費(fèi) 超，張士榮，梁 斌，李俊良，江麗華，徐 鈺，丁效東

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266109；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，山東 濟(jì)南 250100)

據(jù)FAO數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)已成為世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，2015年蔬菜種植面積占到整個(gè)農(nóng)作物種植總面積的12.9%[1]。截至2014年，設(shè)施蔬菜種植面積達(dá)467萬(wàn)hm2，保障了農(nóng)民增收和蔬菜供應(yīng)[2]。磷是作物的糧食，是支撐作物生產(chǎn)、保障糧食安全的基本物質(zhì)基礎(chǔ)。而據(jù)全球農(nóng)田磷素養(yǎng)分平衡狀況分析，我國(guó)是土壤磷盈余最嚴(yán)重的國(guó)家之一[3]；2003-2011年，全國(guó)設(shè)施菜地磷盈余達(dá)到527.0 kg/hm2，大量磷素盈余導(dǎo)致土壤磷素累積高，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)突顯[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)施菜地有效磷含量達(dá)179 mg/kg，有些設(shè)施土壤有效磷含量甚至高達(dá)400 mg/kg，遠(yuǎn)超過(guò)土壤磷素環(huán)境閾值46～58 mg/kg[5]。越來(lái)越多研究證明，化肥或有機(jī)肥長(zhǎng)期過(guò)量投入，可能部分甚至完全導(dǎo)致土壤磷吸附量達(dá)到飽和，進(jìn)而改變土壤中磷素轉(zhuǎn)化的化學(xué)平衡，降低了土壤對(duì)磷的固持能力，導(dǎo)致磷素易隨雨水和灌溉水流失，造成水體污染[6-8]。而傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，磷在土壤溶液中擴(kuò)散速率較慢，且施入土壤的活性磷較短時(shí)間內(nèi)被土壤顆粒吸附或者通過(guò)結(jié)合態(tài)磷被土壤固定，導(dǎo)致磷素移動(dòng)性較差，不易從農(nóng)田土壤中損失。如何挖掘設(shè)施土壤累積態(tài)磷高效活化及循環(huán)利用潛力，提高設(shè)施土壤累積態(tài)磷利用率，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略-“雙減”目標(biāo)的有效途徑。

由于受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，菜農(nóng)盲目使用糞肥和過(guò)量使用化肥日益嚴(yán)重，山東設(shè)施蔬菜土壤磷素平均投入量為2 375 kg/hm2，年養(yǎng)分盈余量達(dá)到 2 112 kg/hm2，為作物帶走量的13倍[4]；同時(shí)設(shè)施蔬菜有機(jī)肥投入磷量為1 288 kg/hm2，占磷素投入總量的54.2%，有機(jī)肥中有機(jī)磷占總磷50%左右，導(dǎo)致設(shè)施土壤有機(jī)磷含量逐年增加，利用效率較低。由于我國(guó)集約化蔬菜產(chǎn)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)在發(fā)展歷程和空間上的匹配性，以及高產(chǎn)菜田對(duì)糞肥的需求，導(dǎo)致大量糞肥進(jìn)入集約化蔬菜生產(chǎn)體系中，土壤C/P下降，比值為 5.8～9.0，低于周?chē)Z田土壤 C/P(9.1～10.2)[9]，說(shuō)明設(shè)施菜地因土壤C/P失調(diào)、磷累積量高、周轉(zhuǎn)慢導(dǎo)致土壤累積磷素利用率低，加之其高溫高熱的環(huán)境和絕對(duì)高量的有機(jī)磷累積，可能導(dǎo)致有機(jī)磷礦化速率較低。

