植物體內(nèi)許多重要化合物的組成成分，參與各種代謝過程，對植物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)提高起著十分重要的作用[1]。我國大部分農(nóng)林用地土壤自然狀態(tài)下有效磷含量低于10 mg/kg，相比發(fā)達(dá)國家而言我國土壤磷素含量處于一個比較低的水平[2]。但隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中加大了磷肥的施用量，但總的來說磷素的利用效率并不高，磷素當(dāng)季利用率普遍只有10%～25%，不能滿足植物的正常生命活動[3]。

毛竹是我國竹類用途最廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高、栽培面積最大的竹種，也是保持水土、美化環(huán)境的理想作物[4]。然而，由于片面追求經(jīng)濟(jì)效益最大化的的超短輪伐作業(yè)方式和不重視林地肥力的補(bǔ)充，導(dǎo)致土壤肥力日漸衰退，影響竹材、竹筍的質(zhì)量。因此，施肥成為竹林速生豐產(chǎn)的關(guān)鍵措施，其中磷是影響竹林速生豐產(chǎn)的重要限制因子[5]。自從19世紀(jì)初期施用磷肥開始，磷肥的需求量與日俱增[6]，然而，磷是不可再生資源，世界的磷儲量并不樂觀[7]。由于土壤對磷的強(qiáng)烈化學(xué)固定作用，植物的土壤利用效率低，致使磷資源嚴(yán)重浪費(fèi)[8]。

目前，在保證高產(chǎn)的同時(shí)最大限度地利用磷，是竹林可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。關(guān)于毛竹養(yǎng)分積累的研究已經(jīng)很多，在此通過研究不同施肥區(qū)域毛竹對磷的吸收利用、磷在土壤中殘留及磷損失的規(guī)律，為合理高效施磷肥提供理論依據(jù)和科學(xué)經(jīng)營措施。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)地概況

研究區(qū)位于安徽省黃山區(qū)黃山公益林場，118°14′～118°21′E，32°4′～32°10′N，地理位置突出，屬亞熱帶濕潤性氣候，雨量充沛，四季分明，年平均氣溫15.3 ℃，年平均降水量1500 mm，相對濕度80%以上，無霜期220 d，年日照1752.7 h。

場內(nèi)毛竹林分布集中，主要分布在大坪、留東和下坪三個區(qū)，以材用為主，兼顧筍用，大小年明顯。試驗(yàn)地設(shè)在大坪區(qū)的中下部，海拔490 m、坡度30°左右，林地土壤為黃棕壤，偏酸性。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置5個處理，分別為不施肥處理，0～20 cm穴施（T1）、0～20 cm溝施（T2）、20～40 cm穴施（T3）和20～40 cm溝施（T4），以不施肥作為空白對照，每個處理三個重復(fù)，隨機(jī)排列。2015年5月，根據(jù)經(jīng)營現(xiàn)狀，選擇經(jīng)營措施一致、坡度相當(dāng)、林分結(jié)構(gòu)基本一致的典型毛竹林，設(shè)置20 m×15 m標(biāo)準(zhǔn)地15塊，試驗(yàn)于2015年7月?lián)Q葉完成后進(jìn)行。

試驗(yàn)所用肥料為過磷酸鈣（含P2O5 12%）、普通尿素（含氮46.4%）和氯化鉀（含K2O 60%），施用量分別為178 kg/hm2、242 kg/hm2、147 kg/hm2[9]。穴施（T1和T3）是在樣地中每竹周圍挖一個1/4環(huán)形溝（內(nèi)徑30 cm，外徑40 cm），將肥料按株數(shù)均分后均勻施入環(huán)形溝，溝施（T2和T4）則是沿等高線每隔2 m開一條10 cm寬的溝（每個樣地9條），將肥料均分后均勻施入溝內(nèi)。施肥后，立即填回原土，并在施肥區(qū)做上標(biāo)記，試驗(yàn)期間，各樣地的管理措施保持一致。

2.3 樣品采集與分析

2.3.1 磷吸收量測定

分別在毛竹的三個生理期A1（孕筍期，8月底）、A2（養(yǎng)分積累期，11月底）和A3（發(fā)筍前，1月底）進(jìn)行樣品的采集。根據(jù)每木檢尺結(jié)果，計(jì)算每個年齡（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度）的平均胸徑，每個年齡選擇一株與平均胸徑最接近的毛竹砍伐，將竹蔸、蔸根全部挖出，清洗干凈，分別測量并記錄葉、枝、稈、蔸和蔸根的重量，各器官取500 g左右樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，測定各器官的生物量。在各樣地內(nèi)隨機(jī)選擇一處無竹子的具、代表性的2 m×2 m的小樣方，挖取全部的竹鞭和鞭根，洗凈，分別稱重記錄，測量生物量。

