摘要：為探究秸稈覆蓋保護(hù)性耕作對(duì)黃土旱塬土壤磷素組分及堿性磷酸酶phoD基因的影響，本研究以陜西省咸陽(yáng)市長(zhǎng)武縣境內(nèi)的中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)武黃土高原農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站為研究平臺(tái)，設(shè)置無(wú)秸稈覆蓋（CK）、每年7、8、9月高量秸稈覆蓋（St90）、全生育期低量秸稈覆蓋（S45）、全生育期高量秸稈覆蓋（S90）4個(gè)處理，探討不同秸稈覆蓋模式下0-20 cm表層土壤基本理化性質(zhì)、土壤磷素、有機(jī)磷組分、無(wú)機(jī)磷組分、堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)量特征及其影響機(jī)理。結(jié)果表明：相同覆蓋時(shí)間下，全磷（TP）、速效磷（AP）、無(wú)機(jī)磷、Ca2-P、中等活性有機(jī)磷（MLOP）含量均隨著秸稈覆蓋量的增加而顯著增加；Caio-P是主要的無(wú)機(jī)磷組分，占比66.03％-72.34％，MLOP是主要的有機(jī)磷組分，占比70.70％-78.23％；秸稈覆蓋使無(wú)機(jī)磷中的有效磷源Caz-P在無(wú)機(jī)磷中所占的比例顯著增加，其他組分占比以及有機(jī)磷各組分占比并無(wú)顯著變化。播種前后的短期覆蓋相比于全年長(zhǎng)期覆蓋更有利于微生物的代謝，從而加快土壤有機(jī)磷的合成。不同秸稈覆蓋處理土壤無(wú)機(jī)磷含量為985.33～1 043.33 mg·kg-1，顯著大于有機(jī)磷。冗余分析表明，土壤pH、全碳（TC）、有機(jī)碳（SOC）、含水率（SWC）與MLOP含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與高穩(wěn)性有機(jī)磷（HSOP）呈正相關(guān)關(guān)系，Ca2-P與SWC、SOC、pH、TP呈正相關(guān)關(guān)系，Ca10-P與pH、NH+4-N呈正相關(guān)關(guān)系。秸稈覆蓋可以提高堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)，但全生育期覆蓋與高量秸稈覆蓋的疊加作用，對(duì)堿性磷酸酶phoD基因有抑制作用。研究表明，秸稈覆蓋可顯著改變有機(jī)磷各組分含量，全生育期高量秸稈覆蓋顯著增加無(wú)機(jī)磷有效組分Ca2-P含量，土壤有機(jī)磷與無(wú)機(jī)磷組分含量變化受土壤TC和pH的影響最大。

關(guān)鍵詞：黃土旱塬；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)；秸稈覆蓋；磷素組分；磷酸酶基因

中圖分類(lèi)號(hào)：S345；S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-2043（2024）02-0368-10 doi：10.11654/jaes.2023-0210

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，在作物生長(zhǎng)代謝過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。土壤是作物體內(nèi)磷素的主要來(lái)源，對(duì)磷有很強(qiáng)的吸附和固定作用。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中外施的磷肥不僅易被土壤微生物轉(zhuǎn)化為有機(jī)磷，還會(huì)被土壤中的重金屬離子固定成難溶的無(wú)機(jī)磷，從而使得土壤速效磷的含量較低，導(dǎo)致肥料無(wú)法被完全利用，甚至形成磷脅迫翻。研究表明磷脅迫會(huì)延緩作物生長(zhǎng)，導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降。磷脅迫與不同形態(tài)磷轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，而不同形態(tài)的磷在土壤中的有效轉(zhuǎn)化能力不同，其被作物利用程度也不同。在固磷能力較強(qiáng)的土壤中，土壤通過(guò)礦化作用可將有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為可被作物直接利用的速效磷。微生物量磷作為土壤磷的活性組分，可通過(guò)微生物自身循環(huán)轉(zhuǎn)變而被作物利用；有機(jī)磷與無(wú)機(jī)磷組分的變化對(duì)磷素肥力具有重要影響；全磷表征土壤磷素總水平，上述磷素可作為研究土壤磷肥力供應(yīng)及磷素有效性的重要因子。土壤有機(jī)磷不能直接被植物利用，需先在堿性磷酸酶作用下轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)磷才可用于植物生長(zhǎng)代謝，磷酸酶活性高低直接影響著土壤中有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化及其生物有效性。土壤磷素有效性是植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要限制性因素，許多作物通過(guò)有機(jī)物磷素循環(huán)來(lái)獲取所需磷素。因此，提高磷利用率不論是在作物生長(zhǎng)發(fā)育方面，還是在增加作物產(chǎn)量、減少環(huán)境污染方面都具有重要意義。

