伍少福，石其偉，顧昊男，章明奎

圍墾時間和利用方式對浙東海涂土壤有機碳和磷素的影響

伍少福1，石其偉2，顧昊男1，章明奎3*

（1.紹興市糧油作物技術推廣中心，浙江 紹興 312000；2.紹興市柯橋區(qū)農業(yè)水產技術推廣站，浙江 紹興 312030；3.浙江大學 環(huán)境與資源學院，杭州 310058）

【目的】研究圍墾海涂土壤有機碳和磷素變化特點，為科學施肥提供理論基礎和依據。【方法】在浙江東部的浙北-杭州灣和浙南-樂清灣濱海平原選擇不同利用方式的代表性海涂土壤（蔬菜地、果園和水田），以荒地為對照（CK），分析了土壤有機碳和磷素組成與圍墾時間和利用方式的關系?！窘Y果】隨著圍墾時間的增加，海涂土壤pH值下降，土壤有機碳（TOC）、全磷（TOP）和有效磷量增加。圍墾50 a后，浙北-杭州灣和浙南-樂清灣土壤pH值分別下降1.72～2.36和1.14～2.24，有機碳量分別增加126.46%～294.97%和130.37%～266.14%，全磷量分別增加17.66%～100.00%和39.31%～87.20%。土壤pH值從高到低表現形式為：荒地>水田>果園>蔬菜地；有機碳：水田>果園>蔬菜地>荒地；土壤全磷和有效磷：荒地<水田<果園<蔬菜地。海涂圍墾利用明顯增加了土壤各形態(tài)的有機碳。隨著圍墾利用時間的增加，游離態(tài)顆粒有機碳占有機碳的比值（fPOC/TOC）先明顯下降后緩慢增加的變化特點，閉蓄態(tài)顆粒有機碳占有機碳的比值（oPOC/TOC）逐漸增加，而礦物結合態(tài)有機碳占有機碳的比值（MOC/TOC）先明顯增加后又呈現緩慢下降。MOC/TOC比例：水田>果園>蔬菜地，表明水田環(huán)境更易形成相對穩(wěn)定的有機碳（MOC）。顆粒態(tài)有機碳的占比（包括fPOC/TOC和oPOC/TOC）均為樂清灣低于杭州灣，而MOC/TOC表現為樂清灣高于杭州灣。TOC與所有形態(tài)有機碳之間均存在極顯著相關性，但TOP與各形態(tài)磷均無相關性。【結論】海涂圍墾后土壤有機碳量、磷素量和形態(tài)組成可發(fā)生持續(xù)變化，pH值呈下降趨勢，有機碳和磷素逐漸積累，利用方式可影響海涂土壤有機碳和磷素的積累速度，種植水稻有利于有機碳固定，種植蔬菜將增強磷素積累。

海涂；碳庫；磷積累；形態(tài)組成；圍墾時間；利用方式；變化規(guī)律

0 引言

【研究意義】海涂是沿海地區(qū)位于潮間帶干濕交替區(qū)域由泥沙覆蓋的海灘地，是我國東部地區(qū)耕地資源的重要來源[1]。海涂圍墾出露地表后成土環(huán)境發(fā)生了很大的變化，可發(fā)生脫鹽、脫鈣、有機碳積累、氧化與還原等多種成土過程。同時，海涂的開發(fā)利用改變了地表物質和水熱平衡，這些變化可改變土壤性狀如團聚體及其有機碳（TOC）的演變過程。由于海涂土壤發(fā)育于海相沉積物，含有不同量的碳酸鈣，其土壤鉀素較為豐富，但有機碳、氮素和磷素一般較低[2]，是發(fā)展農業(yè)的主要限制因素之一，因此研究海涂土壤有機碳、氮素和磷素量及形態(tài)的演變有助于改善耕地質量狀況。

【研究進展】土壤有機碳是土壤的重要組成部分，是土壤形成基礎肥力的保障。土壤氮、磷、鉀等大量元素是植物生長的重要營養(yǎng)元素，科學了解土壤有機碳及養(yǎng)分的形態(tài)變化及它們之間的關系可以為科學施肥提供依據。土壤中氮素積累一般與有機碳同步，隨著有機碳的積累土壤氮素也逐漸增加；同時，有機碳的積累也可顯著促進土壤結構的形成，改善土壤物理性狀[3]。因此，增加土壤有機碳庫儲量有利于提升海涂土壤質量。近年來，國內外多數研究表明農田土壤有機碳和氮磷等養(yǎng)分受土壤形成、種植年限、施肥措施、水分管理、土地利用方式等影響[4-9]，但以往的研究較多關注土壤有機碳和全磷（TOP）的變化，缺乏對其形態(tài)變化的認識。

