宋凱悅，馬亞培，李宇軒，謝 歡，閆代紅，陳岳民，馬紅亮，高 人，尹云鋒*

生物質(zhì)炭施用對杉木幼苗土壤磷組分的影響①

宋凱悅1,2，馬亞培1,2，李宇軒3，謝 歡1,2，閆代紅1,2，陳岳民1,2，馬紅亮1,2，高 人1,2，尹云鋒1,2*

(1福建師范大學(xué)地理研究所，福州 350007；2福建省濕潤亞熱帶山地生態(tài)國家重點實驗室培育基地，福州 350007；3華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微量元素研究中心，武漢 430070)

通過盆栽試驗，采用Hedley連續(xù)浸提法研究不同生物質(zhì)炭施用量處理（CK：0 t/hm2；B12：12 t/hm2；B36：36 t/hm2）對杉木幼苗土壤磷組分的影響。結(jié)果表明：與CK相比，試驗180 d后B12和B36處理土壤全磷與有效磷含量分別增加了8.7% ～ 26.0% 和24.0% ～ 101.7%，有效磷在全磷中的比例顯著提高；土壤磷組分中，殘余態(tài)磷在全磷及無機磷組分中的比例均最高，分別為48.5% ～ 51.1% 和58.7% ～ 68.3%。B36處理下，土壤各無機磷組分均顯著增加，其中易分解態(tài)磷和中等易分解態(tài)磷在無機磷中的比例顯著提高，而穩(wěn)定態(tài)磷和殘余態(tài)磷的比例顯著降低。中等易分解態(tài)磷占總有機磷的比例最高，達69.3% ～ 70.2%，生物質(zhì)炭施用對各有機磷組分在總有機磷中的比例影響均不顯著，僅在B36處理下，土壤有機磷中易分解態(tài)磷和中等易分解態(tài)磷含量顯著降低。冗余分析表明，土壤全碳與各無機磷組分呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與有機磷組分呈顯著負相關(guān)關(guān)系，是影響土壤磷組分變化的關(guān)鍵因子。

生物質(zhì)炭；人工林；磷組分；杉木

杉木()是我國亞熱帶地區(qū)廣泛種植的速生樹種，其人工林面積已達1.10×107hm2，約占全國人工林總面積的21.4%，在人工林生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位[1-2]。然而，由于杉木特有的生物學(xué)特性以及不合理的營林措施，導(dǎo)致人工林土壤肥力下降，磷(P)素缺乏已成為杉木人工林生長的重要制約因素[2]。土壤磷素供應(yīng)受限一方面是由于連栽以及皆伐火燒等導(dǎo)致土壤養(yǎng)分大量流失[3]，另一方面是因為該區(qū)域土壤高度風(fēng)化且呈酸性，植物可吸收利用的有效磷(AP)易被土壤中鐵鋁氧化物吸附固定[4]，致使磷素多以難分解態(tài)存在，即使土壤全磷(TP)含量高，AP供應(yīng)也很難滿足植物需求[5]。因此，活化土壤固定的和不易被植物吸收的磷是提高其利用率的重要途徑[6]。

生物質(zhì)炭是生物質(zhì)材料在缺氧或限氧環(huán)境中熱解而成的穩(wěn)定多孔、高度芳香化的富碳物質(zhì)[7]。研究表明，生物質(zhì)炭作為土壤改良劑，有助于改善杉木人工林土壤肥力狀況[8]。目前，圍繞生物質(zhì)炭施入對土壤磷素有效性的影響研究亦有較多報道，但結(jié)論不一[9-11]。已有研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭可以直接釋放可溶性磷以增加土壤AP含量[9]，但也有研究認為生物質(zhì)炭施用加劇了土壤磷淋失[12]，或間接改變了土壤性質(zhì)而影響磷的吸附、解吸、溶解、沉淀等過程[13]。這些差異表明生物質(zhì)炭施用對土壤磷循環(huán)的影響還存在很大的不確定性。因此，研究磷組分分布特征及影響因素對深入認識生物質(zhì)炭和土壤磷有效性關(guān)系尤為重要[14-15]。