秸稈覆蓋作為常見(jiàn)的農(nóng)田管理模式，對(duì)土壤微生物的活性及其介導(dǎo)的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分周轉(zhuǎn)具有重要影響。秸稈覆蓋不僅可以調(diào)節(jié)土壤水熱平衡、提高水分利用率和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素有效性、實(shí)現(xiàn)作物穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)，同時(shí)還可以減少秸稈不合理利用引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外關(guān)于秸稈覆蓋后土壤磷素變化的研究已取得一定的進(jìn)展。李飛等從秸稈對(duì)土壤氮磷元素的阻控方面進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)秸稈覆蓋對(duì)顆粒態(tài)磷的磷素流失的阻控率超過(guò)85％，其在維持土壤養(yǎng)分與防止面源污染方面都有貢獻(xiàn)。Li等對(duì)2a休耕期水稻田研究后發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋能夠顯著增加土壤有機(jī)磷含量，促進(jìn)水稻土壤中無(wú)機(jī)磷向不穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化分解。Lan等指出秸稈還田通過(guò)影響土壤速效磷含量從而對(duì)作物產(chǎn)量造成影響。Tu等的研究表明，與常規(guī)施肥秸稈不還田相比，秸稈還田后土壤微生物活性、生物量分別提高了42％和64％。雖然秸稈覆蓋對(duì)土壤磷素影響及其轉(zhuǎn)化的研究較多，但其多集中在土壤磷吸附解吸過(guò)程方面，而對(duì)不同生育期、不同秸稈覆蓋量處理下土壤磷素組分的研究仍然較少。因此，本研究以陜西省長(zhǎng)武黃土高原農(nóng)田生態(tài)試驗(yàn)站為研究平臺(tái)，設(shè)置不同秸稈覆蓋方式，探究不同秸稈覆蓋方式下土壤磷素組分及堿性磷酸酶基因豐度的變化，以期為提高土壤磷素利用效率和合理應(yīng)用秸稈覆蓋方式提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于陜西省咸陽(yáng)市長(zhǎng)武縣境內(nèi)的中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)武黃土高原農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站（35°14′N(xiāo)，107°41′E）。該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年均降水量580 mm，年均氣溫9.1℃，無(wú)霜期171 d，地下水位50-80 m，試驗(yàn)田土壤為黑壚土。試驗(yàn)站始建于1984年，小麥為該地區(qū)主要作物。試驗(yàn)區(qū)初始耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為10.50 g·kg-1，全氮（TN）含量為0.80 g·kg-1，全磷（TP）含量為1.26 g·kg-1，速效磷（AP）含量為3.00 mg·kg-1，pH為8.10。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)起始于2008年，已進(jìn)行連續(xù)10 a覆蓋處理，試驗(yàn)區(qū)共有4個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，樣方面積為4 mx6 m，每個(gè)樣方間距Im。4個(gè)處理分別是：①對(duì)照無(wú)秸稈覆蓋（CK）；②每年7、8、9月高量秸稈覆蓋（St90）；③全生育期低量秸稈覆蓋（S45）；④全生育期高量秸稈覆蓋（S90）。秸稈覆蓋為小麥秸稈粉碎后100％表面覆蓋，7、8、9月采取小麥播種前覆蓋方式，低量秸稈覆蓋處理的小區(qū)秸稈覆蓋量為45 kg·hm-2，高量秸稈覆蓋處理的小區(qū)秸稈覆蓋量為90 kg·hm-2。各處理施用的氮肥為尿素（純N量為90 kg·hm-2）、磷肥為過(guò)磷酸鈣（P2O5量為135 kg·hm-2）。每年度試驗(yàn)處理相同，種植制度為小麥連作，常規(guī)耕作。7、8、9月秸稈覆蓋為覆蓋后將秸稈移除。

