摘要 在我國的多數(shù)土壤中，土壤有機磷在土壤磷素中所占的比重較大。土壤有機磷直接關系土壤中有效磷的豐缺。它可以通過礦化作用轉化為可供植物直接利用的磷。筆者從土壤有機磷的組成、土壤有機磷的分級、土壤有機磷總量的測定方法、土壤有機磷含量的影響因素、土壤有機磷的礦化及其影響因素、施肥對土壤有機磷組分含量及形態(tài)轉化的影響等方面，綜述了土壤有機磷近年來的研究進展，并且提出目前土壤磷素研究中存在的一些問題以及未來的研究熱點。

關鍵詞 土壤;有機磷; 研究進展

中圖分類號 S153 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）33-11697-05

Research Advance in Soil Organic Phosphorus

SHI Wen-jing （ State Key laboratory of Grassland Agro-ecosystem， School of Life Science， Lanzhou University， Lanzhou， Gansu 730000）

Abstract In most soils in China， proportion of soil organic phosphorus is larger in total phosphorus. Soil organic phosphorus is directly related to the content of soil available phosphorus. It can be transformed into available phosphorus by mineralization. The research advances of soil organic phosphorus in recent years were summarized from aspects of soil organic phosphorus composition， fractionation， total amount determination method， content influencing factors， mineralization and influencing factors， effects of fertilization on soil organic phosphorus fractions content and form transformation. The existing problems in soil organic phosphorus research and its hotspots in future were also put forward.

Key words Soil; Organic phosphorus; Research advance

基金項目 公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201203007）。

作者簡介 石文靜（1990- ），女，滿族，內(nèi)蒙古包頭人，碩士研究生，研究方向：土壤生態(tài)學。

收稿日期 2014-10-14

磷是植物生長發(fā)育必須的大量營養(yǎng)元素之一，有著不能被替代的功能[1]。植物所需要的磷素主要是從土壤中獲得的，所以土壤缺乏植物可利用的磷就會成為植物生長發(fā)育的主要問題[2]。因此，土壤中的磷是植物生長發(fā)育的主要限制因子，其含量以及供給狀況對植物的生長有直接的影響。在我國的大部分土壤中，土壤有機磷在土壤全磷量中占有較大的比重。土壤有機磷通過礦化作用可以轉變成供給植物直接利用的有效態(tài)磷，因而它直接關系著土壤中可利用的有效磷量，尤其是在無機磷量較低的土壤上，有機磷的礦化就成為植物吸收磷素的重要來源[3]。因此，土壤有機磷的研究是極其重要的。土壤有機磷的研究對于深入了解土壤—植物系統(tǒng)中的磷營養(yǎng)循環(huán)特征具有重要意義，因此有機磷的研究一直是研究的重點，尤其是針對有機磷含量較高而有效磷相對貧乏的土壤。筆者就土壤有機磷現(xiàn)有的研究做簡要概述，以期為國內(nèi)土壤有機磷的進一步研究提供參考。

1 土壤有機磷的組成

土壤磷素包括有機磷和無機磷兩種形態(tài)，其中土壤有機磷可以占土壤全磷量的20%～80%，其變幅較大，且土壤有機磷量和有機質含量之間呈正相關，其含量會隨地區(qū)和土壤類型的不同而不同[4]。土壤有機磷不僅含有化合態(tài)的肌醇磷酸酯、磷脂、核苷酸、磷蛋白、磷酸糖，而且含有吸附在有機物表面和與有機物絡合的磷酸鹽[5]以及微生物量磷[6]。其中，肌醇磷酸酯的含量最高，約占有機磷總量的50%[7]，磷酯約1%～5%，核酸類有機磷占10%以下，核酸類中核苷酸0.2%～2.5%[8]，微生物量磷約3%。植物、微生物殘體等都可以釋放出磷酯類化合物，其中以土壤微生物為主。磷酯類較易分解，有的甚至可以通過自然純化學反應分解，可被認為是土壤有機磷的主要形態(tài)。核酸類有機磷是一類含磷和氮的復雜的有機化合物，較容易和黏粒相結合形成有機-無機復合體。當它形成有機-無機復合體時，它不容易被酶所水解，變得較穩(wěn)定，難以被植物所利用[2]。但是，核酸類有機磷相較于植素而言，它是較容易被磷酸酶所水解的，而后釋放出磷酸和糖類。微生物量磷指的是，土壤中所有活體微生物所含有的磷，其含量雖小，僅僅是微生物干物質量的1.4%～4.7%，但是它對于土壤磷素循環(huán)轉化和植物磷素營養(yǎng)起著重要的作用[7]。相較于土壤無機磷，有機磷在土壤中的移動性較大，被土壤無機礦物的固定程度較低，即使是難溶于水的有機磷，經(jīng)礦化后也可以持續(xù)釋放出無機磷，對植物生長極為有利[9-10]。

