張 劍，章明奎

（1溫州市植物保護(hù)與土壤肥料管理站，浙江溫州 325600；2浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，杭州 310058）

0 引言

磷是植物生長的必需元素，是植物體內(nèi)許多重要化合物的組成部分，參與了植物體內(nèi)許多代謝過程，可增強(qiáng)植物的抗逆性。土壤中磷的生物有效性不一定與全磷有關(guān)，其供應(yīng)能力可用有效磷表示，可被植物直接吸收的磷主要包括水溶性的、弱酸溶性的磷素。由于土壤磷素的不足，施用磷肥是保障農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及調(diào)節(jié)土壤磷素水平的重要手段[1-3]。但是，與氮鉀相比，磷肥施入土壤后，很容易被土壤吸附轉(zhuǎn)化成作物不易吸收的難溶性磷酸鹽，因此磷肥的當(dāng)季利用率較低，長期施用磷肥可導(dǎo)致磷素在土壤中積累[4]。研究也表明，被土壤固定的磷素可在一定條件下重新釋放，被后續(xù)作物吸收利用[5-6]。但磷在土壤中的轉(zhuǎn)化過程較為復(fù)雜，不僅與土壤物質(zhì)組成、土壤性狀有關(guān)，也與磷肥種類、施用量及農(nóng)作物的種類等密切相關(guān)[7-11]，因此，土壤有效磷常常存在較大的空間異質(zhì)性。雖然，在許多文獻(xiàn)上也介紹了磷肥施用原則和方法，普遍認(rèn)為磷肥的施用應(yīng)與氮肥和鉀肥有所差異，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍然存在較多的盲目施磷問題，一些地區(qū)農(nóng)戶磷肥投入常常超出作物實(shí)際需磷量。另外，復(fù)合肥料的施用在一定程度上加劇了某些問題，在磷充足的土壤中施用復(fù)合肥料是常見的現(xiàn)象。至今，土壤磷有效性的研究已有廣泛報道，但多數(shù)研究主要探討磷肥的肥效及特定區(qū)域的土壤磷素時空變異[12-16]，較少關(guān)注磷肥施用不良習(xí)慣引起的區(qū)域土壤磷的異常分布。本研究以浙江省為例，通過對2015—2020年全省土壤有效磷測定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，研討了水稻土有效磷的異質(zhì)特性、空間分異特點(diǎn)，剖析了磷肥施用中可能存在的問題，并提出了對策建議。

1 浙江省水稻土有效磷的分布特點(diǎn)及變化

本次共從浙江省各縣（市、區(qū)）2015—2020年獲得的測定數(shù)據(jù)中篩選了32416 個水稻土有效磷（以0.5 mol/L NaHCO3提取劑提取的有效磷）分析結(jié)果。統(tǒng)計(jì)表明，全省水稻土有效磷存在較大的變化，最低為0.2 mg/kg，最高達(dá)686.7 mg/kg，算術(shù)平均值為25.2 mg/kg，變異系數(shù)達(dá)178.2%。圖1 可知，全省水稻土壤速效磷呈偏態(tài)分布，上述算術(shù)平均并不能真正代表全省有效磷的總體水平，為此采用幾何平均計(jì)算了全省水稻土有效磷的平均含量，其值為11.1 mg/kg，此值與中值(11.3 mg/kg)較為接近，說明幾何平均值11.1 mg/kg 更能體現(xiàn)全省水稻土有效磷的總體水平。浙江省有效磷在10～30 mg/kg 之間水稻土占比較低，僅為33.0%；有效磷缺乏(＜10 mg/kg)的土壤占比過高，達(dá)45.9%；同時，還有12.0%土壤的有效磷存在過度積累問題（有效磷＞50 mg/kg）。在第二次土壤普查時[17]，浙江全省水稻土有效磷（0.5 mol/LNaHCO3提取磷）平均為6.0 mg/kg，可見相隔35年后浙江水稻土有效磷有顯著提高，增幅為85.0%。有效磷低于10.0 mg/kg 土壤的比例在第二次土壤普查時占71.5%，現(xiàn)已下降至45.9%。

圖1 土壤有效磷含量的頻率分布

另對省內(nèi)514 個旱地土壤有效磷統(tǒng)計(jì)，含量在0.3～489 mg/kg 之間，變異系數(shù)為144.3%；算術(shù)平均為42.2 mg/kg，中值為23.8 mg/kg，幾何平均值為19.2 mg/kg。這一結(jié)果表明，水稻土有效磷明顯低于同一地區(qū)的旱地土壤。

2 不同地級市水稻土有效磷的差異及變化特點(diǎn)