1.3樣品采集

樣品采集時(shí)間為2019年6月小麥?zhǔn)斋@季末。采用五點(diǎn)采樣法，使用土鉆采集0-20 cm處耕層土壤。將所采集的土壤樣品密封標(biāo)記后，及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。剔除土壤中的動(dòng)物殘?bào)w、碎小石子、植物枯枝、雜草及其他雜質(zhì)。土壤過(guò)2 mm篩后，取部分土樣進(jìn)行風(fēng)干處理，用于測(cè)定土壤理化指標(biāo)，剩余土樣在4℃冰箱保存，并盡早進(jìn)行微生物量測(cè)定。

1.4試驗(yàn)方法

采用土壤熏蒸提取法測(cè)定土壤微生物量磷（MBP），Olsen法測(cè)定AP；土壤TP采用濃硫酸-高氯酸消煮鉬銻抗比色法測(cè)定；有機(jī)磷采用燒灼法測(cè)定；土壤全碳（TC）采用TOC儀測(cè)定；土壤有機(jī)碳（SOC）采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測(cè)定；土壤TN采用全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定；土樣經(jīng)K2S04溶液浸提后，采用連續(xù)流動(dòng)分析儀（Autoanalyzer 3，Bran-Luebbe，德國(guó)）測(cè)定土壤銨態(tài)氮（NH+4-N）和硝態(tài)氮（NO-3-N）含量；土壤pH采用pH計(jì)（水土比2.5：1）測(cè)定；土壤含水率（SWC）采用105℃條件下烘干法測(cè)定；土壤田間持水量（FC）采用差量法測(cè)定；土壤無(wú)機(jī)磷分級(jí)測(cè)定采用顧益初-蔣柏藩法；土壤有機(jī)磷分級(jí)測(cè)定使用Bowman-Cole法，有機(jī)磷主要包括中等活性有機(jī)磷（Moderately labile organic phosphorus，MLOP）、活性有機(jī)磷（Labile organic phosphorus，LOP）、中穩(wěn)性有機(jī)磷（Moderately stable organic phosphorus，MSOP）、高穩(wěn)性有機(jī)磷（High stable organic phosphorus，HSOP）。上述方法具體參見(jiàn)《土壤農(nóng)化分析》。堿性磷酸酶基因豐度檢驗(yàn)：取0.5 g新鮮土壤樣品，每個(gè)樣本設(shè)置3組平行，按照Fast DNA@ SPIN Kit for Soil試劑盒（MPBIomedicals，美國(guó)）的操作步驟進(jìn)行DNA提取，并檢測(cè)DNA質(zhì)量，采用熒光染料摻入法（SYBR green）進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR測(cè)定。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 26.0對(duì)不同處理進(jìn)行單因素方差分析和最小差異顯著性檢驗(yàn)（LSD），采用Origin 2018及派森諾基因云平臺(tái)進(jìn)行圖的繪制。

2結(jié)果與分析

2.1不同秸稈覆蓋對(duì)土壤基本理化性質(zhì)的影響

長(zhǎng)期秸稈覆蓋處理下土壤理化性質(zhì)見(jiàn)表1。秸稈覆蓋處理下土壤TN、NH+4-N和NO-3-N較CK均有不同程度的降低。除S45處理外，其他處理?xiàng)l件下土壤TC含量均降低。秸稈覆蓋處理顯著提高了土壤pH與SOC，但各覆蓋處理間差異不顯著。長(zhǎng)期不同覆蓋處理間土壤SWC差異顯著，其中S90處理下土壤的SWC最高。秸稈覆蓋處理顯著降低了FC，St90處理下FC最低。