微生物在土壤磷的生物化學(xué)循環(huán)中起著舉足輕重的作用，其生命活動(dòng)直接影響土壤磷素周轉(zhuǎn)及肥力水平。研究表明，隨種植年限增長(zhǎng)，土壤細(xì)菌數(shù)量先上升后下降，放線(xiàn)菌數(shù)量先迅速升高后保持相對(duì)穩(wěn)定，而真菌數(shù)量呈持續(xù)增加的趨勢(shì)，表明隨種植年限增長(zhǎng)，設(shè)施菜地土壤微生物區(qū)系發(fā)生紊亂[10]。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，隨種植年限增加，設(shè)施菜地土壤有機(jī)磷/無(wú)機(jī)磷比值降低，而種植9年的設(shè)施菜地0～20 cm土壤NaHCO3提取的無(wú)機(jī)磷含量(162.5 kg /kg)低于有機(jī)磷含量(192 kg/kg)[11]。有機(jī)肥與磷肥高投入條件下設(shè)施菜地土壤磷素形態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程，特別是土壤微生物介導(dǎo)的磷素周轉(zhuǎn)過(guò)程如何？在有機(jī)磷無(wú)效化增加趨勢(shì)下，可以通過(guò)微生物量磷周轉(zhuǎn)調(diào)控提高其利用效率，然而，針對(duì)土壤磷庫(kù)盈余高的設(shè)施蔬菜種植體系，微生物量磷的周轉(zhuǎn)及利用研究還很薄弱。

筆者提出的科學(xué)問(wèn)題是：在高磷量及低C/P不同種植年限設(shè)施土壤中，微生物量磷周轉(zhuǎn)調(diào)控過(guò)程如何？針對(duì)集約化設(shè)施蔬菜土壤磷肥施用量大、累積量高及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，以山東壽光設(shè)施蔬菜土壤為研究對(duì)象，對(duì)不同年限、不同剖面深度設(shè)施土壤微生物量磷含量變化特征及相關(guān)性進(jìn)行分析，以便為集約化設(shè)施蔬菜土壤磷肥施用限量標(biāo)準(zhǔn)的制定及磷肥增效調(diào)控方法的建立提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

本研究以山東設(shè)施蔬菜主產(chǎn)市-壽光為研究區(qū)域，于2017年1-2月調(diào)查并采集150個(gè)設(shè)施蔬菜溫室土壤樣品，種植年限0-4年樣本50個(gè)(n=50)、4-9年40個(gè)(n=40)、9年以上60個(gè)(n=60)。所采集的樣品包括不同種植年限的設(shè)施菜地土樣共150個(gè)，按照蔬菜種類(lèi)進(jìn)行布點(diǎn)，每10 hm2布置1～2個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣，取樣位置位于垅上，且在設(shè)施作物中間。每個(gè)樣點(diǎn)用土鉆取0～30 cm，30～60 cm，60～90 cm土壤。

1.2 樣品處理

采集土壤樣品一部分于4 ℃下保存，預(yù)處理后用于土壤微生物量碳、磷分析，一部分風(fēng)干過(guò)2 mm 篩后保存，用于土壤全磷、有效磷、水溶性磷及微生物量磷以及水溶性碳、微生物量碳、有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤微生物量磷和微生物量碳的測(cè)定 土壤微生物量磷采用氯仿熏蒸，0.5 mol/L NaHCO3溶液(水土比1∶20)浸提提取法測(cè)定[12]；土壤微生物量碳采用氯仿熏蒸，0.5 mol/L K2SO4溶液(土水比1∶4)浸提提取法測(cè)定[13]。

1.3.2 水溶性磷、水溶性碳測(cè)定 采用鉬銻抗比色法[14]，用蒸餾水浸提土壤中的磷，水土比為20∶1，濾液用鉬銻抗比色法測(cè)定水溶性磷含量。

采用蒸餾水浸提土壤中的碳，水土比為20∶1濾液直接在liqui-TOC流動(dòng)分析儀上測(cè)定土壤水溶性有機(jī)碳。

1.3.3 土壤pH、全磷、有效磷及有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定 土壤有效磷含量用Olsen法測(cè)定[15]，全磷含量用濃硫酸-高氯酸消煮鉬銻抗比色法測(cè)定[16]，土壤pH(H2O)以1∶5 土水比提取，用pHS-3酸度計(jì)測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定[17]。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初級(jí)統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS 18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素相關(guān)性分析。采用Sigamplot 13.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行箱形圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面全磷含量的影響

圖1-A結(jié)果表明，在0～30 cm土壤中，種植年限0-4年全磷含量為0.53～1.61 g/kg，均值為1.11 g/kg，47.62%土壤樣本全磷含量>1.00 g/kg；種植年限4-9年土壤全磷含量為0.67～2.81 g/kg，均值為1.58 g/kg，58.82%土壤樣本全磷含量>1.00 g/kg；種植年限在9年以上土壤全磷含量為1.29～3.09 g/kg，均值為2.17 g/kg，100%樣本全磷含量>1.00 g/kg。隨著種植年限增加，設(shè)施蔬菜0～30 cm耕層土壤全磷含量不斷增加，種植年限9年以上的耕層土壤全磷較0-4年與4-9年含量普遍達(dá)顯著水平(P<0.05)。

