楊國江，彭 懿，尹飛虎，石 磊

（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)田水利與土壤肥料研究所，新疆 石河子 832000；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，生物多樣性與有機(jī)農(nóng)業(yè)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；3.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832000）

磷是作物生長所需重要營養(yǎng)元素之一，磷礦又是不可再生資源，目前正在被加速耗竭［1］。由于磷酸根很容易被土壤固定，加之施肥不合理，導(dǎo)致磷肥當(dāng)季利用率只有15%～20%［2］。因此，提高磷肥的利用效率是保障國家農(nóng)業(yè)資源環(huán)境和作物生產(chǎn)安全協(xié)調(diào)發(fā)展的必然要求。

水肥一體化被認(rèn)為是集根際施肥、水肥供應(yīng)與作物需求耦合為一體的高效施肥方式，極大地提高了肥料施用效率，同時(shí)也大幅度增加了氮肥當(dāng)季利用率［3］，已經(jīng)為作物生產(chǎn)帶來較高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)效益［4-5］，但是并沒有顯著提高磷肥的利用率［6-7］。在磷肥滴施條件下，盡管土壤實(shí)測(cè)的有效磷濃度已經(jīng)高于測(cè)土配方施肥的土壤臨界指標(biāo)，但是施用磷肥依然表現(xiàn)出對(duì)作物的增產(chǎn)作 用［7］。這可能是磷養(yǎng)分的空間異質(zhì)性導(dǎo)致了土壤剖面有效磷平均值高于作物根分布區(qū)實(shí)際的土壤有效磷含量［8］。

在應(yīng)用水肥一體化技術(shù)的機(jī)采棉生產(chǎn)中，限制磷肥利用效率的主要因素是磷肥在土壤中難移動(dòng)，易固定。土壤中的磷主要以擴(kuò)散形式運(yùn)輸至根系表面［9］，正磷酸鹽（包括H2PO4-和HPO42-）在土壤中的移動(dòng)距離很短，施肥后磷酸根離子僅能從肥源向外移動(dòng)1～3 cm 的距離［10］，磷肥在土壤中很難移動(dòng)到5 cm以下土層［11-12］，作物根系的分布和有效磷的分布嚴(yán)重不匹配［8］。在滴灌條件下，水溶性磷肥進(jìn)入土壤后隨飽和流在土壤孔隙和毛細(xì)管中向下移動(dòng)，磷肥會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)被土壤吸附或發(fā)生化學(xué)沉淀［13］，無法到達(dá)作物根系的主要生長區(qū)域，這是制約作物磷肥利用率提高的主要原因之一。迄今為止，大家對(duì)滴灌條件下磷肥運(yùn)移規(guī)律的認(rèn)識(shí)還十分有限。

應(yīng)用32P放射性同位素示蹤技術(shù)研究磷在土壤中的運(yùn)移是一種可靠、準(zhǔn)確的手段，該技術(shù)在眾多研究中已得到廣泛應(yīng)用［11-12，14-15］。本研究采用32P示蹤技術(shù)結(jié)合放射性同位素自顯影技術(shù)，研究了滴灌條件下磷酸一銨在土壤中的移動(dòng)距離及其規(guī)律，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)滴灌條件下磷肥在土壤中的運(yùn)移規(guī)律、提高水肥一體化模式中磷肥的管理水平提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤為灰漠土，取自新疆農(nóng)墾科學(xué)院試驗(yàn)田。土壤有機(jī)質(zhì)含量14.1 g·kg-1，土壤全氮0.89 g·kg-1， 有效磷31.5 mg·kg-1，速效鉀377 mg·kg-1，pH值8.28。土壤質(zhì)地為中壤土，黏粒（<0.002 mm）14.8%， 粉粒（0.002～0.02 mm）64.3%，砂粒（0.02～ 2 mm）20.8%。供試作物為棉花（新陸早33）。試驗(yàn)所用磷肥為磷酸一銨，含N 12%，含P2O561%，總養(yǎng)分73%。放射性同位素32P為無載體醫(yī)用磷酸氫二鈉（Na2H32PO4）。試驗(yàn)所用的磷酸一銨用32P進(jìn)行標(biāo)記［16-17］，對(duì)照處理用尿素將氮補(bǔ)齊后加入等量無載體的32P。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽試驗(yàn)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置不施磷肥的對(duì)照（CK）和施用磷酸一銨（MAP）2個(gè)處理，分別在4個(gè)時(shí)期取樣，包括施肥前（T0），施肥1次后（T1），施肥2次后（T2），施肥3次后（T3），3次重復(fù)，共24盆。2015年4月23日播種，4月24日滴出苗水，4月30日出苗，5月12日定苗，6月10日揭膜。苗期噴施縮節(jié)胺2次、病蟲害防治2次，蕾期噴施縮節(jié)胺1次。肥料的初始標(biāo)記量為204 MBq，第1次施肥標(biāo)記61 MBq，第2次施肥用102 MBq，第3次施肥用41 MBq。CK處理的標(biāo)記量與同一時(shí)期MAP的標(biāo)記量相同。由于是無載體的Na2H32PO4，因此不考慮同位素中磷對(duì)養(yǎng)分的影響。

