长期施肥对新疆灰漠土有机磷的影响

Phosphate fertilizer was fixed by soil and most of it was converted into phosphate which was difficult to be absorbed by crops, therefore, the phosphate fertilizer using rate was very low (10%-15%) in Xinjiang grey desert soil. Concerning the accumulation and forms of soil phosphorus after fertilizing, lots of works have been done by researchers in domestic and international, but mostly concentrated on the study of soil inorganic phosphorus. There is a rare research report about the application of nuclear magnetic resonance (NMR) technology on the organic phosphorus in grey desert soil under the different fertilization ways, especially in Xinjiang arid ecological planting condition. This research project is based on National Station of Long-term Monitoring on Fertility and Fertilizer Effect of Grey Desert Soil, using the samples of soil, fertilizer and plant, and data which gained in the past and during the project. The NMR characteristic of the different fertilizer treatments and the effects of different application time and treatments on organic phosphorus would be illustrated from the total and forms of grey desert soil. NMR as a new technology and methods would rich the nutrient cycle theory of the soil organic phosphorus, and it also could provide the theoretical basis and data support for the phosphorus high efficiency in Xinjiang grey desert soil and the development of sustainable agriculture.

新疆灰漠土土壤磷肥利用率较低（10%-15%），磷肥施入土壤后大部分转化为不易被作物吸收的磷酸盐形态而被土壤固定。关于施肥后土壤磷素的组分变化，国内外学者已开展了大量研究，但大多集中在土壤无机磷。在新疆干旱生态种植条件下，长期施肥对灰漠土有机磷及其组分变化影响研究则少见报道。本研究以国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期定位监测站为平台，利用试验站留存的历史样品（土壤和肥料等）与项目执行期间采集的样品，采用土壤磷素核磁共振（31P-NMR）的方法测定土壤有机磷组分，得到长期不同施肥条件下灰漠土土壤有机磷组分及其演变规律，阐明长期施肥对新疆灰漠土有机磷的影响。本研究将以新的技术方法丰富土壤有机磷养分循环利用理论，也将为新疆灰漠土高效施磷和发展可持续农业提供理论依据和数据支持。

新疆灰漠土土壤磷肥利用率较低（10%-15%），磷肥施入土壤后大部分转化为不易被作物吸收的磷酸盐形态而被土壤固定。关于施肥后土壤磷素的组分变化，国内外学者已开展了大量研究，但大多集中在土壤无机磷。在新疆干旱生态种植条件下，长期施肥对灰漠土有机磷及其组分变化影响研究则少见报道。本研究以国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期定位监测站为平台，采用土壤磷素液体核磁共振（31P-NMR）法和传统连续浸提（Bowman-Cole）法测定土壤有机磷及其组分，得到如下结论：（1）从核磁共振NMR图谱得到：在新疆灰漠土长期不同施肥条件下，土壤有机磷主要以磷酸单酯形态存在，实验条件范围内没有检测到其他形态土壤有机磷；无论长期施肥与否以及施肥类型，均没有影响到磷酸单酯是灰漠土土壤有机磷的主要存在形态。长期定位试验下，施肥（NPK、NPKM及NPKS）处理土壤有机磷含量随时间极显著增大，NPKM、NPKS以及NPK处理土壤有机磷含量23年间分别提高了4.52倍、2.23倍和2.29倍，不施肥处理（CK）土壤有机磷含量基本保持不变。（2）Bowman-Cole连续浸提法得到：土壤有机磷总量在长期不施肥条件下极显著降低、而在施肥条件下极显著提高。长期定位条件下，不同施肥处理土壤有机磷组分中MLOP相对含量最大、其次是HROP和MROP，LOP最小，4种组分占土壤有机磷总量的比例分别为56%-69%、15%-22%、12%-19%和1%-6%。长期施肥条件下，土壤有机磷组分间主要发生MLOP向LOP、MROP及HROP的转化，其中，HROP的转化率最高、达到56%-399%，其次为MROP、达到21%-82%，LOP为-6%-11%、转化率最小。（3）核磁共振法测定的土壤有机磷与连续浸提法测定的OP和MROP的相关性较好。核磁共振法测定的IOP和TP与连续浸提法测定的磷素组分的相关性关系一致，即与OP和MLOP相关性较高，而与LOP、MROP、HROP相关性较低。