【切入點】土壤中有機碳和磷素形態(tài)組成較為復雜，不同組分的有機碳和磷素具有不同的生態(tài)功能。土壤有機碳中的粗顆粒態(tài)有機碳（cfPOC）和細顆粒態(tài)有機碳（ffPOC）是土壤有機碳的非保護性部分，主要由分解或未分解的動植物殘體組成，具有易礦化分解、移動性強、生物有效性高、響應速度快等特點，是短期環(huán)境變化的敏感性指標。礦物結合態(tài)有機碳（MOC）是有機質分解的最終產物，是土壤有機碳的主要成分，其通過各種鍵合反應與黏粒礦物緊密結合并穩(wěn)定在礦物表面，是受化學性保護的惰性或穩(wěn)定性碳庫，可以反映出土壤長期固碳的巨大潛能[10]。同時，土壤中磷素也以不同形態(tài)存在，主要有有機態(tài)和無機態(tài)，土壤中的有機磷需要經過礦化成無機磷后才能被植物吸收利用，不同形態(tài)的無機磷植物有效性存在很大差異，土壤中磷的存在形態(tài)和比例決定了土壤磷素的供應能力[11]。因此，評估土壤有機碳和磷的變化不僅要考慮儲量，還要考慮其組成和賦存形態(tài)[12-13]，但至今對海涂土壤有機碳和磷形態(tài)的演變規(guī)律及影響因素了解甚少，在一定程度影響了對海涂圍墾后土壤質量演變的認識。

【擬解決的關鍵問題】浙江省海涂資源豐富，新中國成立以來圍涂16.5萬hm2，占全國海涂資源的18.6%，分布有不同時期圍墾的海涂[14]。本研究在浙江東部的浙北-杭州灣和浙南-樂清灣濱海平原選擇不同利用方式的代表性海涂土壤（蔬菜地、果園和水田），以荒地為對照，系統分析了土壤有機碳及其組分和磷素及其形態(tài)，探討了土壤有機碳、磷素組成與圍墾時間和利用方式的關系，以期為科學管理海涂土壤提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試土壤采集與制備

研究區(qū)海涂土地利用方式有荒地、蔬菜地（種植蔬菜）、果園和水田等4類，其中荒地主要分布于未圍墾和圍墾時間較短（5～15 a）的海涂中，而水田和果園主要分布于圍墾時間較長（15 a以上）的海涂中?？紤]到浙北和浙南海涂土壤質地有較大的差異及圍墾時間的不同，研究以象山港為分界線，把浙東海涂平原分為浙北-杭州灣和浙南-樂清灣2個部分，于2020年12月分別按圍墾時間（0、5～15、15～50 a和>50 a）和利用方式（荒地、蔬菜地、果園和水田）采集表土樣（0～20 cm），其中圍墾時間0 a指沒有圍墾的海涂，作為對照。根據圍墾時間與利用方式組合，分別把浙北和浙南海涂平原分為9個類別采樣單元（表1），每個單元各選擇10個采樣田塊（重復樣），每一田塊中采用“S”型布點法采集6個樣品并經充分混合后成為一個分析樣。樣品風干、剔除其中石塊及植物殘體等雜質后過2 mm和0.15 mm土篩用于分析。

表1 圍墾時間和利用方式對海涂酸堿度、有機碳量、黏粒和磷素的影響

注 同列統計值后英文字母不同者差異顯著（<0.05），浙南-樂清灣與浙北-杭州灣分組統計。下同。

1.2 測試方法

土壤有機碳分組參照Six等[10]提出的篩分與密度浮選相結合的方法分離。其操作步驟簡述如下：先用篩分法把土壤有機碳分為粗游離態(tài)顆粒有機碳（cfPOC，250～2 000 μm）、微團聚體內顆粒有機碳（mPOC，53～250 μm）和礦物結合態(tài)有機碳（MOC，<53 μm）等3個部分。然后，采用密度浮選法進一步把微團聚體內顆粒有機碳（mPOC）分為細游離態(tài)顆粒有機碳（ffPOC）和閉蓄態(tài)顆粒有機碳（oPOC）。分離的各組分烘干至恒質量，用重鉻酸鉀氧化法測定。把粗游離態(tài)顆粒有機碳（cfPOC）、細游離態(tài)顆粒有機碳（ffPOC）總稱為游離態(tài)顆粒有機碳（fPOC）。