試驗(yàn)所用塑料盆直徑為40 cm，高40 cm，每盆裝土50 kg。每盆種植棉花6株，株距10 cm，行距10 cm（對(duì)應(yīng)生產(chǎn)上66 cm+10 cm的機(jī)采栽培模式，見圖1a）。施肥量參照大田N 225 kg·hm-2、P2O567.5 kg·hm-2、K2O 45 kg·hm-2，氮磷鉀配比1∶0.3∶0.2，按單位面積的滴頭數(shù)折算成每盆的施肥量為氮肥（N）6.843 1 g、磷肥（P2O5）2.052 9 g、鉀肥（K2O）1.362 4 g。本試驗(yàn)設(shè)置獨(dú)立的重力滴灌系統(tǒng)，滴頭間距為40 cm，滴頭流量2.4 L·h-1。滴頭放置在盆的正中央，滴水的同時(shí)滴施氮肥和鉀肥。磷肥單獨(dú)施用，將標(biāo)記的肥料裝入塑料輸液袋中并連接上輸液管，把針頭固定在滴頭的位置，在滴水的同時(shí)施入磷肥，對(duì)照處理加入與磷肥溶液等體積的清水。試驗(yàn)期間的水肥管理見 表1。

圖1 試驗(yàn)及取樣示意圖

在MAP處理中，預(yù)先埋置樹脂膜指示32P在土壤中的運(yùn)移分布（圖1b）。試驗(yàn)采用大片苯乙烯季胺型陰離子交換樹脂膜，樹脂膜大小與盆直徑和深度相一致，實(shí)驗(yàn)所用的樹脂膜為40 cm×40 cm。預(yù)先在樹脂膜上按照2.5 cm的間距開小孔，以便水分能自由流通，再將打孔后的樹脂膜活化為Cl-型［18］， 以便與土壤中的H2PO4-和HPO42-交換。在盆中央平行于滴灌帶方向放置處理好的陰離子交換樹脂膜，兩側(cè)均勻填土壓實(shí)，裝滿土后灌水1次（灌水量為田間持水量的100%），使盆內(nèi)土壤自然沉實(shí)。6月19日施入32P標(biāo)記的磷肥，7月13日 收獲。

表1 盆栽試驗(yàn)水肥管理

1.3 樣品采集與分析

6月19日開始施用同位素標(biāo)記的磷肥，分別在施肥前（T0，6月17日），施肥1次后（T1，7月13日），施肥2次后（T2，7月13日和8月3日），施肥3次后（T3，7月13日、8月3日和9月29日）取樣。土樣分0～5、5～10、10～15、15～20、20～25 cm共5個(gè)層次采集（圖1c），每層采集7個(gè)點(diǎn)，取樣點(diǎn)的分布見圖1d。