由Hedley等[16]及Wang等[17]提出的連續(xù)浸提法已被廣泛用于土壤磷組分研究。Gao等[7]發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭施用對農(nóng)田土壤AP和微生物生物量磷(MBP)含量有促進作用。Chathurika等[13]研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭施用顯著提高了黏壤土中NaHCO3浸提磷(NaHCO3-P)和NaOH提取磷(NaOH-P)含量，而對壤土中的沒有影響。Xu等[18]將生物質(zhì)炭施用到酸性土壤中提高了HCl提取磷(HCl-P)含量，但這種影響未在堿性土壤中發(fā)現(xiàn)。亦有研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭會吸附溶液中磷酸鹽，降低堿性土壤磷有效性[19]。這些差異可能與土壤類型、生物質(zhì)炭來源和制備條件以及施用量不同有關(guān)。當(dāng)前，有關(guān)生物質(zhì)炭施用對土壤磷組分變化的影響研究較少，且報道多集中在農(nóng)田土壤，對人工林土壤的研究還不多見。為此，本研究以杉木幼苗土壤為研究對象，研究生物質(zhì)炭施用對土壤磷組分的影響，以為該區(qū)域人工林土壤肥力提升和生物質(zhì)資源合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤于2019年3月下旬取自福建省閩北水土保持科教園，土壤類型為山地紅壤。將去除石礫、動植物殘體等雜物后的新鮮土壤樣品，過5 mm篩備用。供試土壤的全碳(TC) 16.51 g/kg，全氮(TN) 1.71 g/kg，全磷(TP) 0.53 g/kg，pH 4.49。供試1年生杉木幼苗購自三明苗木基地。供試生物質(zhì)炭(玉米秸稈，450℃制備)購自遼寧金和福農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，TC 442.91 g/kg，TN 7.97 g/kg，TP 2.94 g/kg，pH 10.17。

1.2 試驗設(shè)計

試驗地點位于倉山校區(qū)長安山公園(26°02′ 11″N，119°18′03″E)。將6.24 kg新鮮土(相當(dāng)于5.00 kg烘干土)、生物質(zhì)炭與基肥按照一定比例混合均勻后裝入直徑25 cm、高25 cm的塑料盆中，選擇長勢一致的杉木幼苗栽入盆中。基肥施用量為：CO(NH2)250 kg/hm2，K2SO475 kg/hm2，Ca(H2PO4)2100 kg/hm2；生物質(zhì)炭施用量分別為0、12、36 t/hm2，相當(dāng)于土壤質(zhì)量的0、1% 和3%，分別記作處理CK、B12、B36，每個處理5次重復(fù)。自2019年4月1日起，每天檢查幼苗生長狀況，調(diào)換塑料盆位置，補充水分，去除土壤表面雜草和雜物，以減少環(huán)境因素的干擾。試驗180 d后進行破壞性取樣，利用四分法取出土樣，新鮮土樣去除根系、石礫等雜物，過2 mm尼龍網(wǎng)篩后分成兩部分，一部分4℃儲存；另一部分自然風(fēng)干。

1.3 測定項目及方法

土壤pH采用便攜式pH計(Mettler FE28，上海)測定；TC利用元素分析儀(Elementar Vario MAX CN，德國)測定；含水量(SWC)采用烘干法測定；可溶性有機碳(DOC)采用總有機碳分析儀(TOC-VCPH/ CPN，Shimadzu，日本)測定。微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)采用氯仿熏蒸–K2SO4浸提法浸提，微生物生物量磷(MBP)采用氯仿熏蒸–NaHCO3浸提法浸提[20]，利用連續(xù)流動分析儀測定提取液氮和磷含量，利用總有機碳分析儀(TOC- VCPH/CPN，Shimadzu，日本)測定提取液碳含量。