由表1的變異系數(shù)可知，與整個浙江省一樣，各地級市水稻土有效磷也都有很大的變化，變異系數(shù)都在123.0%以上，變異最大的是紹興市，其次為金華市。各地級市之間水稻土有效磷存在很大的差異，從幾何平均值可知，最高的為麗水市(29.9 mg/kg)，最低的是紹興市(5.9 mg/kg)，最高值約是最低值的5倍。水稻土有效磷幾何平均值在10～15 mg/kg之間的地級市有杭州市、寧波市、溫州市、嘉興市、金華市和臺州市，其他地級市水稻土有效磷幾何平均值均在7～10 mg/kg 之間。紹興市、湖州市和舟山市有效磷平均在10 mg/kg以下的水稻土比例都高達(dá)63%～65%，表明這些地級市水稻土的磷缺乏都還較為普遍；麗水市相應(yīng)磷級別的水稻土占比較低，只有19.2%；其他地級市有效磷在10 mg/kg 以下的水稻土比例在34%～50%之間。各地級市土壤有效磷較為合適(10～30 mg/kg)的水稻土比例在17%～42%之間，在40%以上只有杭州市和嘉興市，說明這2 個地級市水稻土有效磷合適的比例較高。舟山市水稻土有效磷合適的比例不足20%，而紹興市、金華市、麗水市、湖州市水稻土有效磷合適的比例在20%～30%之間，其他地級市的該比例在35%左右。水稻土有效磷較為豐富(30～50 mg/kg)的比例一般在10%左右，其中寧波市、衢州市、臺州市和麗水市的比例在10%以上，其他地級市均低于10%。

表1 不同地級市水稻土有效磷的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

一般認(rèn)為，當(dāng)土壤有效磷高于50 mg/kg 時，土壤磷流失風(fēng)險會大大增加。表1 可知，麗水市水稻土有效磷高于50 mg/kg 的比例高達(dá)36.9%，存在明顯的磷流失風(fēng)險。寧波市、溫州市、金華市、衢州市和臺州市的該比例在15%左右，也存在較高的磷流失風(fēng)險。其他地級市水稻土磷流失風(fēng)險相對較低。

3 地貌、土壤質(zhì)地和土壤類型對有效磷的影響

表2～4 可知，無論是地貌類型還是土壤類型或土壤質(zhì)地，相同類別組的地貌、土壤和質(zhì)地內(nèi)部土壤有效磷均存在很大的變異性，表明浙江省內(nèi)水稻土有效磷的空間變化是一個非常普遍現(xiàn)象。從幾何平均值來看，水網(wǎng)平原水稻土有效磷低于其他地貌類型地區(qū)，而濱海平原和河谷平原的水稻土有效磷略高于丘陵地區(qū)（表2）。在土壤質(zhì)地組中，壤質(zhì)土壤的幾何平均有效磷最高，其次為砂土，而粘壤土和粘土的水稻土有效磷較低（表3）。而從土壤類型來看，有效磷幾何平均值最低的是潛育水稻土，較低的為脫潛水稻土和潴育水稻土，而淹育和滲育水稻土的相對較高，總體上土壤有效磷高低呈現(xiàn)與土壤水分條件存在一定的關(guān)系，漬水的相對較低，地下水位較深、不易積水的土壤稍高。滲育水稻土有效磷平均含量約為潛育水稻土的近2倍。

表2 地貌類型對水稻土有效磷的影響

表3 土壤質(zhì)地對水稻土有效磷的影響

表4 土壤類型對水稻土有效磷的影響

4 討論

4.1 影響土壤有效磷含量的主要因素

土壤有效磷含量變化是一個十分復(fù)雜的問題，它不但與不同生物氣候條件下土壤不同形態(tài)磷間的動態(tài)平衡有關(guān)，而且還與土壤水分條件、耕作施肥等密切相關(guān)[18-21]。在農(nóng)作物生產(chǎn)中，土壤有效磷的含量是判定磷肥投入水平的重要因素，對農(nóng)作物生長起著至關(guān)重要的作用。在自然條件下，土壤有效磷普遍較低，土壤有效磷的空間變化相對較小，其空間異質(zhì)性較弱。但從文獻(xiàn)報道來看，農(nóng)田土壤有效磷空間異質(zhì)性是一個非常普遍的現(xiàn)象[13-15]；顯然，這種變化特點(diǎn)與人為活動有關(guān)。雖然土壤有效磷水平受多種因素影響，但對于浙江省水稻土有效磷的變化可能主要與磷肥施用的習(xí)慣及不合理施用有關(guān)。在浙江省的許多地區(qū)磷肥常被優(yōu)先用于經(jīng)濟(jì)作物，同時，復(fù)合肥的廣泛應(yīng)用加劇的磷肥的過量施用。以上結(jié)果表明，麗水市水稻土有效磷為全省最高，這是由于該市許多水稻土分布在丘陵和河谷平原，比較適合并已廣泛種植茶葉等經(jīng)濟(jì)作物，而后者的磷肥投入量明顯高于其他用地；而紹興、湖州等市的水稻土主要分布在水網(wǎng)平原，排水條件相對較差，不適合種植經(jīng)濟(jì)作物，即這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)作物種植面積較小，磷肥的投入水平較低。表2和表3不同地貌類型或土壤類型之間水稻土有效磷的差異也證明了這一點(diǎn)（潛育水稻土、脫潛水稻土主要分布在水網(wǎng)平原）。