7月13日，取出預(yù)先埋置的樹脂膜，用儲(chǔ)磷屏系統(tǒng)來表征磷在土壤中的運(yùn)移。具體的方法如下：將MS多用途磷屏（美國，43 cm×12.5 cm）覆蓋在吸附了32P的樹脂膜上，通過24 h曝光，然后將儲(chǔ)磷屏放入儀器中，在屏幕上顯示出一副完整的樹脂膜上磷素分布影像。通過應(yīng)用儲(chǔ)磷屏系統(tǒng)的OptiQuantTM圖像分析軟件可以獲得影像及信號(hào)強(qiáng)度等信息，同時(shí)可以得到曝光圖片。

土壤樣品風(fēng)干后，去除根系、動(dòng)物殘?bào)w和石塊等雜物，過1 mm篩，用pH值8.5的0.5 mol·L-1NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定土壤有效磷的濃度［19］。另外取1 mL土壤浸提液，加入10 mL ULTIMA Gold? XR閃爍液，在1220型超低本底液閃儀（美國）上用外標(biāo)準(zhǔn)道比法來測(cè)定土壤有效磷提取液中32P的放射性活度［16-17］。在每個(gè)取樣時(shí)間，同時(shí)采集植物地上部樣品，成熟期樣品分器官收獲。在105℃下殺青30 min，然后在70℃下烘干至恒重，稱重。將烘干的植株樣品粉碎，過0.5 mm篩，用H2SO4-H2O2消煮，用釩鉬黃比色法測(cè)定植株磷含量［20］。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行整理，用SAS 9.4（USA）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有結(jié)果作圖采用Sigmaplot（Version 10.0）軟件完成。每盆取35個(gè)土壤樣品測(cè)定Olsen P和放射性活度，將3個(gè)重復(fù)中同一深度和同一位置（分別為O、X1、X2、X3、Y1、Y2和Y3）的土壤有效磷和放射性活度值求平均值，根據(jù)平均值和位置信息（距離滴頭的位置和土層深度），在Sigmaplot 10.0中作有效磷和放射性活度的2D圖像，圖像中X值代表取樣位置和滴頭的距離，Y值代表土層深度，顏色表示值的 大小。

2 結(jié)果與分析

2.1 模擬滴灌條件下土壤有效磷的空間分布

2.1.1 平行于滴灌帶方向上有效磷的空間分布

CK處理5～15 cm深土層中有效磷隨種植時(shí)間的增加而顯著降低，出現(xiàn)了磷素的耗竭區(qū)（圖2）。5～10 cm土層有效磷在T0時(shí)為30.6 mg·kg-1，T2時(shí)降低到20.5 mg·kg-1，T3時(shí)降低到14.4 mg·kg-1，T3時(shí)降低了53%。10～15 cm土層有 效磷從T0時(shí)的30.4 mg·kg-1降低到T2時(shí)的21.5 mg·kg-1和T3時(shí) 的16.0 mg·kg-1，分 別 降 低 了29.3%和47.4%。T3時(shí)磷素耗竭的區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大到15～20 cm土層，有效磷從T0時(shí)的32.2 mg·kg-1降到了T3時(shí)的16.8 mg·kg-1，降低了47.8%。

施肥顯著提高了土壤0～15 cm深度范圍內(nèi)的有效磷含量（圖2）。在T1時(shí)，0～5 cm土層的有效磷與T0相比增加78%；在水平方向距離滴頭10 cm范圍內(nèi)，T2和 T3時(shí)土壤0～15 cm土層的有效磷比T0分別增加32%和31%。在平行于滴灌帶的方向，磷肥的移動(dòng)距離大于垂直方向（圖2）。在距離滴頭15 cm的位置（平行于滴灌帶方向），T1、T2、T3時(shí)有效磷分別比T0時(shí)增加78%、51%和39%。