土壤磷組分分析采用Hedley等[16]提出的連續(xù)浸提法，參照Fan等[21]和Wang等[17]將土壤磷形態(tài)劃分為：①易分解態(tài)磷(labile phosphorus，LP，包括Resin-P、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)，其中Resin-P為陰離子樹脂膜提取的無機磷(Pi)，NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po是通過NaHCO3溶液提取的無機磷與有機磷(Po)；②中等易分解態(tài)磷 (moderately labile phosphorus，ML-P，包括NaOH-Pi、NaOH-Po)，即利用NaOH溶液進一步提取的無機磷和有機磷；③穩(wěn)定態(tài)磷(occluded phosphorus，OP，包括NaOHs-Pi、NaOHs-Po、Dil.HCl-Pi)，其中NaOHs-Pi、NaOHs-Po是經(jīng)NaOH溶液浸提和超聲處理后的無機磷和有機磷，Dil.HCl-Pi是用稀HCl浸提的無機磷；④殘余態(tài)磷(residual phosphorus，RP)，即利用H2SO4和HClO4高溫消煮后測得的殘留在土壤中的磷，為閉蓄態(tài)無機磷。根據(jù)土壤磷形態(tài)穩(wěn)定性由弱到強的順序提取，利用連續(xù)流動分析儀(Skalarsan++，荷蘭)測定土壤磷組分含量。土壤TP為各級磷組分之和，土壤AP為Resin-P+NaHCO3-Pi+NaHCO3-Po，總有機磷(TPo)為NaHCO3-Po+NaOH-Po+NaOHs-Po。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)運用Microsoft Excel 2013整理，統(tǒng)計分析和作圖采用SPSS 25.0和Origin 2017軟件，文中數(shù)據(jù)為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤差。采用單因素方差分析法，分析不同處理下各指標(biāo)的差異顯著性(LSD檢驗，<0.05)；利用相關(guān)分析研究不同處理下土壤理化性質(zhì)、磷組分和微生物生物量之間的相關(guān)性；運用CANOCO 5.0軟件進行冗余分析(RDA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用生物質(zhì)炭對土壤基本性質(zhì)的影響

如表1所示，與CK處理相比，B12和B36處理顯著提高了土壤pH及TC、MBC、MBP、TP和AP含量(<0.05)，pH分別提高了0.19和0.62個單位，TC含量分別增加了38.1% 和95.5%，MBC含量分別提高了55.9% 和50.4%，MBP含量分別提高了28.6% 和40.3%，TP含量分別增加了8.7% 和26.0%，AP含量分別提高了24.0% 和101.7%，AP在TP中所占比例亦顯著提高(<0.05)。B36處理顯著增加SWC、DOC含量(<0.05)，但B12處理與CK處理差異并不顯著；此外，不同處理間的土壤MBN含量和MBC/MBP比值均無顯著差異。

表1 不同處理的土壤基本性質(zhì)

注：表中同行不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)；下同。

2.2 施用生物質(zhì)炭對土壤磷組分的影響

由表2和圖1可知，CK處理土壤不同形態(tài)磷總體分布表現(xiàn)為RP>ML-P>OP>LP，所占TP比例分別為51.1%、33.6%、8.3% 和6.9%。生物質(zhì)炭施用后土壤無機磷中的Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、Residual-P含量升高，且處理間差異顯著(<0.05)。同CK處理相比，B36處理土壤OPi(NaOHs-Pi、Dil.HCl-Pi)含量顯著增加，LPo和ML-Po(NaHCO3- Po、NaOH-Po)含量顯著下降(<0.05)，而B12處理無明顯變化。B36處理土壤磷組分總體分布呈現(xiàn)為RP>ML-P>LP>OP，所占TP比例依次為48.5%、33.1%、11.1% 和7.4%。

從表2與圖2A可見，土壤中RP/TPi比例為58.7% ～ 68.3%，表明RP是TPi的主體部分。與CK處理相比，B12和B36處理均顯著提高了LPi/TPi和ML-Pi/TPi的比例，但RP/TPi比例顯著降低(<0.05)；而B36處理的OPi/TPi亦有顯著降低(<0.05)。土壤中ML-Po/TPo比例最大，為69.3% ～ 70.2%，并且生物質(zhì)炭施用并未顯著影響各有機磷組分在TPo中的比例(圖2B)。

表2 不同處理土壤磷組分含量(mg/kg)

(圖中小寫字母表示不同處理間差異在P<0.05水平顯著，下同)

2.3 土壤磷組分與有效磷及環(huán)境因子的相關(guān)性

由表3可知，土壤AP含量與無機磷組分呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(<0.01)，與有機磷組分中的NaOH-Po呈極顯著負相關(guān)關(guān)系(<0.01)，與NaHCO3-Po呈顯著負相關(guān)關(guān)系(<0.05)。除NaOHs-Po與其他各組分磷

之間以及NaHCO3-Po與Dil.HCl-Pi之間無顯著相關(guān)性外，土壤各磷組分之間呈不同程度的顯著相關(guān)關(guān)系，其中Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、NaOHs-Pi、Residual-P之間存在極顯著相關(guān)關(guān)系(<0.01)。