在30～60 cm的土壤剖面土層中，種植年限4-9年的土壤全磷含量與種植年限0-4年土壤全磷無(wú)顯著性差異，但是兩者低于種植年限在9年以上的設(shè)施土壤，表明隨種植年限增加，在30～60 cm深度土壤全磷含量具有增加趨勢(shì)(圖1-B)；在60～90 cm的土壤剖面土層中，種植4-9年設(shè)施土壤全磷含量低于種植年限0-4年及9年以上的設(shè)施土壤全磷含量，而且前9年內(nèi)所有60～90 cm土壤全磷含量基本都低于1.00 g/kg；且從箱形圖看出，種植9年以上時(shí)在60～90 cm土壤剖面土層全磷含量其波動(dòng)程度較大，均值為0.88 g/kg，表現(xiàn)隨種植年限增加，深層土壤磷含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)(圖1-C)。

從種植年限0-4年來(lái)看，在0～30 cm土層土壤總磷含量與30～60 cm土層無(wú)顯著性差異，但是兩者高于60～90 cm；而在種植年限4-9年，0～30 cm土層土壤總磷含量高于30～60 cm，60～90 cm土層土壤全磷含量，但是后二者相差較?。欢诜N植年限9年以上時(shí)，0～30 cm土層土壤全磷含量最高，60～90 cm土層土壤全磷含量顯著增加(圖1)。上述結(jié)果表明，隨著種植年限增加，整個(gè)土壤剖面中磷素大量累積，而且底層磷含量有增加趨勢(shì)。

箱形圖上方不同小寫(xiě)字母表示均值差在P<0.05差異顯著；A.0～30 cm; B.30～60 cm; C.60～90 cm。圖2-4同。

The mean difference of different small letters in the top of the box is significantly different inP< 0.05；A.0-30 cm; B.30-60 cm; C.60-90 cm.The same as Fig.2-4.

圖1種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面全磷含量的影響
Fig.1EffectsofplantingyearsontotalPcontentindifferentdepthofgreenhousevegetablesoil

2.2 種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面有效磷含量的影響

從圖2-A可以看出，0～30 cm土壤剖面土層中，隨著種植年限增加，土壤有效磷含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但是在種植年限4-9年與種植年限9年以上時(shí)土壤有效磷含量無(wú)顯著性差異；種植年限0-4年土壤有效磷變化為32.74～215.07 mg/kg，均值為99.39 mg/kg；種植年限4-9年土壤有效磷含量變化為70.99～332.63 mg/kg，均值為172.84 mg/kg；種植年限9年以上土壤有效磷變化為85.66～279.71 mg/kg，均值為179.01 mg/kg。

圖2 種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面Olsen-P含量的影響Fig.2 Effects of planting years on Olsen-P content indifferent depth of greenhouse vegetable soil

從圖2-B可以看出，30～60 cm土壤剖面土層中，隨著種植年限增加，土壤有效磷含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但是種植年限在4-9年與種植年限9年以上時(shí)土壤有效磷含量無(wú)顯著性差異；種植年限0-4年土壤有效磷變化為19.33～139.85 mg/kg，均值為99.39 mg/kg；種植年限4-9年土壤有效磷含量變化為36.59～123.679 mg/kg，均值為172.84 mg/kg；種植年限9年以上土壤有效磷變化為38.45～141.33 mg/kg，均值為179.01 mg/kg。

由圖2-C可以看出，60～90 cm土壤剖面土層中，隨著種植年限增加，土壤有效磷含量呈現(xiàn)先增加后趨于穩(wěn)定，在種植年限在4-9年與9年以上土壤有效磷含量顯著高于種植年限0-4年時(shí)土壤有效磷含量。上述結(jié)果表明，隨種植年限增加，各土層中土壤有效磷含量呈現(xiàn)先增加后基本保持穩(wěn)定的趨勢(shì)，且隨著土層的加深，土壤有效磷含量逐漸降低(圖2)。