2.2不同秸稈覆蓋對(duì)土壤全磷、速效磷、微生物量磷的影響

長(zhǎng)期秸稈覆蓋處理下土壤部分磷素含量見(jiàn)表2。不同秸稈覆蓋處理下土壤TP存在差異，與CK相比，St90、S45處理土壤TP含量降低，S90處理TP顯著高于其他處理；秸稈覆蓋對(duì)土壤AP有顯著影響，但3組秸稈覆蓋處理下土壤AP含量并無(wú)顯著差異，說(shuō)明覆蓋時(shí)長(zhǎng)對(duì)土壤AP影響不大；不同秸稈覆蓋處理土壤MBP變化顯著，St90處理土壤MBP含量顯著高于其余處理，S45、S90處理的MBP含量顯著低于其余處理，說(shuō)明7、8、9月短期秸稈覆蓋對(duì)土壤MBP含量具有顯著影響。

2.3不同秸稈覆蓋處理對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷及其組分的影響

不同秸稈覆蓋處理土壤無(wú)機(jī)磷含量為985.33-1 043.33 mg·kg-1（圖1A）。St90、S45處理無(wú)機(jī)磷含量均比CK有所降低，分別較CK減少了26.33、46.33 mg·kg-1；與此相反，S90處理下無(wú)機(jī)磷含量顯著高于St90、S45處理。由圖1B可知，不同秸稈覆蓋處理的土壤無(wú)機(jī)磷組分比例情況為：Ca10-P所占比例最大，為66.03％-72.34％，顯著高于其他組分；Ca8-P所占比例次之，為12.87％-13.90％：Al-P與Ca2-P的占比為4.42％-11.29％：Fe-P與AP所占比例最低，為1.40％-3.11％，顯著低于其他4個(gè)無(wú)機(jī)磷組分。

由圖1C到圖1H可知，不同秸稈覆蓋處理的土壤無(wú)機(jī)磷各個(gè)組分含量均發(fā)生了改變。Caio-P含量變化不顯著，St90、S45、S90的Caio-P含量分別較CK處理降低了11.33、14.83、20.33 mg·kg-1；Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P含量在不同秸稈覆蓋條件下變化均不顯著；與CK相比，秸稈覆蓋處理下Ca2-P含量均顯著升高，其中S90處理含量最高，比CK處理高45.17 mg·kg-1。

2.4不同秸稈覆蓋處理對(duì)土壤有機(jī)磷及其組分的影響

秸稈覆蓋處理可提高土壤有機(jī)磷含量，但差異并不顯著（圖2A），與CK相比，S45處理有機(jī)磷增加量最多。由圖2B可知，不同秸稈覆蓋的土壤有機(jī)磷組分比例情況為MLOPgt;LOPgt;MSOPgt;HSOP，MLOP所占比例最大，顯著高于其他有機(jī)磷組分，HSOP所占比例顯著低于其他3個(gè)有機(jī)磷組分所占比例。由圖2可知，不同秸稈覆蓋的土壤有機(jī)磷各個(gè)組分均發(fā)生了改變。覆蓋前后LOP含量并無(wú)顯著性變化，其中St90處理的LOP含量高于S45處理；MLOP含量分布在106.48-160.46 mg·kg-1，其中S45處理的土壤MLOP含量顯著低于其他3組處理，僅有106.48 mg·kg-1，相比于CK處理減少了33.64％；MSOP含量分布在12.83-18.96 mg·kg-1，其中St90處理比CK處理含量顯著增加了43.08％，其余處理間差異不顯著；HSOP含量分布在10.06-11.33 mg·kg-1，S45處理比CK處理顯著增加了12.63％。

2.5不同秸稈覆蓋對(duì)土壤堿性磷酸酶phoD基因的影響

由圖3和表2可知，不同秸稈覆蓋處理土壤堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)量的變化規(guī)律與土壤TP的變化規(guī)律相反。St90、S45處理土壤堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)量均高于CK處理，S90處理堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)量最少，隨覆蓋量增加堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)量顯著降低。熱圖表明，土壤堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)量與土壤TP含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與無(wú)機(jī)磷含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與其他因子不相關(guān)。