第1次 施 肥 后（T1），0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土 層，MAP處理土壤有效磷的累積量（MAP處理與CK處理有效磷的差值）分別為28.1、-0.01、-3.9、-0.1和-1.0 mg·kg-1。T2時(shí)MAP處 理0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土層有效磷的累積 量 為20.2、14.2、18.4、-1.0和-3.2 mg·kg-1。T3時(shí)MAP處理0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土層有效磷的累積量為23.2、8.2、4.6、-5.9和-8.8 mg·kg-1。說明在T1時(shí)，磷肥主要移動(dòng)到了土壤0～5 cm土層，T2時(shí)（施肥2次后）磷肥移動(dòng)到了土壤0～15 cm土層，T3時(shí)（施肥3次后）磷肥可以移動(dòng)到10～15 cm土層，但磷肥主要集中在0～5 cm土層。

2.1.2 垂直于滴灌帶方向上有效磷的空間分布

CK處理5～15 cm深土層也出現(xiàn)了磷素的耗竭區(qū)，在T3時(shí)擴(kuò)大到15～20 cm（圖3）。5～10 cm土層有效磷在T0時(shí)為30.7 mg·kg-1，T2時(shí)降低到21.6 mg·kg-1，T3時(shí)進(jìn)一步降低到17.3 mg·kg-1，T3時(shí)降低了43.6%。10～15 cm土層有效磷從T0時(shí)的30.7 mg·kg-1降低到T2時(shí)的22.3 mg·kg-1和T3時(shí)的17.5 mg·kg-1，分別降低了27.4%和43.0%。T3時(shí)磷素耗竭區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大到15～20 cm土層，有效磷從T0時(shí)的30.2 mg·kg-1降到了T3時(shí)的18.9 mg·kg-1，降低了37.4%。

圖2 平行于滴灌帶方向有效磷的空間分布

圖3 垂直于滴灌帶方向有效磷的空間分布

MAP處理中0～5 cm土層有效磷得到了一定程度的補(bǔ)充（圖3）。施肥提高了0～5 cm土層有效磷含量，有效磷在T0、T1、T2和T3時(shí)分別為31.4、43.8、27.6和37.5 mg·kg-1。5 cm以下土層有效磷在第1次施肥后并沒有顯著變化。施磷肥提高了水平方向0～5 cm范圍內(nèi)的有效磷含量（圖3）。在0～5 cm土層，水平方向0～5 cm區(qū)域T0時(shí)有效磷含量在31.1 mg·kg-1左右，T1時(shí)滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10和10～15 cm的有效磷依次為69.5、37.2和31.8 mg·kg-1，分別增加了123%、19.6%和2.3%。T2時(shí)在水平方向距滴頭0～ 5 cm區(qū)域有效磷達(dá)到了46.9 mg·kg-1，比T0（30.6 mg·kg-1）增加了53%；T3時(shí)在水平方向距滴頭5～10 cm，垂直深度0～15 cm區(qū)域有效磷為35.5 mg·kg-1，比T0（30.4 mg·kg-1）增加了16.8%。

垂直于滴灌帶方向，0～10 cm范圍內(nèi)，在第1次施肥后（T1），0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土層，MAP處理土壤有效磷的累積量分 別 為22.3、-5.8、-0.5、3.6和-0.8 mg ·kg-1。垂直于滴灌帶方向0～10 cm范圍內(nèi)，T2時(shí)MAP處理0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm 土層有效磷的累積量分別為13.6、9.5、21.7、3.6和-1.4 mg·kg-1。T3時(shí)MAP處 理0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土 層有效磷的累積量分別為35.2、19.9、15.8、-3.4和-8.2mg·kg-1。說明在T1時(shí)，磷肥主要移動(dòng)到了土壤0～5 cm土層，T2時(shí)（施肥2次后）磷肥移動(dòng)到了土壤0～15 cm土層，在T3時(shí)（施肥3次后）磷肥可以移動(dòng)到0～15 cm土層。

2.2 模擬滴灌條件下磷在土壤中的運(yùn)移

2.2.1 同位素示蹤法測(cè)定磷肥在土壤中的遷移

T1時(shí)，MAP處理磷在土壤中垂直移動(dòng)的距離主要在0～5 cm范圍（圖4）。同位素32P 在0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土層的比例分別為86.70%、2.79%、4.39%、2.32%和3.80%。平行于滴灌帶的方向上，水平移動(dòng)距離達(dá)到10～15 cm。0～5 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的比例分別為24.0%、42.3%、32.8%和0.9%。垂直于滴灌帶方向上，磷肥的移動(dòng)距離有限，為0～10 cm范圍，且集中在0～5 cm以內(nèi)。0～5 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的比例分別為78.3%、19.5%、1.2%和1.0%。