以土壤基本性質(zhì)(pH、SWC、TC、DOC)和微生物生物量(MBC、MBN、MBP)作為解釋變量，土壤磷組分的變化特征值作為響應(yīng)變量作RDA分析(圖3)。RDA的第1軸和第2軸分別解釋變量的93.82% 和1.18%，其中，TC的影響最大，解釋了土壤磷組分變化的92.0%，TC與土壤無機磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與土壤有機磷含量呈顯著負相關(guān)關(guān)系。

3 討論

3.1 生物質(zhì)炭施用對土壤有效磷的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，Resin-P占TP比例僅0.5%，可見供試土壤短期內(nèi)最易被杉木幼苗吸收利用的磷含量很低。此外，施用生物質(zhì)炭顯著提高了土壤TP和AP含量，且不同生物質(zhì)炭施用量處理間存在顯著差異，高量施用處理效果較低量施用處理更為明顯，這與Gao等[7]研究結(jié)果一致，其原因在于生物質(zhì)在熱解過程中揮發(fā)碳，同時分解有機磷鍵，使得大量可溶性磷酸鹽殘留在生物質(zhì)炭中，因此生物質(zhì)炭可作為直接磷源[7]；且生物質(zhì)炭理化性質(zhì)穩(wěn)定，抗分解、抗氧化能力強，磷揮發(fā)性差，可以保證磷素長期有效地供應(yīng)[22-24]。已有研究表明，土壤AP含量和活性與土壤pH改變有關(guān)[18]。如Fan等[4]研究發(fā)現(xiàn)，pH與土壤磷組分之間存在顯著相關(guān)性；Hou等[25]研究認為，pH對表層土壤有機磷起著關(guān)鍵調(diào)控作用；Zhai等[26]亦發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈生物質(zhì)炭施用后紅壤pH增加，進而提高了AP含量。由于生物質(zhì)炭表面帶有負電基團，能結(jié)合土壤溶液中的H+，施用生物質(zhì)炭提高了酸性土壤pH[27]，導(dǎo)致磷與土壤礦物或金屬離子的絡(luò)合作用發(fā)生改變，吸附在鐵鋁氧化物上的磷素溶解，減少了磷素在土壤中的固定[5]。本研究與上述報道結(jié)論相近，RDA分析亦進一步表明，土壤pH與無機磷組分含量呈正相關(guān)，與有機磷組分含量呈負相關(guān)。

(A圖中TPi：總無機磷；LPi：易分解態(tài)無機磷；ML-Pi：中等易分解態(tài)無機磷；OPi：穩(wěn)定態(tài)無機磷；RP：殘余態(tài)磷；B圖中LPo：易分解態(tài)有機磷；ML-Po：中等易分解態(tài)有機磷；OPo：穩(wěn)定態(tài)有機磷；下同)

表3 土壤中有效磷與磷組分的相關(guān)性分析

注：*和**分別表示在<0.05和<0.01水平顯著相關(guān)。

圖3 土壤磷組分影響因素的冗余分析

MBP是土壤中重要的活性磷源，能在一定程度上反映土壤供磷能力，而MBC/MBP是衡量土壤MBP有效性的重要指標(biāo)，一般比值越小表明微生物對磷的礦化速率越快[28]。此外，Gul等[29]研究表明，較高的MBC含量也意味著較高的磷礦化率。本研究中，MBC/MBP比值較小，且生物質(zhì)炭施用后土壤MBC、MBP含量顯著增加。生物質(zhì)炭施入土壤，為微生物提供了碳源，同時改善了土壤養(yǎng)分和通氣性，有利于微生物活性提高，分泌大量胞外酶(如酸性磷酸酶)，進而提高土壤磷礦化率[30]。李渝等[28]亦有類似發(fā)現(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)MBP含量增加主要是來自于微生物驅(qū)動下有機磷和礦化了的無機磷的同化作用。生物質(zhì)炭施用可以激發(fā)微生物對磷的礦化潛力，這可能是本研究中生物質(zhì)炭提高土壤AP的又一原因。在本研究中，施用生物質(zhì)炭對土壤AP的影響程度大于TP，這與Yang等[31]研究結(jié)論一致，他們認為生物質(zhì)炭施用后土壤AP含量增加主要歸因于土壤內(nèi)源磷的活化，而非生物質(zhì)炭中磷的釋放，生物質(zhì)炭能夠?qū)⒅参镫y以利用的磷轉(zhuǎn)化為可利用性磷，對磷代謝產(chǎn)生積極影響。