2.6基于冗余分析的不同秸稈覆蓋對(duì)土壤磷素組分影響的因素分析

以不同秸稈覆蓋處理土壤有機(jī)磷組分含量為響應(yīng)變量，以土壤基本理化性質(zhì)為解釋變量進(jìn)行RDA，結(jié)果表明，軸1和軸2分別占總變異的68.58％和19.89％（圖4A）。根據(jù)RDA中的質(zhì)心原理和距離法則，HSOP含量與SWC、TC、SOC和pH呈正相關(guān)，與TP、TN、NO-3-N、NH+4-N含量呈負(fù)相關(guān)；MSOP含量與pH呈正相關(guān)，與SWC、TC、TP、TN、SOC、NO-3-N和NH+4-N含量呈負(fù)相關(guān)；MLOP與NO-3-N、TP和TN含量呈正相關(guān)，與其他因子呈負(fù)相關(guān)；而土壤LOP含量與上述土壤基本性質(zhì)均呈負(fù)相關(guān)。依據(jù)圖4B可知土壤TC和pH是土壤有機(jī)磷組分含量大小的主要影響因素。以土壤無(wú)機(jī)磷組分含量為響應(yīng)變量進(jìn)行RDA的結(jié)果表明，軸1和軸2分別占總變異的72.56％和8.08％（圖4C）。Ca2-P和Fe-P含量與土壤TP、pH、SWC、SOC呈正相關(guān)，與TC、TN、NO-3-N、NH+4-N含量呈負(fù)相關(guān)；O-P和Ca10-P與NH+4-N和pH呈正相關(guān)，與土壤其他因子呈負(fù)相關(guān)；Ca8-P含量與TC、TN、NO-3-N、TP含量呈正相關(guān)；而Al-P與pH、SOC、SWC、NH+4-N含量呈正相關(guān)關(guān)系。依據(jù)圖4D可知，pH、TC和TP是影響土壤無(wú)機(jī)磷組分含量的主要因素。

3討論

3.1不同秸稈覆蓋處理對(duì)土壤磷素含量的影響

植物生長(zhǎng)發(fā)育所需部分或全部磷素可通過(guò)MBP的周轉(zhuǎn)完成，MBP是土壤磷庫(kù)中最為活躍的部分，其對(duì)土壤環(huán)境變化十分敏感。研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田可以顯著提高土壤MBP含量。本試驗(yàn)中，與CK相比，St90處理下MBP含量顯著提升，說(shuō)明不同生育期秸稈覆蓋對(duì)土壤微生物具有顯著影響，播種前及播種時(shí)進(jìn)行秸稈覆蓋，秸稈為微生物生長(zhǎng)提供了豐富的碳源，有效激發(fā)了微生物群落活性，為其生長(zhǎng)代謝提供了良好的生存環(huán)境。S45、S90處理與之相反，表明全生育期秸稈覆蓋可能對(duì)土壤微生物具有抑制作用。雖然秸稈含有較高的磷，但秸稈腐解只將少量的磷釋放到土壤中，秸稈中仍有大部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜難降解的磷素及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，土壤微生物生命活動(dòng)所需養(yǎng)分減少可能是造成土壤MBP降低的原因。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)不同秸稈覆蓋處理下土壤SWC含量顯著提高，土壤理化性質(zhì)發(fā)生變化對(duì)土壤微生物的生存環(huán)境造成影響，長(zhǎng)期覆蓋引起的水熱條件變化也可能是影響土壤MBP含量的原因之一。TP含量反映了土壤磷庫(kù)的大小，AP可被植物直接利用。本試驗(yàn)中，S90處理的TP含量顯著高于其他處理，這可能與秸稈覆蓋后水熱條件發(fā)生改變引起的磷活化有關(guān)，土壤溫度升高對(duì)有機(jī)磷含量起主要作用。李世朋等的研究中提到即使短時(shí)間的提取過(guò)程，溫度也會(huì)對(duì)有機(jī)磷含量產(chǎn)生顯著影響。成臣等的研究表明，秸稈還田條件下土壤AP含量呈逐年遞增趨勢(shì)，但不同年限間含量變化沒(méi)有顯著差異。孫星等的研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期秸稈還田能夠顯著增加土壤TP和AP的含量，但短期模式下對(duì)土壤TP的影響并不顯著，說(shuō)明長(zhǎng)期秸稈覆蓋才可以顯著增加土壤TP與AP含量，這與本研究結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)不同秸稈覆蓋處理對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷的影響遠(yuǎn)大于有機(jī)磷，說(shuō)明無(wú)機(jī)磷是影響黃土旱塬農(nóng)田土壤磷素供應(yīng)能力的敏感磷源。

