张 剑，章明奎

（1温州市植物保护与土壤肥料管理站，浙江温州 325600；2浙江大学环境与资源学院，杭州 310058）

0 引言

磷是植物生长的必需元素，是植物体内许多重要化合物的组成部分，参与了植物体内许多代谢过程，可增强植物的抗逆性。土壤中磷的生物有效性不一定与全磷有关，其供应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，施用磷肥是保障农作物高产稳产及调节土壤磷素水平的重要手段[1-3]。但是，与氮钾相比，磷肥施入土壤后，很容易被土壤吸附转化成作物不易吸收的难溶性磷酸盐，因此磷肥的当季利用率较低，长期施用磷肥可导致磷素在土壤中积累[4]。研究也表明，被土壤固定的磷素可在一定条件下重新释放，被后续作物吸收利用[5-6]。但磷在土壤中的转化过程较为复杂，不仅与土壤物质组成、土壤性状有关，也与磷肥种类、施用量及农作物的种类等密切相关[7-11]，因此，土壤有效磷常常存在较大的空间异质性。虽然，在许多文献上也介绍了磷肥施用原则和方法，普遍认为磷肥的施用应与氮肥和钾肥有所差异，但在实际生产中仍然存在较多的盲目施磷问题，一些地区农户磷肥投入常常超出作物实际需磷量。另外，复合肥料的施用在一定程度上加剧了某些问题，在磷充足的土壤中施用复合肥料是常见的现象。至今，土壤磷有效性的研究已有广泛报道，但多数研究主要探讨磷肥的肥效及特定区域的土壤磷素时空变异[12-16]，较少关注磷肥施用不良习惯引起的区域土壤磷的异常分布。本研究以浙江省为例，通过对2015—2020年全省土壤有效磷测定结果的统计分析，研讨了水稻土有效磷的异质特性、空间分异特点，剖析了磷肥施用中可能存在的问题，并提出了对策建议。

1 浙江省水稻土有效磷的分布特点及变化

本次共从浙江省各县（市、区）2015—2020年获得的测定数据中筛选了32416 个水稻土有效磷（以0.5 mol/L NaHCO3提取剂提取的有效磷）分析结果。统计表明，全省水稻土有效磷存在较大的变化，最低为0.2 mg/kg，最高达686.7 mg/kg，算术平均值为25.2 mg/kg，变异系数达178.2%。图1 可知，全省水稻土壤速效磷呈偏态分布，上述算术平均并不能真正代表全省有效磷的总体水平，为此采用几何平均计算了全省水稻土有效磷的平均含量，其值为11.1 mg/kg，此值与中值(11.3 mg/kg)较为接近，说明几何平均值11.1 mg/kg 更能体现全省水稻土有效磷的总体水平。浙江省有效磷在10～30 mg/kg 之间水稻土占比较低，仅为33.0%；有效磷缺乏(＜10 mg/kg)的土壤占比过高，达45.9%；同时，还有12.0%土壤的有效磷存在过度积累问题（有效磷＞50 mg/kg）。在第二次土壤普查时[17]，浙江全省水稻土有效磷（0.5 mol/LNaHCO3提取磷）平均为6.0 mg/kg，可见相隔35年后浙江水稻土有效磷有显著提高，增幅为85.0%。有效磷低于10.0 mg/kg 土壤的比例在第二次土壤普查时占71.5%，现已下降至45.9%。

图1 土壤有效磷含量的频率分布

另对省内514 个旱地土壤有效磷统计，含量在0.3～489 mg/kg 之间，变异系数为144.3%；算术平均为42.2 mg/kg，中值为23.8 mg/kg，几何平均值为19.2 mg/kg。这一结果表明，水稻土有效磷明显低于同一地区的旱地土壤。