3.2 生物質(zhì)炭施用對土壤磷組分的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭施用顯著改變了土壤磷組分含量及各組分在TP中的比例，土壤磷素對生物質(zhì)炭的響應(yīng)程度與不同磷組分的穩(wěn)定性有關(guān)。已有研究表明，各處理中土壤RP含量最高，約占TP一半，該組分可與鐵鋁氧化物結(jié)合，較為穩(wěn)定，但可通過解吸、風(fēng)化、礦化過程被植物吸收利用，成為潛在磷庫[32]。盡管施用生物質(zhì)炭后土壤中RP含量顯著增加，但RP在TP及TPi中的比例顯著降低，相關(guān)分析亦表明，RP與無機磷組分均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這可能與生物質(zhì)炭施用促進了解磷微生物對土壤RP等難溶性磷酸鹽利用有關(guān)[6]，進而引起RP向其他形態(tài)磷轉(zhuǎn)化。

LP(Resin-P、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)中Resin-P是與土壤溶液處于平衡狀態(tài)的土壤固相無機磷[33]，NaHCO3-Pi是晶體化合物表面弱吸附力的活性無機磷，NaHCO3-Po主要存在于不穩(wěn)定有機化合物中[34]。因此，植物和微生物趨向于首先利用LP來滿足增加的磷需求，但在高度風(fēng)化土壤中，LP易被鐵鋁氧化物吸附固定[4]。ML-P(NaOH-Pi、NaOH-Po)與LP相比，與鐵鋁氧化物及有機物的聯(lián)系更為密切，是維持土壤LP平衡的關(guān)鍵，被認為是短期內(nèi)LPi的潛在來源[34]。本研究中，Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和NaHCO3-Po、NaOH-Po之間均存在顯著相關(guān)關(guān)系，這與其他研究強風(fēng)化酸性土壤的報道一致[35-36]。生物質(zhì)炭施用顯著提高了土壤中LPi和ML-Pi含量及其在TPi中的比例，較高生物質(zhì)炭施用量處理的土壤中LPo和ML-Po含量顯著降低，但各有機磷組分在TPo中的比例未顯著變化，這與武玉[36]的研究結(jié)論相似，他在短期培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭施用加強了對酸性土壤Resin-P、NaOH-Pi的正激發(fā)，減弱了對NaHCO3-Pi的負激發(fā)，對NaHCO3-Po的激發(fā)效應(yīng)由正轉(zhuǎn)負。蔣炳伸等[30]研究發(fā)現(xiàn)，外源秸稈輸入改善土壤環(huán)境(pH和養(yǎng)分)，有利于微生物的大量繁殖，微生物產(chǎn)生的大量分泌物(如低分子量有機酸)，可通過配位交換作用與磷酸根競爭土壤顆粒表面的陰離子吸附位點，進而促進弱吸附力的活性無機磷釋放，這可能是本研究中活性無機磷增加的原因。Maranguit等[37]指出，微生物對土壤有機磷的礦化是AP主要補充來源。亦有研究表明，土壤NaHCO3-Po中部分以MBP形式存在[38]。因此LPo和ML-Po含量降低可能是因為生物質(zhì)炭施用增強了微生物群落驅(qū)動的土壤易礦化有機磷向LPi和ML-Pi轉(zhuǎn)化的過程，或被微生物礦化后繼而同化為MBP。此外，在對照及施用生物質(zhì)炭的所有處理中土壤ML-Po占TPo比例最大，Wu等[39]亦有類似發(fā)現(xiàn)，表明該組分比例相對較高且較為穩(wěn)定，只有少部分具有生物活性。本研究中OP受生物質(zhì)炭影響最小，其中Dil.HCl-Pi含量較低，它是與鈣結(jié)合的原生礦物態(tài)磷[6]，該形態(tài)磷只在高量生物質(zhì)炭處理下顯著增加，這可能由于土壤pH升高，交換性鈣鎂含量增加，鈣誘導(dǎo)磷吸附，促進了Dil.HCl-Pi積累[18]。