T2時(shí)，MAP處理磷在土壤中垂直移動(dòng)的距離主要在0～10 cm范圍（圖4）。同位素32P在0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土層的比例分別為37.11%、47.11%、3.01%、10.45%和2.32%。平行于滴灌帶的方向上，水平移動(dòng)距離達(dá)到15～20 cm。0～10 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的比例分別為17.18%、35.20%、24.32%和23.30%。垂直于滴灌帶方向上，磷肥的移動(dòng)距離有限，為0～10 cm范圍。0～10 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的比例分別為69.61%、26.94%、2.45%和1.00%。

T3時(shí)，MAP處理磷在土壤中垂直移動(dòng)的距離主要在0～10 cm范圍，最遠(yuǎn)可達(dá)15～20 cm土層（圖4）。水平方向距滴頭10 cm范圍內(nèi)同位素32P在0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土層的比例分別為7.69%、41.37%、21.38%、21.49%和8.08%。平行于滴灌帶的方向上，水平移動(dòng)距離達(dá)到10～15 cm。0～10 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的比例分別為35.68%、31.68%、21.12%和11.52%。垂直于滴灌帶方向上，磷肥的移動(dòng)距離有限，在0～10 cm范圍。0～10 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的 比 例 分 別 為39.57%、37.09%、12.95%和 10.38%。

CK處理中，將無載體的32P加入清水中滴入土壤，發(fā)現(xiàn)其移動(dòng)距離要小于相同時(shí)（T3）MAP處理，僅為5～10 cm（圖4）。水平方向距滴頭10 cm范圍內(nèi)同位素32P在0～5、5～10、10～15、15～20和20～25 cm土層的比例分別為8.89%、63.77%、7.11%、9.56%和10.67%。平行于滴灌帶的方向上，水平移動(dòng)距離僅為0～5 cm，而相同條件下MAP處理為10～15 cm。0～10 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的比例分別為59.17%、10.21%、14.29%和16.33%。垂直于滴灌帶方向上，磷肥的移動(dòng)距離在0～10 cm范圍。0～10 cm土層中，滴頭下方0～5 cm、距離滴頭5～10、10～15和15～20 cm同位素32P的比例分別為33.13%、42.87%、9.53%和14.47%。

2.2.2 放射性自顯影技術(shù)測(cè)定磷肥在土壤中的遷移

通過放射性同位素32P自顯影技術(shù)得到的圖片說明，滴灌磷肥在土壤中的移動(dòng)距離較小，一般不超過5 cm，而且主要集中在0～3 cm的土層，尤其是在0～1.5 cm土層有更高的累積（圖5）。分層測(cè)定的樹脂膜中32P的活度顯示，在表層0～5 cm范圍內(nèi)，其占到了97.99%，5～10 cm土層為1.57%，其余3層32P放射性活度的比例均低于0.5%（圖5）。

圖4 放射性同位素32P活度的空間分布

2.3 棉花的生物量、產(chǎn)量與吸磷量

在不同取樣時(shí)期測(cè)定了棉花的生物量，發(fā)現(xiàn)CK和MAP處理之間并沒有顯著差異（T0：P=0.99；T1：P=0.24；T2：P=0.99；T3：P=0.56；圖6 a）。MAP產(chǎn)量比CK高8.9%（F=0.37，P=0.58），吸磷量比CK高3.7%（F=0.10，P=0.77），但是均沒有顯著差異（圖6 b，c）。