2 不同地级市水稻土有效磷的差异及变化特点

由表1的变异系数可知，与整个浙江省一样，各地级市水稻土有效磷也都有很大的变化，变异系数都在123.0%以上，变异最大的是绍兴市，其次为金华市。各地级市之间水稻土有效磷存在很大的差异，从几何平均值可知，最高的为丽水市(29.9 mg/kg)，最低的是绍兴市(5.9 mg/kg)，最高值约是最低值的5倍。水稻土有效磷几何平均值在10～15 mg/kg之间的地级市有杭州市、宁波市、温州市、嘉兴市、金华市和台州市，其他地级市水稻土有效磷几何平均值均在7～10 mg/kg 之间。绍兴市、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达63%～65%，表明这些地级市水稻土的磷缺乏都还较为普遍；丽水市相应磷级别的水稻土占比较低，只有19.2%；其他地级市有效磷在10 mg/kg 以下的水稻土比例在34%～50%之间。各地级市土壤有效磷较为合适(10～30 mg/kg)的水稻土比例在17%～42%之间，在40%以上只有杭州市和嘉兴市，说明这2 个地级市水稻土有效磷合适的比例较高。舟山市水稻土有效磷合适的比例不足20%，而绍兴市、金华市、丽水市、湖州市水稻土有效磷合适的比例在20%～30%之间，其他地级市的该比例在35%左右。水稻土有效磷较为丰富(30～50 mg/kg)的比例一般在10%左右，其中宁波市、衢州市、台州市和丽水市的比例在10%以上，其他地级市均低于10%。

表1 不同地级市水稻土有效磷的统计结果

一般认为，当土壤有效磷高于50 mg/kg 时，土壤磷流失风险会大大增加。表1 可知，丽水市水稻土有效磷高于50 mg/kg 的比例高达36.9%，存在明显的磷流失风险。宁波市、温州市、金华市、衢州市和台州市的该比例在15%左右，也存在较高的磷流失风险。其他地级市水稻土磷流失风险相对较低。

3 地貌、土壤质地和土壤类型对有效磷的影响

表2～4 可知，无论是地貌类型还是土壤类型或土壤质地，相同类别组的地貌、土壤和质地内部土壤有效磷均存在很大的变异性，表明浙江省内水稻土有效磷的空间变化是一个非常普遍现象。从几何平均值来看，水网平原水稻土有效磷低于其他地貌类型地区，而滨海平原和河谷平原的水稻土有效磷略高于丘陵地区（表2）。在土壤质地组中，壤质土壤的几何平均有效磷最高，其次为砂土，而粘壤土和粘土的水稻土有效磷较低（表3）。而从土壤类型来看，有效磷几何平均值最低的是潜育水稻土，较低的为脱潜水稻土和潴育水稻土，而淹育和渗育水稻土的相对较高，总体上土壤有效磷高低呈现与土壤水分条件存在一定的关系，渍水的相对较低，地下水位较深、不易积水的土壤稍高。渗育水稻土有效磷平均含量约为潜育水稻土的近2倍。

表2 地貌类型对水稻土有效磷的影响

表3 土壤质地对水稻土有效磷的影响

表4 土壤类型对水稻土有效磷的影响

4 讨论

4.1 影响土壤有效磷含量的主要因素

土壤有效磷含量变化是一个十分复杂的问题，它不但与不同生物气候条件下土壤不同形态磷间的动态平衡有关，而且还与土壤水分条件、耕作施肥等密切相关[18-21]。在农作物生产中，土壤有效磷的含量是判定磷肥投入水平的重要因素，对农作物生长起着至关重要的作用。在自然条件下，土壤有效磷普遍较低，土壤有效磷的空间变化相对较小，其空间异质性较弱。但从文献报道来看，农田土壤有效磷空间异质性是一个非常普遍的现象[13-15]；显然，这种变化特点与人为活动有关。虽然土壤有效磷水平受多种因素影响，但对于浙江省水稻土有效磷的变化可能主要与磷肥施用的习惯及不合理施用有关。在浙江省的许多地区磷肥常被优先用于经济作物，同时，复合肥的广泛应用加剧的磷肥的过量施用。以上结果表明，丽水市水稻土有效磷为全省最高，这是由于该市许多水稻土分布在丘陵和河谷平原，比较适合并已广泛种植茶叶等经济作物，而后者的磷肥投入量明显高于其他用地；而绍兴、湖州等市的水稻土主要分布在水网平原，排水条件相对较差，不适合种植经济作物，即这些地区经济作物种植面积较小，磷肥的投入水平较低。表2和表3不同地貌类型或土壤类型之间水稻土有效磷的差异也证明了这一点（潜育水稻土、脱潜水稻土主要分布在水网平原）。