2 土壤有機磷的分級

為了評估土壤有效磷庫的大小及土壤磷素的供應狀況，各國學者先后提出一些磷素的分級測定方法[11]。這些方法不僅可以用來估計土壤中有效磷的數(shù)量、不同土壤磷組分庫的數(shù)量以及對土壤有效磷的補充能力[12]，而且可以用于研究不同的管理措施對土壤磷素分布的影響、微生物活動對土壤磷素的影響以及土壤磷素的遷移與轉化等[8]。目前，土壤有機磷的分級測定方法較多，而使用合適的有機磷分級方法研究土壤中有機磷的形態(tài)及有效性對于揭示土壤磷素狀況及其轉化都具有十分重要的意義。

相比于土壤無機磷的分級研究，土壤有機磷分級研究的進展相對緩慢，直到20世紀70年代末才提出土壤有機磷的分級方法，即Bowman-Cole法[13]。Bowman和Cole將土壤有機磷分為活性有機磷（用0.5 mol/L pH為8.5的NaHCO3浸提的磷）、中等活性有機磷（包括酸溶性的有機磷和堿溶性的無機磷）、中等穩(wěn)定性有機磷（存在于不沉淀的富里酸部分中的有機磷）以及高穩(wěn)性有機磷（存在于沉淀的胡敏酸部分中的有機磷）4種組分[14]，其中活性有機磷是最容易被植物吸收且最易被礦化的，而高穩(wěn)性有機磷則是最難被礦化的且基本不會被植物所吸收。賀鐵等曾對該法進行了校驗研究，其效驗結果表明該該分級方法不僅可以把幾種礦化程度不同的有機化合物分離開來，而且可以用來檢驗土壤有機磷對植物的有效性。但是，Bowman-Cole分級法也有缺陷。曾有學者認為Bowman-Cole法中的先酸后堿的浸提順序不夠合理[15]，這是因為先酸后堿的浸提順序會造成中等活性的有機磷量偏高，而使穩(wěn)定性的有機磷量偏小。范業(yè)寬等[16]將浸提方法改為先堿后酸，并且針對石灰性土壤的特點，在提取穩(wěn)定性和中度活性有機磷的方法中探討超聲波處理對縮短振蕩時間的貢獻，結果表明在提取石灰性土壤中穩(wěn)定性有機磷時，先用0.5 mol/L NaHCO3 去除速效磷，再用0.05 mol/L NaOH 浸提，經(jīng)超聲波處理15 min，效果較好，同一處理的殘樣用1 mol/L H2SO4 處理2 h，可提取中度活性有機磷。隨后，有學者提出，有機磷并不是胡敏酸、富里酸的結構成分，且Jackman和C.A.Blaok提出植酸鹽和它的衍生物的生物有效性是不同的，植鐵酸在pH 3～7下較難水解，但是它的衍生物肌醇三磷酸鐵鹽較容易被水解，所以Bowman-Cole 將pH 1.0～1.8作為劃分中穩(wěn)性與高穩(wěn)性有機磷的標準是不太理想的。范業(yè)寬等[17]在他們的研究中用大量的土樣來制備穩(wěn)定性有機磷的堿浸提液，把浸提液pH逐次調(diào)節(jié)為5個不同等級，并且過濾得到5組沉淀物，進而研究5組不同沉淀物返加到土壤中后礦化速率的差異，從而尋找劃分中穩(wěn)性與高穩(wěn)性有機磷的合理pH分界值。研究表明，pH為3是劃分土壤中穩(wěn)性與高穩(wěn)性有機磷較合理的分界值。胡曉玲等[18]基于范業(yè)寬酸性水稻土改良法的優(yōu)點，針對Bowman-Cole法對石灰性土壤有機磷分組方法方面的不足，提出石灰性土壤活性有機磷和中度活性有機磷的分級方法。

