【摘 要】
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磷（P）是红壤上作物生产的主要限制因子。为保证作物的优质高产,红壤种植区的磷肥施用量日益增加。然而,由于红壤强烈的吸附固定作用,作物所需的生物有效磷往往供给不足。本研究以攀西地区长期不同种植制度下的红壤为研究对象,探讨了长期不同种植制度如何通过改变红壤理化性质,进一步影响磷形态含量、磷吸附解吸特征和磷矿化基因（pho D）细菌群落结构,以期为红壤种植区提高磷素有效性及农业可持续发展提供科学参考。主
【基金项目】
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国家重点研发项目（2018YFD0200700）； 四川省烟草公司重点项目（SCYC201504）； 四川省烟草公司项目（014H2600）； 四川农业大学双支计划项目（03572508）；
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磷（P）是红壤上作物生产的主要限制因子。为保证作物的优质高产,红壤种植区的磷肥施用量日益增加。然而,由于红壤强烈的吸附固定作用,作物所需的生物有效磷往往供给不足。本研究以攀西地区长期不同种植制度下的红壤为研究对象,探讨了长期不同种植制度如何通过改变红壤理化性质,进一步影响磷形态含量、磷吸附解吸特征和磷矿化基因（pho D）细菌群落结构,以期为红壤种植区提高磷素有效性及农业可持续发展提供科学参考。主要研究结果如下:（1）长期种植制度下的耕层土壤全磷、有效磷含量和磷素活化系数均高于亚耕层,且以豌豆-玉米轮作土壤最高。所有红壤磷素均以有机磷为主,有效性较高的水溶性磷（H2O-P）和碳酸氢钠提取态磷（Na HCO3-P）含量相对较低。除豌豆-玉米轮作外,其余种植制度土壤的磷组分均以氢氧化钠提取态磷（Na OH-P）为主,是红壤最大的潜在磷源。土壤的p H、阳离子交换量、铁铝氧化物和土壤质地均与有效磷含量呈显著相关关系（P＜0.05）,是红壤磷素有效性的主要影响因子。（2）随着外源磷浓度的增加,土壤磷吸附量和解吸量不断增加,但解吸率的变化趋势不明显。豌豆-玉米轮作和芋头连作土壤对磷的吸附能力和解吸能力均低于其他种植制度,其最大磷吸附量分别为废弃农田土壤的16.1%和32.4%,而相应的解吸系数分别是废弃农田土壤的6.9和1.6倍。此外,土壤胶体Zeta电位随p H值的升高而降低。在不同种植制度下,烤烟核桃间作土壤Zeta电位绝对值最低,等电点最高,导致其磷吸附量最高。影响磷吸附的主要因素为有效磷、阳离子交换量、游离态铁氧化物和砂粒含量,影响磷解吸的主要因素为有效磷、砂粒和粘粒含量。（3）豌豆-玉米轮作土壤有效磷含量和pho D丰度均最高,而碱性磷酸酶（ALP）活性最低。土壤有效磷与pho D丰度呈显著正相关关系,与ALP活性呈显著负相关关系（P＜0.05）。此外,红壤pho D细菌群落的优势门为变形菌（Proteobacteria）和放线菌（Actinobacteria）,优势属为铜绿假单胞菌（Cupriavidus）和慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）。一些细菌具有多种生态功能,表明磷循环与其他养分（如碳和氮）循环的耦合。冗余分析显示,土壤ALP、有机碳和氮磷比是pho D细菌群落结构的显著预测因子。同时,结构方程模型表明,土壤全氮和有效磷对pho D细菌群落结构的影响强于有机碳,并且土壤质地也是影响pho D细菌群落结构的主要因素,对pho D细菌群落的丰富度和多样性有显著的上调作用,并通过影响有效磷间接调节基因组成。（4）长期不同种植制度主要通过改变红壤理化性质,如有机碳、阳离子交换量、土壤质地等,进而影响红壤磷素形态及有效性。在8个长期种植制度中,豌豆-玉米轮作土壤的全磷、有效磷、H2O-P和Na HCO3-P含量均较高,磷吸附能力弱,解吸能力强,且pho D细菌群落丰度和多样性均最高,有利于磷素活化,是提高攀西地区红壤磷素有效性的最优种植制度。
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