2.3 種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面水溶性磷含量的影響

由圖3可以得出，在0～30 cm土壤中，隨種植年限增加，水溶性磷含量有增加趨勢(shì)，種植年限9年以上時(shí)土壤水溶性磷含量分別是種植年限0-4年，4-9年的土壤水溶性磷含量1.92，1.67倍；分別在30～60 cm，60～90 cm土壤中，種植年限0-4年，4-9時(shí)水溶性磷含量無(wú)顯著性差異，但是二者略低于種植年限9年以上時(shí)；在同一種植年限土壤中，水溶性磷含量隨土壤剖面土層深度增加而降低；在同一剖面土壤內(nèi)，隨種植年限增加土壤水溶性磷含量呈上升趨勢(shì)(圖3)。相對(duì)種植年限0-4年，4-9年時(shí)，種植年限9年以上土壤水溶性有增加的趨勢(shì)。

圖3 種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面土壤水溶性磷含量的影響Fig.3 Effects of planting years on water soluble P content in different depth of greenhouse vegetable soil

2.4 種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面土壤微生物量磷含量的影響

從圖4可以看出，在0～30 cm土壤中，隨種植年限增加土壤微生物量磷含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)；在種植年限0-4年，4-9年，9年以上的土壤其微生物量磷含量變化分別為11.83～94.16 mg/kg，21.25～75.33 mg/kg，10.67～50.64 mg/kg；種植年限0-4年，4-9年的土壤微生物量磷含量變幅較大，且二者高于種植年限9年以上土壤微生物量磷含量，差異顯著(P<0.05)(圖4-A)。在30～60 cm，60～90 cm土壤中，種植年限0-4年土壤微生物量磷低于種植年限4-9年，9年以上，但三者無(wú)顯著性差異(圖4-B、C)。不同深度土壤同一種植年限內(nèi)，種植年限分別在0-4年，4-9年時(shí)其土壤微生物量磷含量隨土壤深度增加呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但種植年限9年以上時(shí)整個(gè)剖面土壤其微生物含量變化不大，約為20 mg/kg(圖4)。

2.5 不同種植年限土壤微生物量磷與土壤有效磷及pH值、水溶性碳、有機(jī)質(zhì)相關(guān)性分析

從表1可以看出，種植年限0-4年時(shí)土壤微生物量磷與pH值、TC/OP(總碳與有效磷比)、MC/MP(微生物碳磷比)呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；與有機(jī)質(zhì)、全磷、Olsen-P、水溶性碳、水溶性磷呈顯著或極顯著正相關(guān)，上述結(jié)果表明，土壤微生物量磷隨有機(jī)質(zhì)、全磷、Olsen-P、水溶性碳及水溶性磷增加而增加，而隨土壤pH值增加呈降低趨勢(shì)。表2結(jié)果表明，種植年限4-9年時(shí)土壤微生物量磷與微生物量碳、全磷、水溶性碳呈正相關(guān)關(guān)系，與有機(jī)質(zhì)、Olsen-P、水溶性磷、微生物量碳極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與TC/OP呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。表3結(jié)果表明，種植年限9年以上時(shí)土壤微生物量磷與微生物碳呈極顯著正相關(guān)。表1-3相關(guān)性分析表明，種植年限0-4年，4-9年時(shí)土壤微生物量磷與有效磷(Olsen-P)均呈極顯著正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)(r)分別為0.725，0.724；而種植年限9年以上時(shí)土壤微生物量磷與有效磷(Olsen-P)相關(guān)系數(shù)僅為0.021。從圖5可以看出，種植年限0-4年，4-9年時(shí)土壤有效磷與土壤微生物量磷含量具有顯著正相關(guān)性，呈對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系；而種植年限9年以上時(shí)呈現(xiàn)二項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系。

圖4 種植年限對(duì)設(shè)施蔬菜土壤不同剖面土壤微生物量磷含量的影響Fig.4 Effects of planting years on microbial biomass P content in different depth of greenhouse vegetable soil