3 討論

3.1 磷酸一銨滴施能顯著增加0～15 cm土層有效磷含量

圖5 MAP處理放射性同位素32P在樹脂膜上的空間分布和不同深度的放射性活度分布

圖6 不同取樣時(shí)期棉花的地上生物量以及不同處理成熟期棉花產(chǎn)量和吸磷量

隨著棉花生長時(shí)間的延長，土壤中出現(xiàn)了明顯的磷素耗竭區(qū)（圖2，圖3），主要分布在深5～15 cm土層，棉花生育后期，磷素耗竭區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展到5～20 cm深土層。第1次滴施磷肥（T1）后在0～5 cm土層有效磷得到了補(bǔ)充（圖2，圖3）。在平行于滴灌帶方向上，第2次施肥（T2）后提高了5～15 cm土層有效磷（圖2），而垂直于滴灌帶方向上，5 cm以下土層有效磷并沒有顯著增加（圖3）。平行于滴灌帶方向上，施磷肥提高了水平方向0～15 cm范圍內(nèi)的有效磷含量（圖2）。垂直于滴灌帶方向上，施磷肥提高了水平方向0～5 cm范圍內(nèi)的有效磷含量（圖3），最遠(yuǎn)可以到達(dá)5～10 cm。結(jié)果說明，滴施磷肥最多能夠補(bǔ)充土壤深0～15 cm，平行于滴灌帶方向0～ 15 cm，垂直于滴灌帶方向0～10 cm空間內(nèi)的有效磷（圖2，圖3）。這一區(qū)域基本上能夠和土壤磷素耗竭區(qū)重合。Mai等［8］發(fā)現(xiàn)，土壤0～10 cm的有效磷很高，超過了整個(gè)土壤剖面的50%，在10～15 cm土層迅速降低到10%左右，15～20 cm土層僅有9%左右，這與本試驗(yàn)結(jié)果比較接近，滴施磷肥最有效的空間還是在土壤0～10 cm土層。棉花的生長主要造成了土壤5～15 cm深土層磷的耗竭，而滴施磷肥至少可以補(bǔ)充至少0～10 cm土層的有效磷（圖2，圖3），這也驗(yàn)證了在生產(chǎn)中觀察到的現(xiàn)象：在高于測(cè)土配方施肥的土壤臨界指標(biāo)條件下，滴施磷肥依然表現(xiàn)出對(duì)作物的增產(chǎn)效應(yīng)［7］。然而，本研究雖然證明了滴灌磷肥在土壤中能移動(dòng)較遠(yuǎn)的距離（0～10 cm），可以有效補(bǔ)充磷素耗竭區(qū)的有效磷，但是并沒有觀察到CK和MAP處理間生物量、產(chǎn)量和吸磷量的顯著差異，原因可能是試驗(yàn)用土壤的有效磷含量大大超過了測(cè)土配方施肥的臨界值，土壤自身的養(yǎng)分已經(jīng)完全能夠滿足棉花生長的需求。

3.2 滴灌磷肥在土壤中的移動(dòng)距離主要在0～10 cm 范圍內(nèi)

滴施磷肥在土壤中的垂直移動(dòng)距離主要在0～5 cm范圍之內(nèi)（圖4，圖5），有些情況下可以到達(dá)0～10 cm土層（圖4 T2），甚至最遠(yuǎn)可達(dá)15～20 cm土層（圖4 T3）。在平行于滴灌帶方向上，磷肥隨水滴施后可移動(dòng)到10～15 cm的區(qū)域，最遠(yuǎn)甚至可以到達(dá)15～20 cm的區(qū)域（圖4）。垂直于滴灌帶方向上，磷肥的移動(dòng)距離主要在0～10 cm范圍內(nèi)，且集中在0～5 cm（圖4）。滴施磷肥主要集中在0～10 cm深，平行于滴灌帶方向0～15 cm，垂直于滴灌帶方向0～10 cm的區(qū)域。個(gè)別情況下可以移動(dòng)到0～20 cm深，平行于滴灌帶方向0～20 cm，垂直于滴灌帶方向0～10 cm的區(qū)域（圖4 T3）。

