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磷是植物生长必需的大量营养元素，是农业生产中的重要养分限制因子之一。近年来，随着磷肥工业的迅速发展，磷肥用量逐年上升，农田土壤磷素大量积累，磷肥的增产效应逐渐降低。针对这些问题国内外对磷在土壤中的存在形态、迁移转化和有效性开展了大量研究，但是有关长期施肥对紫色土磷素累积、形态变化及有效性的影响研究较少，尤其是长期不同施肥条件下紫色土有机磷、无机磷形态特征及有效性缺乏系统研究。本文以国家紫色土肥力与肥料效益监测基地为平台，以15年不同施肥小区的紫色土为研究对象，采用长期试验与化学形态分析相结合的方法，研究了长期不同施肥对紫色土磷素累积、有机磷与无机磷形态及有效性的影响，探讨了长期施磷条件下稻麦对磷肥的利用效率和增产效果，为紫色土水旱轮作稻田磷肥的优化管理提供依据。15年定位试验结果表明，长期不施磷肥耕层（0-20cm）和犁底层（20-40cm）土壤全磷和速效磷（Olsen-P）皆降低，其中全磷比试验前降低22．8％，平均每年下降9．9mg·kg-1，速效磷比试验前降低76．6％，平均每年下降0．2mg·kg-1。长期施用磷肥提高了耕层和犁底层土壤全磷和速效磷含量，全磷比试验前增加了0．2倍，平均每年增加6．4mg·kg-1，速效磷含量比试验前增加了3．1倍，平均每年增加0．9mg·kg-1；有机肥与化学磷肥配合施用能加快速效磷的积累，单施化学磷肥处理耕层速效磷每年平均增加1．5mg·kg-1，而有机肥与化学磷肥配施处理速效磷每年平均增加1．7mg·kg-1；单施有机肥不能满足稻麦对磷素的需要，速效磷降低；施用化学磷肥是提高耕层土壤速效磷的有效措施。长期施肥对耕层土壤全磷和速效磷的影响大于犁底层，施磷处理犁底层速效磷的积累速度和累积量明显低于耕层土壤，耕层土壤全磷和速效磷分别增加147．2mg·kg-1和22．2mg·kg-1；而犁底层土壤全磷和速效磷仅增加45．8mg·kg-1和4．7mg·kg-1。不施磷肥处理犁底层土壤全磷的减少量小于耕层，耕层和犁底层土壤全磷分别减少231．3和66．7mg·kg-1；速效磷的减少量犁底层大于耕层，耕层和犁底层土壤速效磷分别减少3．0和3．4mg·kg-1。紫色土磷素组成以无机磷为主，占土壤全磷的70％；在耕层和犁底层的平均含量为443．6mg·kg-1,不同形态无机磷含量高低顺序为：Ca10-P>O-P>Fe-P>Al-P>Ca8-P>Ca2-P，在无机磷组成中以Ca10-P为主，占无机磷总量的39．2％，其次是O-P占35．1％。施磷处理土壤无机磷总量、各形态无机磷含量均明显高于不施化肥磷处理，在所有处理中，以高量施肥处理无机磷的累积最大，NPK与NPK+有机肥处理的无机磷差异不大，表明无机磷的累积量主要与化学磷肥的施用量有关。施磷处理土壤O-P和Ca10-P含量相差不大，而不施化肥磷处理O-P含量明显低于Ca10-P，说明在水旱轮作长期缺磷条件下，O-P较Ca10-P更易被植物利用。土壤有机磷平均含量为196．3mg·kg-1，各形态有机磷含量高低顺序为：中活性有机磷>中稳性有机磷>高稳性有机磷>活性有机磷，对作物有效性较高的活性有机磷和中活性有机磷占54．3％。紫色土耕层有机磷含量高于犁底层。施磷肥处理土壤有机磷总量、有机磷各组分含量都明显高于不施磷肥处理。与不施磷肥处理相比，施磷肥主要是提高了中活性和中稳性有机磷，活性有机磷增加的少，耕层较犁底层增加量多。紫色土耕层各有机磷组分与Olsen-P相关性分析表明，活性有机磷和中活性有机磷与Olsen-P的相关性均达到极显著水平，中稳性有机磷与Olsen-P达到显著水平，高稳性有机磷与之无关，相关系数大小为：活性有机磷>中活性有机磷>中稳性有机磷>高稳性有机磷，犁底层有机磷与Olsen-P相关性差。各无机磷组分与Olsen-P都达到极显著相关，其相关性大小为：Ca2-P>O-P>Fe-P>Ca8-P>Al-P>Ca10-P，耕层与犁底层顺序基本一致，但犁底层各组分与速效磷相关性明显降低。各无机磷组分与速效磷的相关性，以及无机磷组分之间的相关性高于各有机磷组分。说明在水旱轮作下，各种形态无机磷都有可能被作物吸收利用，无机磷对作物的有效性高于有机磷。施磷肥使小麦和水稻平均年产量增加1230．5和680．5 kg·hm-2，磷肥对小麦的增产效果高于水稻。随着试验年份的延长，稻麦对磷肥的利用率都呈升高的趋势。小麦第一个5年磷肥利用率平均为20％，第二个5年平均为33．8％，第三个5年平均为49％，总体呈上升趋势；水稻第一个5年磷肥利用率平均为13．8％，第二个5年平均为25．6％，第三个5年平均为25．2％，水稻利用率随施肥年限的增加趋于稳定。小麦和水稻对磷肥的利用率15年平均分别为34．3％和21．5％，对磷肥的利用率都不高，磷肥大部分积累在土壤中。紫色土磷素盈亏量（x）与土壤Olsen-P的变化量（y）呈极显著正相关：y=0．0327x+4．4145，(R2=0．923**，n=8)，紫色土每盈余100kg·hm-2的磷素，土壤Olsen-P提高3．27 mg·kg-1。15年定位试验后，不施磷肥处理土壤中的磷素全部亏缺，平均亏缺量为278．3kg·hm-2；每年施用磷肥120kg·hm-2（P2O5，常规施磷水平），土壤磷素全部盈余，磷素盈余量随磷肥用量的增加而增加，常规施磷处理15年盈余475．1 kg·hm-2，倍量施磷（1．5NPK+M）处理15年盈余磷量为790．8 kg·hm-2。