除了Bowman-Cole分級體系之外，還有其他4種分級體系，分別是lvanoff等提出的有機磷分級、Hedley等提出的土壤磷素分級體系及其修正體系、Guppy分級法以及Tiessen等提出的土壤磷素分級體系。

Ivanoff等雖然仍采用先酸后堿的浸提順序來提取中等活性有機磷及穩(wěn)定性有機磷，但是他們認為活性有機磷應包括微生物量磷，所以將浸提中等活性有機磷的浸提劑改成了1 mol/L HCl[8]。目前被學者采用最多且具有較好應用前景的是Hedley分級法。該法可以更好地反映出土壤中磷素形態(tài)的動態(tài)變化。它是通過連續(xù)浸提的技術，把有機磷和無機磷分在不同的組分中[19]，分為樹脂-P、NaHCO3-P、微生物量磷、NaOH-P、土壤團聚體內(nèi)磷（土壤超聲分散后用NaOH提?。⒘谆沂土祝ㄓ孟Cl提?。┮约皻埩袅灼叽箢悺５?，Hedley土壤磷素分級方法因為需要配備高速離心機，使用0.45 μm濾膜過濾，所以存在著耗時較長、成本偏高等問題。Cross和Schlesinger對Hedley磷素分級方法做了進一步的豐富。他們認為，在成土過程中，土壤中磷素形態(tài)會隨著生物地球化學作用而不斷的發(fā)生變化，所以將Hedley分級中的磷素形態(tài)重新歸納為生物態(tài)磷（Biological fraction）和地球化學態(tài)磷（Geochemical fraction）[7]。Guppy 等針對Hedley 體系中要對浸提液高速離心和頻繁過濾的問題，提出一種簡便的磷分級體系。他們把土壤磷分為了5 個組分，即樹脂-P、NaHCO3-P、NaOH-P、HCl-P、殘余-P[20]。這種方法對P 的回收率高達95%，并且具有操作簡單、適用性更強、費用相對較低等優(yōu)點[8]。Tiessen等也對Hedley磷素分級法作了進一步的修正，將土壤磷素分為六大類，省去了Hedley分級法中含量較低的土壤微生物量磷和土壤團聚體內(nèi)磷，在用稀鹽酸浸提后又用濃鹽酸進行浸提，用于提取殘留態(tài)中的部分有機磷。該方法已成為目前應用最廣泛的Hedley磷素分級改進方法[7]。土壤有機磷的化學性質和組成是十分復雜的，所以到目前為止對土壤有機磷沒有統(tǒng)一的分級方法。Bowman-Cole法是現(xiàn)在較經(jīng)典、常用的方法。有機磷的分級方法還有待進一步的探討。

3 施肥對土壤有機磷組分含量及形態(tài)轉化的影響

長期施用有機肥可以增加有機磷含量[21]。增加的有機磷主要是活性和中度活性有機磷。于群英[22]曾通過培養(yǎng)試驗研究了有機肥料對有機磷組分含量的影響，結果表明有機肥的施用能使土壤的高活性、中活性及中穩(wěn)性有機磷的含量明顯增加，尤其是中活性有機磷含量。張為政等[23]研究表明，中活性有機磷和高穩(wěn)性有機磷會因有機肥的施用而增加，活性有機磷和中穩(wěn)性有機磷卻減少。張亞麗等[24]研究表明，有機肥料的施用可以使土壤中4種有機磷組分含量明顯提高。尹金來等[25]則在石灰性土壤上進行了化肥和有機肥配合施用對土壤有機磷影響的相關研究，結果表明土壤有機磷的各組分在化肥和有機肥配合施用的情況下都有不同程度的提高，其中增量最大的是活性有機磷，其次是中度活性、中穩(wěn)性有機磷，而增幅最小的是高穩(wěn)性有機磷[25]。綠肥和糞肥施入土壤能顯著增加土壤中有機磷的有效形態(tài)[26]。陳欣等[27]研究了長期施肥后黑土供磷能力，結果表明與長期不施肥處理相比，施化肥與化肥配施有機肥均能明顯增加土壤各形態(tài)磷素。邢璐等[28]對施加糞肥對潮土有機磷形態(tài)轉化的影響進行了相關研究，發(fā)現(xiàn)糞肥施加可以增加土壤有機磷的形態(tài)。尹巖等[29]通過室內(nèi)淹水滅菌的培養(yǎng)方法，研究了有機肥施用對土壤有機磷轉化的影響，發(fā)現(xiàn)有機肥的施用使有機磷含量增加，并且隨施肥量的增加而增加;有機肥磷素可以直接轉化為活性有機磷和高穩(wěn)態(tài)有機磷。