本研究中利用樹脂膜吸附結(jié)合同位素自顯影技術(shù)發(fā)現(xiàn)，滴灌磷肥在土壤中的移動(dòng)距離較?。ú怀^5～10 cm），而且大于5 cm土層中磷肥所占的比例很?。▓D5），根據(jù)自顯影結(jié)果來看，磷肥在表層0～2 cm的累積量非常大這一結(jié)果與前人的研究結(jié)果基本一致。然而本試驗(yàn)利用同位素示蹤法得到的結(jié)果表明：滴施磷肥在土壤中移動(dòng)的距離超過了10 cm，這與大多數(shù)的研究結(jié)果有較大差異。尹飛虎等［11］采用同位素研究方法證明磷酸二銨隨水滴施進(jìn)入土壤的最大垂直移動(dòng)距離為6.2 cm，而滴灌專用肥移動(dòng)距離可增加至7.6 cm。然而，根據(jù)李曉蘭等［12］利用32P同位素標(biāo)記得到的結(jié)果來看，磷肥在土壤中的移動(dòng)距離有限，大約在5～6 cm，僅有極少數(shù)的磷肥在土壤中的移動(dòng)距離超過了8 cm，累積在表層0～5 cm土壤中的磷超過了70%。哈麗哈什等［21］利用DGT技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，滴施磷肥可以增加5～15 cm土層肥料磷的分布。通常降低土壤容重可增加磷肥移動(dòng)。同位素標(biāo)記試驗(yàn)證明，在疏松的森林土中（容重1.1 g·cm-3），磷肥垂直移動(dòng)距離較褐土（容重1.4 g·cm-3）增加了24%［22］。將腐殖質(zhì)加入土壤降低土壤容重后，可使水溶性磷在土壤中的移動(dòng)距離增加1～3 cm［23］。這可能是因?yàn)椋猴柡土髟谕寥烂?xì)管內(nèi)的移動(dòng)距離決定著隨水滴施的磷肥所能到達(dá)的最大土壤深度，容重過大會(huì)阻斷飽和流的移動(dòng)而成為非飽和流，在此情況下磷肥只能靠擴(kuò)散移動(dòng)，而磷酸根離子在土壤中的擴(kuò)散移動(dòng)距離是極其有 限的［10］。

在本研究中，利用樹脂膜結(jié)合同位素自顯影的試驗(yàn)在實(shí)施過程中，樹脂膜兩側(cè)的土壤是被均勻壓實(shí)而且裝滿土后灌水一次（灌水量為田間持水量的100%），盆內(nèi)土壤隨水沉降，土壤中的孔隙較少，磷肥在土壤中的移動(dòng)主要靠擴(kuò)散，因此磷肥的移動(dòng)距離主要集中在0～5 cm范圍，超過5 cm的比例很小。同位素示蹤的實(shí)驗(yàn)中，由于在不同時(shí)期灌水（表1），土壤經(jīng)歷了干濕交替，從而形成了較多的孔隙，滴灌磷肥可以順著孔隙移動(dòng)到更深的距離，這在T2和T3表現(xiàn)尤為明顯（圖4），與哈麗哈什等［21］在田間利用DGT法得出的結(jié)論 一致。

3.3 磷肥的運(yùn)移距離受正磷酸鹽濃度的影響

在本研究中，CK處理將無載體的32P加入清水中滴入土壤，發(fā)現(xiàn)其移動(dòng)距離要小于相同時(shí)期（T3）MAP處理（圖4）；在平行于滴灌帶的方向上，CK處理磷的水平移動(dòng)距離僅為MAP處理的一半（圖4）。李曉蘭等［12］、鄧蘭蘭等［24］利用根槽研究了磷在土壤中的運(yùn)移，同樣發(fā)現(xiàn)磷肥的運(yùn)移距離和正磷酸鹽的濃度也有很大關(guān)系。隨土壤積累態(tài)磷的增加，土壤磷素的積累飽和度增加，土壤的固磷能力減?。?5］，土壤中飽和流沿土壤孔隙可以移動(dòng)更遠(yuǎn)的距離。

4 結(jié)論

滴施磷肥可以提高平行于滴灌帶方向0～15 cm、垂直于滴灌帶方向0～10 cm區(qū)域內(nèi)0～15 cm土層的有效磷含量。滴施磷肥在適宜的條件下垂直移動(dòng)距離能超過10 cm。