3 討論與結(jié)論

集約化設(shè)施蔬菜土壤磷肥施用限量標(biāo)準(zhǔn)的制定是從源頭上控磷，在滿(mǎn)足作物養(yǎng)分需求的基礎(chǔ)上最大程度上減少土壤磷素的進(jìn)一步累積。本研究表明，山東壽光設(shè)施蔬菜土壤隨著種植年限增加，土壤耕層磷素大量累積，由于淋洗作用導(dǎo)致底層土壤磷含量呈增加趨勢(shì)。種植年限9年以上在深度0～30 cm土壤中全磷含量高達(dá)2.17 g/kg，100%樣本全磷含量>1.00 g/kg，全部樣本達(dá)到極高水平。而有效磷含量隨著種植年限的增加卻呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，結(jié)果表明，如果肥料投入量不變，磷肥利用率將不斷降低，導(dǎo)致磷素利用率降低，磷素大量累積在土壤剖面中、甚至淋洗進(jìn)入地下水中。通過(guò)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析，為了保證當(dāng)季蔬菜產(chǎn)量，在蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中菜農(nóng)間隔7～10 d通過(guò)水溶肥料的投入，使得磷肥利用率進(jìn)一步降低，導(dǎo)致設(shè)施土壤磷素嚴(yán)重累積的惡性循環(huán)。大量研究表明，土壤磷素達(dá)到一定飽和度后，磷素就會(huì)淋洗進(jìn)入深層土壤甚至是地下水；在水體環(huán)境中，如磷水平未達(dá)到臨界水平(0.02 mg/L)，僅氮素超標(biāo)不會(huì)引起富營(yíng)養(yǎng)化，因此，在面源污染治理過(guò)程中，控制磷素淋洗比氮素更為關(guān)鍵[18]，長(zhǎng)期連續(xù)大量施用糞肥所導(dǎo)致的磷素在土壤的累積及其對(duì)水體的污染問(wèn)題已經(jīng)成為全球面源污染控制關(guān)注的焦點(diǎn)。

表1 種植年限0-4年土壤不同形態(tài)磷含量與pH值、水溶性碳、有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性分析Tab.1 Correlation between different P and pH，water soluble carbon and organicmatter content in greenhouse vegetable soil for 0-4 years

注：*表示在置信度(雙測(cè))為 0.05 時(shí)，相關(guān)性是顯著的；**表示在置信度(雙測(cè))為 0.01 時(shí)，相關(guān)性是顯著的。表2-3同。

Note：*.The correlation is significant at a confidence level (double test) of 0.05;**.At a confidence level (double test) of 0.01，the correlation is excellent significant.The same as Tab.2-3.

表2 種植年限4-9年土壤不同形態(tài)磷含量與pH值、水溶性碳、有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性分析Tab.2 Correlation between different P and pH，water soluble carbon and organic matter content in greenhouse vegetable soil for 4-9 years

表3 種植年限9年以上土壤不同形態(tài)磷含量與pH值、水溶性碳、有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性分析Tab.3 Correlation between different P and pH，water soluble carbon and organic matter content in greenhouse vegetable soil for more than 9 years

A.0-4年; B.4-9年; C.9年以上。A.0-4 years; B.4-9 years; C.9-years.

未來(lái)解決農(nóng)田累積態(tài)磷素高效、可持續(xù)利用的根本途徑是通過(guò)調(diào)節(jié)作物-土壤-微生物相互作用提高磷素高效循環(huán)利用[19]。微生物在土壤磷的生物化學(xué)循環(huán)中起著舉足輕重的作用，其生命活動(dòng)直接影響土壤磷素周轉(zhuǎn)及肥力水平。土壤磷轉(zhuǎn)化與周轉(zhuǎn)相關(guān)的功能微生物在有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷之間的轉(zhuǎn)化和有效性中起著重要作用，微生物是增強(qiáng)土壤磷活化和利用的“發(fā)動(dòng)機(jī)”[20]。在本研究中，隨種植年限增加耕層土壤微生物量磷含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。種植年限0-4年，4-9年的土壤微生物量磷變幅較大。在30～60 cm，60～90 cm土壤中，種植年限0-4年土壤微生物量磷低于種植年限4-9年，9年以上時(shí)，無(wú)顯著性差異。上述結(jié)果從側(cè)面進(jìn)一步論證了隨著種植年限的增加，土壤細(xì)菌數(shù)量先上升后下降，放線(xiàn)菌數(shù)量先迅速升高后保持相對(duì)穩(wěn)定，而真菌數(shù)量呈持續(xù)增加的趨勢(shì)[11]，表明隨種植年限增長(zhǎng)，設(shè)施菜地土壤微生物區(qū)系發(fā)生紊亂的理論。種植年限分別在0-4年，4-9年時(shí)其土壤微生物量磷含量隨土壤深度增加呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但種植年限9年以上時(shí)整個(gè)剖面土壤其微生物含量在20 mg/kg，在各土層間差異不顯著，表明多年種植后土壤剖面30～60 cm，60～90 cm中土壤微生物量磷含量有增加趨勢(shì)。通過(guò)上述結(jié)果可以推測(cè)：在深層土壤中，累積的氮磷鉀含量達(dá)到適宜微生物生長(zhǎng)繁殖的濃度范圍時(shí)，將導(dǎo)致土壤微生物量磷呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。而本研究結(jié)果也表明，種植年限為0-4年，4-9年時(shí)土壤有效磷與土壤微生物量磷含量具有顯著正相關(guān)性，且呈對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系；而種植年限為9年以上時(shí)呈現(xiàn)二項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系。