3.2不同秸稈覆蓋處理對(duì)有機(jī)磷組分與無(wú)機(jī)磷組分的影響

土壤中不同形態(tài)無(wú)機(jī)磷的含量不同，其有效性也不同。本研究對(duì)不同秸稈覆蓋處理后的土壤樣品進(jìn)行無(wú)機(jī)磷分級(jí)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)不同秸稈覆蓋后的土壤Ca2-P含量相對(duì)于CK樣本均有顯著性增長(zhǎng)，且隨著秸稈覆蓋量與覆蓋時(shí)間的增加，S90處理的Ca2-P含量也比St90、S45有顯著性提高。Ca10-P含量隨覆蓋處理變化而變化，但各處理間差異并不顯著。王玉平等對(duì)5-10 cm土樣的無(wú)機(jī)磷組分進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，免耕與覆蓋對(duì)穩(wěn)定性無(wú)機(jī)磷和高穩(wěn)定性無(wú)機(jī)磷無(wú)顯著影響，這與本研究結(jié)果一致。Ca2-P增加可能與秸稈分解過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)磷酸鈣有關(guān)，過(guò)磷酸鈣的主要成分是一水磷酸鈣，其進(jìn)入土壤后與土壤膠體上的交換性Ca作用首先生成的就是Ca2-P；此外秸稈覆蓋顯著增加土壤pH，冗余分析顯示Ca2-P與pH呈正相關(guān)關(guān)系，pH是影響無(wú)機(jī)磷組分變化的主要因子，據(jù)此推測(cè)Ca2-P的增加可能也與pH相關(guān)，pH越大Ca2-P含量越多。以往研究表明磷在堿性、石灰性和中性土壤中大多會(huì)轉(zhuǎn)化為Ca-P，而在酸性土壤條件下更多地會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe-P和Al-P，這些研究結(jié)果驗(yàn)證了這一推測(cè)。此外Ca10-P含量與Ca2-P含量變化相反，推測(cè)秸稈覆蓋可以促進(jìn)無(wú)效態(tài)的Ca10-P向有效態(tài)的Ca2-P轉(zhuǎn)化。

土壤有機(jī)磷同樣是土壤磷素的重要組成部分，其具有移動(dòng)性強(qiáng)、土壤組分被固定程度低的特點(diǎn)。微生物對(duì)有機(jī)磷的作用一方面是對(duì)有機(jī)磷的礦化分解，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)磷再吸收，另一方面是微生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的磷酸酶會(huì)促進(jìn)穩(wěn)定態(tài)有機(jī)磷向活性有機(jī)磷轉(zhuǎn)化。高志強(qiáng)等研究發(fā)現(xiàn)總有機(jī)磷含量、LOP含量與MLOP含量在免耕條件下秸稈覆蓋處理均顯著高于傳統(tǒng)耕作處理。本研究對(duì)不同秸稈覆蓋處理后的樣品進(jìn)行有機(jī)磷分級(jí)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)LOP、MLOP以及MSOP含量為St90gt;CKgt;S90gt;S45。這種現(xiàn)象與本試驗(yàn)對(duì)MBP的猜測(cè)一致，由于土壤經(jīng)St90處理后土壤微生物處于適宜的環(huán)境條件，代謝加快，HSOP、LOP、MLOP以及MSOP發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而出現(xiàn)St90處理下的各有機(jī)磷組分含量要高于S90處理的現(xiàn)象。MLOP含量占據(jù)總有機(jī)磷含量的75.71％，是主要的有機(jī)磷組分，這與前人研究結(jié)果相似。MLOP在S90處理下的含量顯著高于S45處理，說(shuō)明其隨著覆蓋量的增加而增加。冗余分析表明pH和TC是影響土壤有機(jī)磷組分變化的重要環(huán)境因子，而LOP、MLOP以及MSOP與pH、TC呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明秸稈覆蓋主要通過(guò)驅(qū)動(dòng)pH、TC而影響有機(jī)磷組分變化。