4 土壤有機磷的測定及有機磷總含量的影響因素

4.1 土壤有機磷總量的測定

土壤有機磷總量的測定方法主要有灼燒法和浸提法2種。灼燒法較浸提法更為簡便、精確，所以灼燒法是目前較常用的方法。其原理是通過灼燒使得有機磷礦化，然后用酸溶解浸提，酸液中的磷來自有機磷和無機磷兩部分，未經(jīng)灼燒的土壤用同濃度的酸浸提所含的磷只來源于無機部分，經(jīng)灼燒提取的磷量與未經(jīng)灼燒提取的磷量兩者的差值即為有機磷總量。各學者在采取灼燒法浸提過程中所用酸的濃度不一。Acquaye[30]在進行土壤有機磷礦化研究時，用灼燒法測定土壤有機磷量所用的提取的酸是0.1 mol/L H2SO4;Bünemann等[31-32]所用的提取酸是0.5 mol/L H2SO4;Achat等[33]所用的則是0.1 mol/L H2SO4;而Celi等[34]采用灼燒法測定土壤有機磷量所用的提取的酸是HCl?，F(xiàn)在對于所用的提取酸，仍有學者在不斷進行新的嘗試與改進。

浸提法是采用H2SO4-NaOH浸提，即先用H2SO4再用NaOH浸提出酸性及堿性有機磷和無機磷，減去其中無機態(tài)磷，從而得到有機態(tài)磷含量。該方法的特點是把總磷進一步區(qū)分為酸溶性磷及堿溶性磷，然后分別減去浸提液中的無機磷，而得到酸溶性有機磷和堿溶性有機磷，兩者的和就是土壤有機磷總量。浸提法的缺點在于容易不完全浸提以及有水解反應的發(fā)生。這就會造成測得的有機磷總量比實際小。針對不同土壤類型所用的浸提劑也有區(qū)別[3]，學者們也在對其進行不斷地改進。在較新文獻中，Muhammad等[35]試驗所用的浸提劑是0.5 mol/L NaHCO3、0.1 mol/L NaOH和1 mol/L HCl。

4.2 土壤有機磷總含量的影響因素

土壤有機磷的含量受多種因素的影響。主要影響因素有土壤理化性質、季節(jié)變化、生物因素及人為活動。

土壤理化性質對土壤有機磷含量的影響主要表現(xiàn)在幾個方面：土壤有機磷的含量受土壤母質的影響頗大，母質不同，土壤中有機磷的含量也不盡相同[20];有機磷及其各組分在土壤中的含量分布因土壤類型的不同而不同[36]，通常有機磷含量最高的是有機土和有機質土，其次是軟土及變性土，而氧化土及某些灰化土的有機磷含量最低[3];土壤pH對土壤有機磷含量也有影響，酸性土壤較堿性土壤更易積累有機磷[3]。

季節(jié)變化、海拔高度對土壤有機磷含量的影響主要表現(xiàn)為以下方面。季節(jié)變化會影響土壤有機磷含量，土壤有機磷含量在不同的季節(jié)變化較大[13]。土壤有機磷含量通常隨著氣溫的升高、雨量的增加而增加[3]，并且土壤有機磷含量因季節(jié)不同而呈周期性變化[37]。海拔高度也是土壤有機磷含量的影響因素之一。海拔高度不同，其土壤有機磷含量也會有差異。嚴加亮[38]在武夷山進行海拔高度對土壤有機磷的研究，發(fā)現(xiàn)隨著海拔高度的升高，有機磷的含量逐漸增加，呈明顯的上升趨勢。同一土層不同海拔高度土壤有機磷的含量之間差異達到顯著水平。

影響土壤有機磷含量的生物因素主要是指植物和土壤微生物。在以磷為限制因子的草地上，從植物殘余物中釋放出來的磷會迅速進入土壤有機磷中，然后被植物重新吸收利用[39]。植物物種組成影響著土壤中有機磷的儲量。土壤中有機磷的含量會因植被類型的不同而有差異。裴海崑[40]用Bowman-Cole法對不同草甸植被類型下土壤有機磷的含量進行了研究，結果表明不同草甸土壤中活性有機磷的含量最低。另外，根際土壤中有機磷量、全磷和速效磷含量和非根際區(qū)相比有明顯差別。這是由植物的吸收、土壤磷素的遷移方式以及植物根系分泌物對植物生長微區(qū)的改造造成的[41]。曾有人對埂土中的紅油土進行分析，結果表明根際土壤有機磷總量、有效磷含量均低于非根際土壤[36]。土壤中有機磷的儲量離不開微生物的作用。土壤微生物量磷是土壤有機磷中最為活躍的部分[42]。陳國潮等[43]對微生物量磷與土壤磷之間的相關性進行了研究，發(fā)現(xiàn)微生物量磷與土壤全磷、土壤有機磷以及土壤速效磷之間存在顯著正相關關系。