在集約化設(shè)施蔬菜體系中，隨著種植年限的增加，長(zhǎng)期大量施用糞肥和磷肥，土壤磷素大量累積，設(shè)施土壤成為“碳限制性”種植體系。土壤有機(jī)磷周轉(zhuǎn)過(guò)程取決于土壤微生物(特別是土壤解磷菌等)種類(lèi)及土壤磷酸酶活性，二者與土壤管理措施密切相關(guān)[21]。調(diào)節(jié)土壤微生物生物量C/P，可以增加微生物生物量磷的周轉(zhuǎn)量，提高土壤的供磷能力[22]。研究表明，施入C/P不同的有機(jī)物料，將影響土壤有機(jī)磷的礦化過(guò)程，磷的凈固定和礦化過(guò)程分別發(fā)生在微生物C/P大于300和小于200時(shí)[23]。推測(cè)在C/P低的設(shè)施菜地(“碳限制性”生產(chǎn)體系)中，通過(guò)增加碳(秸稈還田)輸入，不僅能夠促進(jìn)無(wú)機(jī)磷向有機(jī)磷轉(zhuǎn)化，且對(duì)微生物量磷周轉(zhuǎn)過(guò)程產(chǎn)生影響。如何通過(guò)耕層土壤碳磷比調(diào)節(jié)的優(yōu)化設(shè)施土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與多樣性，使土壤累積磷素通過(guò)微生物的轉(zhuǎn)化與活化作用提高土壤磷素周轉(zhuǎn)過(guò)程和利用率，既能保證作物磷素需求又能達(dá)到減磷增效的預(yù)期目標(biāo)，同時(shí)減少磷素淋失，降低磷素對(duì)環(huán)境的污染。

隨著種植年限增加，設(shè)施蔬菜0～30 cm，30～60 cm土壤全磷、有效磷、水溶性磷均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中種植年限9年以上的耕層土壤全磷、水溶性磷含量均達(dá)高水平且仍呈上漲趨勢(shì)，但是種植年限在4-9年土壤有效磷達(dá)到最高水平后，隨著種植年限的增加含量基本保持恒定，而土壤微生物量磷含量則呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)；在0～30 cm土層土壤種植年限9年以上的土壤微生物量磷含量顯著低于種植年限為9年以下的土壤，而30～60 cm，60～90 cm土層中各種植年限微生物量磷含量差異不顯著，但4-9年限的土壤微生物量磷含量明顯高于0-4年與9年以上的。

隨著土壤剖面土層的加深，不同年限土壤的全磷、有效磷、水溶性、微生物量磷的含量都不同程度降低，而在種植年限4-9年時(shí)，土壤剖面分別在30～60 cm與60～90 cm有效磷含量差異不顯著；種植年限9年以上時(shí)，整個(gè)剖面土壤其微生物含量變化不大。隨著種植年限增加，整個(gè)土壤剖面中磷素大量累積，而且底層磷含量有增加趨勢(shì)。

種植年限0-4年，4-9年時(shí)土壤有效磷與土壤微生物量磷含量具有顯著正相關(guān)性，呈對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系；而種植年限9年以上時(shí)呈現(xiàn)二項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系。

[1] 中華人民共和國(guó).中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2015[M].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2015.