本研究發(fā)現(xiàn)TC是影響土壤磷組分變化的關(guān)鍵因子，TC與無機磷組分含量顯著正相關(guān)，與有機磷組分含量顯著負相關(guān)，其中TC對土壤LPi和ML-Pi影響最大(圖3)。這與Maranguit等[37]研究結(jié)果吻合，他們研究了土地利用變化對土壤磷組分的影響，發(fā)現(xiàn)高度風(fēng)化的熱帶土壤中LP與TC含量顯著正相關(guān)，表明土壤有機質(zhì)在維持磷有效性中起著關(guān)鍵作用。Frizano等[35]對亞熱帶滑坡跡地森林恢復(fù)過程中土壤磷組分變化展開研究，同樣認為強風(fēng)化土壤中TC積累對土壤AP庫的維持至關(guān)重要，且微生物作用下有機質(zhì)礦化是向植物提供磷素的最重要過程。此外，生物質(zhì)炭的多孔結(jié)構(gòu)能夠改善微生物棲息環(huán)境，提高營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)換效率[40]。雷海迪等[8]在對杉木凋落物及其制備而成的生物質(zhì)炭對比研究中發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)炭中TC含量高于凋落物，且生物質(zhì)炭性質(zhì)穩(wěn)定，存留時間更長，施入土壤后可顯著提高TC含量，進而影響微生物活動，本研究結(jié)果與之一致。因此，土壤中碳、磷循環(huán)可能存在耦合關(guān)系，微生物對碳的需求同時影響磷的供應(yīng)，進而影響土壤磷組分變化[41]。

4 結(jié)論

1) 本研究中土壤磷組分主要以殘余態(tài)磷(RP)為主，最易被杉木幼苗吸收利用的磷含量很低，無機磷組分中所占比例最高的仍然是殘余態(tài)磷，而有機磷組分中所占比例最高的為中等易分解態(tài)有機磷(ML- Po)。

2) 短期內(nèi)生物質(zhì)炭施用顯著提高了土壤TP和AP含量，影響了土壤磷組分含量及其所占比例，特別是高量生物質(zhì)炭施用效果更加明顯。

3) 生物質(zhì)炭施用顯著提高了土壤TC含量和pH，且TC是影響土壤磷組分變化的關(guān)鍵因子。

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Effects of Biochar Application on Soil Phosphorus Fractions ofSeedlings

SONG Kaiyue1,2, MA Yapei1,2, LI Yuxuan3, XIE Huan1,2, YAN Daihong1,2, CHEN Yuemin1,2, MA Hongliang1,2, GAO Ren1,2, YIN Yunfeng1,2*

(1 Institute of Geography, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China; 2 State Key Laboratory for Subtropical Mountain Ecology, Fuzhou 350007, China; 3 Microelement Research Center, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)

Using the Hedley sequential extraction method, the effects of biochar application rate on soil phosphorus (P) fractions ofseedlings with a pot experiment were evaluated. Three biochar application rate treatments were performed with 0 (CK), 12 t/hm2(B12), 36 t/hm2(B36). Results indicated that the contents of total P (TP) and available P (AP) in B12and B36treatments were increased by 8.7%–26.0% and 24.0%–101.7% in relation to CK after 180 days, and the proportion of AP in TP also was significantly increased. Among P fractions, residual P represented 48.5%–51.1% of soil TP and 58.7%–68.3% of soil inorganic P. B36treatment significantly increased the contents of inorganic P fractions, and the proportion of labile P and moderately labile P as inorganic P forms, while significantly reduced the percentage of occluded P and residual P to inorganic P. The proportion of moderately labile P in total organic P was the highest, accounting for 69.3%–70.2%. Biochar application had no significant influence on the proportion of organic P fractions in total organic P, and B36treatment significantly decreased the contents of labile P and moderately labile P as organic P forms. Redundancy analysis revealed that soil total carbon was significantly positively correlated with soil inorganic P and negatively correlated with soil organic P, which was the key factor influencing the changes of soil P fractions.

Biochar; Plantation; Phosphorus fractions;

S156.2；S714.6

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.06.012

宋凱悅, 馬亞培, 李宇軒, 等. 生物質(zhì)炭施用對杉木幼苗土壤磷組分的影響. 土壤, 2021, 53(6): 1192–1199.

福建省公益類科研院所專項(2020R1002005)和國家自然科學(xué)基金項目(31470628，31770659)資助。

通訊作者(yunfengyin@163.com)

宋凱悅(1996—)，女，山東濱州人，碩士研究生，研究方向為土壤生態(tài)與環(huán)境。E-mail：2236278939@qq.com