在浙江省第二次土壤普查期間，農(nóng)田土壤中很少出現(xiàn)高有效磷積累的情況[17]，為什么35 年后有效磷＞50 mg/kg 的水稻土占比高達(dá)12.0%。對此，作者對不同有效磷水平農(nóng)田的施肥情況進(jìn)行了多地、多點(diǎn)訪問性調(diào)查。調(diào)查表明，對于土壤有效磷在5 mg/kg 以下的農(nóng)田，農(nóng)戶經(jīng)常不施或偶爾施用磷肥，不常施用復(fù)合肥或復(fù)合肥只作基肥施用、不作追肥施用；可見，土壤有效磷的低下主要與磷肥施用不足有關(guān)。而對于有效磷在50 mg/kg 以上的農(nóng)田，施肥具有2 個特征：（1）經(jīng)常并高量施用磷肥；（2）施用的肥料主要為等氮肥、磷、鉀養(yǎng)分的復(fù)合肥，不僅基肥用復(fù)合肥，追肥也多用復(fù)合肥，甚至在土壤有效磷較為豐富的農(nóng)田施用氮、鉀肥的同時，也因施用復(fù)合肥進(jìn)一步提高了磷肥的投入水平。

4.2 優(yōu)化施肥途徑

土壤有效磷的不足可影響農(nóng)作物的正常生長，而有效磷的過度積累不僅浪費(fèi)磷肥資源，影響鐵、鉀、銅、鎂、鋅等營養(yǎng)元素的吸收，而且會引起明顯的農(nóng)業(yè)面源污染問題?；谵r(nóng)業(yè)土壤中有效磷的空間異質(zhì)性問題突出，合理施用磷肥在農(nóng)田管理中顯得尤為重要。鑒于磷肥當(dāng)季利用率低、殘留明顯的特點(diǎn)，認(rèn)為磷肥的施用應(yīng)嚴(yán)格基于土壤有效磷狀況分類施用。對于土壤有效磷低于10 mg/kg以下的農(nóng)田，可根據(jù)作物需要確定磷肥用量，每年以作物需磷量的1.5～2.0倍的用量施用磷肥，直至土壤有效磷水平達(dá)到20 mg/kg左右后再改變施肥策略；對于土壤有效磷在10～30 mg/kg 之間的農(nóng)田，可采用略高于作物需磷量施用磷肥，每隔2～3年連續(xù)施用磷肥后停施一年；而對于土壤有效磷在30～50 mg/kg之間的農(nóng)田，可采用補(bǔ)償施磷量（即根據(jù)作物需要確定磷肥用量），采用每5 年中施用磷肥2～3 年次；而對于土壤有效磷在50 mg/kg 以上的農(nóng)田，應(yīng)杜絕磷肥的施用。

另外，在水旱輪作時，磷肥應(yīng)重點(diǎn)施于旱作；在早稻-晚稻連作時，磷肥應(yīng)優(yōu)先施于早稻。同時，磷肥施用應(yīng)基肥為主，追肥為輔。此外，通過土壤環(huán)境調(diào)節(jié)，也可有效提高土壤有效磷水平，特別是把土壤酸堿度調(diào)整至中性。

5 結(jié)論與建議

對2015—2020 年浙江省農(nóng)田土壤有效磷測定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析說明如下。

（1）無論是全省、地級市或相同的地貌區(qū)內(nèi)還是相同的土壤類型內(nèi)，土壤有效磷含量均有非常大的變異，高低分布極不均衡，表明磷肥的施用存在較大的盲目性；有效磷缺乏(＜10 mg/kg)的占比過高(45.9%)，同時存在較高比例(12.0%)的農(nóng)田有效磷過度積累問題(＞50 mg/kg)；幾何平均值比算術(shù)平均值更能體現(xiàn)區(qū)域有效磷的真實(shí)情況。

（2）從土壤有效磷平均水平來看，近35 年以來浙江省農(nóng)田土壤有效磷顯著地提高，總體提高幅度約85.0%。

（3）農(nóng)田土壤有效磷高低懸殊的原因是許多地區(qū)在磷肥施用上重經(jīng)濟(jì)作物、輕糧食作物，復(fù)合肥料的推行在一定程度上加劇了這種趨勢。

（4）在磷肥施用上需強(qiáng)化測土配方工作，并基于土壤有效磷水平實(shí)行分類施磷，減少缺磷面積的范圍，同時杜絕土壤磷素的過度積累。