[2] 中華人民共和國(guó).中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2014[M].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2014.

[3] Macdonald G K，Bennett E M，Potter P A.Agronomic phosphorus imbalances across the world′s croplands[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2011，108(7)：3086-3091.

[4] Yan Z，Liu P，Li Y，et al.Phosphorus in China′s intensive vegetable production systems：overfertilization，soil enrichment，and environmental implications[J].Journal of Environmental Quality，2013，42(4)：982-989.

[5] Dou Z X，Ramberg C F，Toth J D，et al.Phosphorus speciation and sorption-desorption characteristics in heavily manuredsoils[J].Soil Science Society of America Journal，2009，73(1)：93-101.

[6] Andersson H，Bergstrom L，Djodjic F，et al.Topsoil and subsoil properties influence phosphorus leaching from four agricultural soils[J].Journal of Environmental Quality，2013，42(2)：455-463.

[7] Uusitalo R，Jansson H.Dissolved reactive phosphorus in runoff assessed by soil extraction with an acetate buffer[J].Agricultural and Food Science in Finland，2002，11(4)：343-353.

[8] Kleinman P J A，Sharpley A N，Withers P J A，et al.Implementing agricultural phosphorus science and management to combat eutrophication[J].Ambio，2015，44(2)：297-310.

[9] 楊 紅，徐唱唱，曹麗花，等.米林縣不同種植年限蔬菜大棚土壤pH和無(wú)機(jī)氮變化特征研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，35(12)：2397-2404.

[10] 高新昊，張英鵬，劉兆輝，等.種植年限對(duì)壽光設(shè)施大棚土壤生態(tài)環(huán)境的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35(5)：1452-1459.

[11] 張經(jīng)緯，曹文超，嚴(yán)正娟，等.種植年限對(duì)設(shè)施菜田土壤剖面磷素累積特征的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31(5)：977-983.

[12] Mcdowell R，Sinaj S，Sharpley A，et al.The use of isotopic exchange kinetics to assess phosphorus availability in overland flow and subsurface drainage waters[J].Soil Science，2001，166(6)：365-373.

[13] 張瑞龍，呂家瓏，刁 展.秦嶺北麓兩種土地利用下土壤磷素淋溶風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，33(1)：121-127.

[14] Roger A，Libohova Z，Rossier N，et al.Spatial variability of soil phosphorus in the Fribourg Canton，Switzerland[J].Geoderma，2014，217(3)：26-36.

[15] Pizzeghello D，Berti A，Nardi S，et al.Phosphorus forms and P-sorption properties in three alkaline soils after long-term mineral and manure applications in north-eastern Italy[J].Agriculture Ecosystems & Environment，2011，141(1/2)：58-66.

[16] Liu J L，Liao W H，Zhang Z X，et al.Effect of phopshate fertilizer and manure on crop yield，soil P accumulation，and the environmental risk assessment[J].Journal of Integrative Agriculture，2007，6(9)：1107-1114.

[17] 辜忠春，李光榮，杜業(yè)云，等.外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測(cè)定森林土壤有機(jī)質(zhì)影響因素探討[J].湖北林業(yè)科技，2014，43(2)：24-26.

[18] Schindler D W，Hecky R E，F(xiàn)indlay D L，et al.Eutrophication of lakes cannot be controlled by reducing nitrogen input：results of a 37-year whole-ecosystem experiment[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2008，105(32)：11254-11258.

[19] 張福鎖，申建波，馮 固，等.根際生態(tài)學(xué)：過(guò)程與調(diào)控[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[20] Richardson A E，Simpson R J.Soil microorganisms mediating phosphorus availability[J].Plant Physiology，2011，156(3)：989-996.

[21] Richardson A E，Lynch J P，Ryan P R，et al.Plant and microbial strategies to improve the phosphorus efficiency of agriculture [J].Plant and Soil，2011，349(1-2)：121-156.

[22] Reischke S，Rousk J，Baath E.The effects of glucose loading rates on bacterial and fungal growth insoil[J].Soil Biology & Biochemistry，2014，70(2)：88-95.

[23] Meng Q F，Yang J S，Yao R J，et al.Soil quality in East coastal region of China as related to different land use types[J].Journal of Soils and Sediments，2013，13(4)：664-676.