3.3不同秸稈覆蓋處理對(duì)土壤堿性磷酸酶phoD基因的影響

phoD是微生物編碼堿性磷酸酶的關(guān)鍵基因，受農(nóng)業(yè)管理與環(huán)境因素的顯著影響。本試驗(yàn)S45處理的堿性磷酸酶phoD基因豐度高于S90，說(shuō)明與低量秸稈覆蓋相比高量秸稈覆蓋會(huì)導(dǎo)致土壤堿性磷酸酶phoD基因豐度下降，這可能是由于過(guò)量秸稈覆蓋會(huì)提高土壤TP含量，促進(jìn)土壤有機(jī)磷向無(wú)機(jī)磷轉(zhuǎn)化，土壤可利用的磷素增加，而phoD基因?qū)儆诹尊囸I誘導(dǎo)基因，在土壤TP含量增高的情況下，phoD基因表達(dá)受到抑制，使得phoD基因豐度降低。此外本研究發(fā)現(xiàn)生育期秸稈覆蓋時(shí)間（即7、8、9月覆蓋和全生育期覆蓋）也會(huì)對(duì)堿性磷酸酶phoD基因豐度產(chǎn)生影響，說(shuō)明堿性磷酸酶phoD基因豐度不僅與秸稈覆蓋量有關(guān)，而且與地表溫度、土壤水熱條件、秸稈覆蓋時(shí)間、土壤pH等多種因素有關(guān)。土壤堿性磷酸酶是土壤中最主要的水解酶，是鑒別土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化能力的指標(biāo)，其活性高低直接影響土壤磷素狀況。Li等的研究表明phoD基因豐度與土壤堿性磷酸酶活性呈極顯著正相關(guān)，攜帶phoD基因的細(xì)菌是土壤堿性磷酸酶的主要生產(chǎn)者。戰(zhàn)厚強(qiáng)等研究發(fā)現(xiàn)，不同秸稈覆蓋量處理均增加了土壤堿性磷酸酶活性，但半量秸稈還田處理的堿性磷酸酶活性均高于原倍數(shù)還田處理，這與本研究低量秸稈覆蓋土壤堿性磷酸酶phoD基因豐度高于高量秸稈覆蓋的結(jié)果相似，說(shuō)明秸稈還田對(duì)堿性磷酸酶活性的影響主要是通過(guò)改變phoD基因完成的。

4結(jié)論

（1）秸稈覆蓋對(duì)土壤理化性質(zhì)具有顯著影響，覆蓋時(shí)間越長(zhǎng)，覆蓋量越大，土壤pH與含水率越高。

（2）全磷、無(wú)機(jī)磷、無(wú)機(jī)磷中的有效磷源Ca2-P含量均隨著覆蓋量的增加而顯著增加。7、8、9月高量秸稈覆蓋可有效提高有機(jī)磷組分含量。不同秸稈覆蓋處理土壤無(wú)機(jī)磷含量顯著大于有機(jī)磷。

（3）土壤全碳和pH是影響土壤有機(jī)磷與無(wú)機(jī)磷組分含量的主要因素。

（4）秸稈覆蓋可以提高堿性磷酸酶phoD基因拷貝數(shù)，但全生育期覆蓋與高量秸稈覆蓋的疊加作用，對(duì)堿性磷酸酶phoD基因有抑制作用。堿性磷酸酶phoD基因主要受土壤全磷的負(fù)向驅(qū)動(dòng)。