不同的土地利用方式影響著土壤的有機磷儲量。這是因為不同的土地利用方式會導致進入土壤的肥料和植物殘體的數(shù)量和性質不同[44]，同時不同的土地利用方式會影響土壤養(yǎng)分物質的輸入與輸出，進而影響土壤的養(yǎng)分含量。滕澤琴等[45]選取已有50年傳統(tǒng)耕作歷史的農(nóng)田和退耕24年的草地（圍欄和放牧）2種生態(tài)系統(tǒng)來探討土地利用方式對土壤磷素的影響，結果表明土地利用方式對土壤各組分無機磷的含量有影響，對有機磷亦有影響。

長期施用磷肥、氮磷鉀肥或與有機肥料混施都會出現(xiàn)不同程度累積有機磷，有效磷狀況也會因此而有所提高[1]。長期施用化學磷肥或有機肥可以使土壤的有機磷量和無機磷量增加，而化肥主要增加無機磷含量，有機肥則以增加有機磷含量為主[21]。孟娜等[46]曾通過微區(qū)桶試驗證明了有機肥的施用能明顯地增加土壤有機磷的含量及土壤的磷酸酶活性。劉世亮等[47]采用玉米盆栽磷肥試驗，用Bowman-Cole 法對石灰性土壤中玉米根際和非根際土壤有機磷含量進行了分組研究，結果表明供試土壤中施入不同磷肥可不同程度地提高土壤有機磷含量。

5 土壤有機磷的有效性及有機磷的礦化

5.1 土壤有機磷的有效性 土壤中的有機磷經(jīng)礦化作用轉變成的有效態(tài)磷是土壤中有效磷的主要來源之一，而土壤中的磷素是植物獲得其生長所需磷素的唯一來源，所以土壤有機磷的有效性對植物的生長發(fā)育具有重要作用。土壤有機磷的有效性受諸多因素的影響，其主要影響因子有土壤pH、土壤溫度、土壤微生物、有機肥料的施用等。有研究表明，土壤pH會影響有機磷的有效性及土壤的供磷力[48]。土壤溫度影響著土壤有機磷的有效性。一般認為，土壤溫度對土壤有機磷有效性的直接作用不明顯，主要是通過作用于微生物和植物等間接影響有效磷。土壤溫度的變化可導致微生物群落組成及其活性發(fā)生變化[11]。土壤低溫會使土壤微生物活性降低，進而降低土壤有機磷有效性[13]。土壤有機磷的礦化離不開土壤微生物的作用。微生物礦化有機磷的過程是土壤中的磷能否被循環(huán)利用的關鍵[11]。土壤有機磷往往要在土壤磷酸酶的酶促作用下才能轉化為植物可吸收利用的形態(tài)，土壤中的酶則主要來自于土壤微生物和植物根系的分泌[36]。土壤磷酸酶活性的強弱往往可以反映土壤有機磷分解和合成的動向與強度。一般認為，土壤磷酸酶活性強，則土壤磷素狀況好[49]。土壤微生物量磷由于其周轉快、極易礦化為植物有效磷而成為土壤有效磷的活性庫[42]。VA菌根對促進作物吸收土壤磷素也具有良好作用[15]。馮固等[50]用同位素示蹤法在石灰性土壤上研究了AV菌根真菌對土壤有機磷礦化的影響，結果表明AV菌根真菌侵染促進了玉米根際土壤有機磷礦化，提高了土壤有機磷的生物有效性。有機肥料的施用也會影響土壤有機磷的有效性。曹翠玉等[51]通過室內(nèi)培養(yǎng)與田間長期定位試驗，在連續(xù)施肥15年的黃潮土上研究有機肥料對土壤有機磷的影響，結果表明連年施用有機肥料能提高土壤有機磷的有效性，從而提高土壤供磷水平。

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