將所有采集的樣品洗凈烘干稱重，然后用粉碎機(jī)粉碎樣品，測定樣品各器官的全磷含量，全磷測定采用硫酸-雙氧水消煮-釩鉬黃比色法。

2.3.2 土壤殘留磷測定

在每個樣地隨機(jī)選擇3個施肥穴（溝），按照0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm三層分別取樣，同時(shí)，無施肥區(qū)也隨機(jī)選擇三處，分層取樣，去除根系石塊等雜質(zhì)，自然風(fēng)干，粉碎，用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法測定土壤全磷含量，施肥區(qū)和無施肥區(qū)全磷總磷相加即為樣地土壤全磷含量，對照樣地則隨機(jī)選擇三處進(jìn)行分層取樣。

2.3.3 磷損失測定

磷損失主要有徑流跟淋溶兩種情況。根據(jù)磷吸收量和土壤殘留，可間接得出磷損失率情況。

2.4 數(shù)據(jù)處理

磷利用率=（試驗(yàn)樣地-對照）/施肥量×100%

土壤殘留量=試驗(yàn)樣地土壤全磷總量-對照樣地土壤全磷總量

磷損失率=100%-土壤殘留率-磷利用率

數(shù)據(jù)利用Excel和Spss軟件進(jìn)行分析處理，采用單因素分析和最小顯著性進(jìn)行方差分析和多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 施肥區(qū)域?qū)γ窳至孜盏挠绊?/p>

不同施肥處理的三個生理期的磷平均吸收量如表1所示。從表中可以看出，施肥后各處理組的毛竹磷吸收量隨時(shí)間的增加而增多，并且不同生理期差異顯著（P<0.05）。同一生理期，不同施肥處理也有差異。A1孕筍期，T3（20～40 cm，穴施）處理組吸收量最大，顯著高于其他處理組，為78.57 g；A2冬季養(yǎng)分積累期，T4（20～40，溝施），高于其他處理組，為194.60 g；A3發(fā)筍前，T3處理組吸收量最大，顯著高于其他處理組，為249.16 g。

表2反映了各處理組在不同的生理期的磷吸收率情況，與磷吸收量趨勢相同，不同施肥處理組的磷利用率隨著時(shí)間的增加而增加，各處理之間差異顯著（P<0.05）。四個處理組的磷利用率最終分別達(dá)到15.20%、15.28%、15. 68%和15.36%，總體利用率水平不高。最終T3（20～40 cm，穴施）磷利用率最大，而T1（0～20 cm，穴施）和T2（0～20 cm，溝施）磷利用率相差不大。

因此，由上對比可看出，T3（20～40 cm，穴施）和T4（20～40 cm，溝施）磷吸收高于T1（0～20，穴施）和T2（0～20，溝施），就施肥深度而言，在20～40 cm施肥更有利于毛竹對磷的吸收，可能是因?yàn)?，毛竹的鞭根及蔸在土?0～40 cm處，更有利于鞭根及蔸的吸收，磷極易被土壤固定，而在0～20 cm施肥，導(dǎo)致一小部分被土壤固定，不能被毛竹吸收，因而磷利用率低于深施（20～40 cm）。

3.2 施肥區(qū)域?qū)γ窳至讱埩舻挠绊?/p>

磷肥（過磷酸鈣）被施入土壤后，部分被毛竹直接吸收，還有部分被土壤固定，形成難溶性的磷酸鹽，導(dǎo)致植物所需速效磷減少，還有部分隨著降雨通過徑流或者淋溶流入水體，容易造成肥料的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

表3反映了不同施肥處理毛竹林0～60 cm深度的土壤中磷的殘留量及殘留率。從表中可看出殘留量為1098.26～1155.17 g，殘留率為70.36%～75.77%，同時(shí)各施肥處理下殘留量表現(xiàn)為：T3>T4>T1>T2，即T2（0～20 cm，溝施）最低，T3（20～40 cm，穴施）最高。T1和T3為穴施，T2和T4為溝施，說明穴施土壤磷殘留量高于溝施的磷殘留量，同時(shí)施肥深度為20～40 cm磷的殘留量高于0～20 cm施肥深度。

圖1反映了四個不同處理組在三個生理期的三個土層深度（0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm）中磷殘留的變化情況。從圖中可看出不同處理下各土層中磷含量均隨著時(shí)間的推進(jìn)而減少，這是由于毛竹對磷的吸收以及磷損失減少磷在土壤中的含量。T1和T2處理下，隨著深度的增加，磷含量逐漸減少，但是0～20 cm土層中磷殘留量顯著高于其他兩個土層深度的磷含量，然而，T3和T4處理則是20～40 cm土層中磷含量最高，顯著高于另外兩個土層中的磷含量，由于T1和T2是在0～20 cm深度處施肥，T3和T4是在20～40 cm處施肥，而磷極易被土壤固定，因此會出現(xiàn)T1和T2處理中0～20 cm、T3和T4處理20～40 cm磷含量顯著高于其他兩個土壤深度。