在浙江省第二次土壤普查期间，农田土壤中很少出现高有效磷积累的情况[17]，为什么35 年后有效磷＞50 mg/kg 的水稻土占比高达12.0%。对此，作者对不同有效磷水平农田的施肥情况进行了多地、多点访问性调查。调查表明，对于土壤有效磷在5 mg/kg 以下的农田，农户经常不施或偶尔施用磷肥，不常施用复合肥或复合肥只作基肥施用、不作追肥施用；可见，土壤有效磷的低下主要与磷肥施用不足有关。而对于有效磷在50 mg/kg 以上的农田，施肥具有2 个特征：（1）经常并高量施用磷肥；（2）施用的肥料主要为等氮肥、磷、钾养分的复合肥，不仅基肥用复合肥，追肥也多用复合肥，甚至在土壤有效磷较为丰富的农田施用氮、钾肥的同时，也因施用复合肥进一步提高了磷肥的投入水平。

4.2 优化施肥途径

土壤有效磷的不足可影响农作物的正常生长，而有效磷的过度积累不仅浪费磷肥资源，影响铁、钾、铜、镁、锌等营养元素的吸收，而且会引起明显的农业面源污染问题。基于农业土壤中有效磷的空间异质性问题突出，合理施用磷肥在农田管理中显得尤为重要。鉴于磷肥当季利用率低、残留明显的特点，认为磷肥的施用应严格基于土壤有效磷状况分类施用。对于土壤有效磷低于10 mg/kg以下的农田，可根据作物需要确定磷肥用量，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达到20 mg/kg左右后再改变施肥策略；对于土壤有效磷在10～30 mg/kg 之间的农田，可采用略高于作物需磷量施用磷肥，每隔2～3年连续施用磷肥后停施一年；而对于土壤有效磷在30～50 mg/kg之间的农田，可采用补偿施磷量（即根据作物需要确定磷肥用量），采用每5 年中施用磷肥2～3 年次；而对于土壤有效磷在50 mg/kg 以上的农田，应杜绝磷肥的施用。

另外，在水旱轮作时，磷肥应重点施于旱作；在早稻-晚稻连作时，磷肥应优先施于早稻。同时，磷肥施用应基肥为主，追肥为辅。此外，通过土壤环境调节，也可有效提高土壤有效磷水平，特别是把土壤酸碱度调整至中性。

5 结论与建议

对2015—2020 年浙江省农田土壤有效磷测定结果的统计分析说明如下。

（1）无论是全省、地级市或相同的地貌区内还是相同的土壤类型内，土壤有效磷含量均有非常大的变异，高低分布极不均衡，表明磷肥的施用存在较大的盲目性；有效磷缺乏(＜10 mg/kg)的占比过高(45.9%)，同时存在较高比例(12.0%)的农田有效磷过度积累问题(＞50 mg/kg)；几何平均值比算术平均值更能体现区域有效磷的真实情况。

（2）从土壤有效磷平均水平来看，近35 年以来浙江省农田土壤有效磷显著地提高，总体提高幅度约85.0%。

（3）农田土壤有效磷高低悬殊的原因是许多地区在磷肥施用上重经济作物、轻粮食作物，复合肥料的推行在一定程度上加剧了这种趋势。

（4）在磷肥施用上需强化测土配方工作，并基于土壤有效磷水平实行分类施磷，减少缺磷面积的范围，同时杜绝土壤磷素的过度积累。