3.3 施肥區(qū)域?qū)γ窳至讚p失的影響

徑流和淋溶是造成磷損失的主要途徑。一般情況下，降雨引起的徑流會帶走土壤中的磷素，從而使磷肥造成損失；而降雨引起的淋溶使土壤中可溶性的磷移至土壤下層，使這部分不能被毛竹吸收利用，造成磷肥損失，而降低了磷的利用率。

圖2反映了不同施肥處理下各生理期磷肥損失情況。從圖中看出磷的損失率隨時(shí)間的增加而增大，這是由于降雨以及磷移動的原因造成磷的損失。四個處理下，相同的施肥深度，20～40 cm施肥處理磷損失率低于0～20 cm施肥深度，這說明深層施肥有利于減少磷的損失。相同施肥方式下，穴施磷損失率低于溝施，說明溝施有利于減少磷的損失。從圖中也可看出，在孕筍期T1磷的損失率較高，這可能是由于孕筍期降雨量大引起的，隨后磷損失率減少，這是由于磷極易被土壤固定的原因。

4 結(jié)論與討論

不同施肥處理下磷的利用率隨著時(shí)間的增加而增大，本研究毛竹的磷素利用率在15%左右，處于我國磷利用率一般平均水平，影響毛竹磷素利用的因子很多，主要有土壤對磷素的吸附固定作用、土壤微生物的協(xié)同抑制作用以及根系的形態(tài)特征、生理活動等影響[10，11]。毛竹的根系主要分布在土壤10～30 cm處[12]，因此研究施肥深度對于制定科學(xué)的施肥措施是很有必要的，研究發(fā)現(xiàn)T3（20～40 cm穴施）、T4（20～40 cm溝施）處理磷肥的利用率較高，這可能是由于淺施（0～20 cm）磷肥，大量磷素會隨著地表徑流流失[13，14]，而適當(dāng)深施（20～40 cm）磷肥，不僅有利于減少磷素隨地表徑流流失，同時(shí)也有利于促進(jìn)根系向更深處延伸，從而改變根系構(gòu)型，增加根系生物量，擴(kuò)大根系與土壤接觸的表面積等，提高磷素的吸收利用效率。孕筍期利用率較低，可能是因?yàn)槭┓蕰r(shí)間過短。研究發(fā)現(xiàn)，溝施磷肥的磷利用率水平稍低于穴施，可能是由于穴施根系與磷的接觸面更大，根系的一些分泌物如有機(jī)酸、酸性磷酸酶等[15]能夠活化根際磷，提高土壤磷素親和力，因此穴施磷肥的根際效應(yīng)明顯。

磷素利用的另一個主要問題就是土壤對磷素的吸附固定作用太強(qiáng)，土壤中的陽離子與磷結(jié)合成難以利用的化合物，導(dǎo)致土壤中殘留了過多的難以利用的磷，但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，不同處理下磷在土壤中的殘留量隨時(shí)間的推移而減少，磷素會逐步釋放到土壤中，這可能是土壤微生物、有機(jī)酸等作用于土壤，促進(jìn)了難溶性的陽離子-磷結(jié)合物的分解，轉(zhuǎn)變成可利用的磷。但磷的損失率隨時(shí)間的推移增大，一方面是由于磷的吸收利用，另一方面由于徑流跟淋溶造成磷的損失，因此，殘留量逐漸減少，磷損失率增大。孕筍期土壤殘留量減少較快，損失較大的原因可能是因?yàn)?月份是雨季，降雨量較大。并且磷肥施入土壤后，較其他養(yǎng)分元素而言，損失較小，是因?yàn)榱资┤胪寥篮?，極易被土壤固定，損失的較少，可利用的較少，因而當(dāng)季利用率普遍不高[16～20]。此外，20～40 cm穴施磷肥的土壤磷的殘留率最大，損失率最小，可能是因?yàn)?～20 cm深度施肥距離地表較近，雨水沖刷相對嚴(yán)重，損失相對較高，因此綜合考慮毛竹施肥方式以及深度對磷素利用、殘留和損失的影響，建議 20～40 cm穴施磷肥，以期獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

影響毛竹磷素利用的因素很多，施肥方式和施肥深度只是在技術(shù)應(yīng)用方面研究如何提高磷素利用效率，但影響磷素利用的機(jī)理研究才是最重要的，加強(qiáng)根系磷素利用的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)研究是以后研究的重點(diǎn)[21]。

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