土壤磷形態(tài)分析測定采用Hedley等提出的方法[15]。土壤顆粒組成、速效磷（Olsen-P）和pH分別采用比重計法、鉬銻抗比色法和電位法測定[16]。

1.3 數據處理

數據采用Excel 2003進行分析和作圖。采用SPSS 21.0進行方差分析和Pearson相關性分析, 其中處理間差異采用Duncan多重比較法。

2 結果與分析

2.1 土壤酸堿度、有機碳量、黏粒和磷素的變化

表1為圍墾時間和利用方式對海涂土壤酸堿度、有機碳量、黏粒和磷素的變化情況，由表1可知，浙北-杭州灣和浙南-樂清灣海涂土壤酸堿度、有機碳量、黏粒和含磷量存在一定的差異，樂清灣主要為黏涂，杭州灣為砂涂，前者黏粒量平均約為后者的3倍。相應地，相似圍墾時間和利用方式的樂清灣海涂土壤有機碳、全磷高于杭州灣海涂，前者的pH值略高于后者，但二者的有效磷較為接近。

隨著圍墾時間的增加，浙北-杭州灣和浙南-樂清灣海涂土壤pH值下降（浙北-杭州灣和浙南-樂清灣土壤分別下降1.72～2.36和1.14～2.24），土壤有機碳、全磷和有效磷量增加。圍墾15 a后，土壤pH值顯著低于未圍墾的荒地，而有機碳、全磷和有效磷量明顯高于未圍墾的荒地。圍墾50 a后，浙南-樂清灣蔬菜地、果園和水田土壤有機碳量分別比CK（圍墾前）增加130.37%、144.33%和266.14%，全磷量分別比CK增加87.20%、48.45%和39.31%；浙北-杭州灣蔬菜地、果園和水田土壤有機碳量分別比CK增加126.46%、139.62%和294.97%，全磷量分別比CK增加100.00%、32.03%和17.66%。

利用方式對土壤有關性狀的影響更為明顯，土壤pH值一般是：荒地>水田>果園>蔬菜地，土壤有機碳量一般是：水田>果園>蔬菜地>荒地，土壤全磷和有效磷量呈現荒地<水田<果園<蔬菜地，恰好與pH值的變化相反，說明圍墾后土壤養(yǎng)分的提高比較顯著。圍墾50 a后，浙南-樂清灣水田和果園土壤pH值分別比蔬菜地高出1.10和1.01，水田土壤有機碳量分別比蔬菜地和果園高出58.94%和49.86%，蔬菜地土壤全磷分別比水田和果園高出34.38%和26.11%；浙北-杭州灣水田和果園土壤pH值分別比蔬菜地高出0.64和0.15，水田土壤有機碳量分別比蔬菜地和果園高出74.44%和64.83%，蔬菜地土壤全磷量分別比水田和果園高出69.98%和51.48%。這表明人類活動對土壤理化性質改變有著較大的影響。結果還表明，土壤全磷和有效磷積累主要取決于土壤利用方式。

2.2 土壤有機碳組分的變化

在利用初期（5～15 a），因圍墾活動對土壤的攪動，與圍墾前比較土壤有機碳、fPOC顯著下降，而oPOC、MOC變化不同地區(qū)表現不一致，其中浙南-樂清灣變化不明顯，而浙北-杭州灣的MOC明顯提高，表明耕作活動促進了fPOC向MOC轉變（表2）。利用15～50 a和50 a后，土壤有機碳隨時間呈顯著提高，各組分有機碳（包括fPOC、oPOC和MOC）也呈現增加，且基本表現水田>果園>蔬菜地，表明海涂圍墾利用后明顯增加了各形態(tài)的有機碳。圍墾50 a后浙南-樂清灣蔬菜地、果園和水田土壤fPOC分別比圍墾前增加110.56%、114.60%和190.06%，MOC分別比圍墾前增加145.61%、174.06%和358.58%；浙北-杭州灣蔬菜地、果園和水田土壤fPOC分別比圍墾前增加98.36%、101.64%和216.39%，MOC分別比圍墾前增加208.57%、254.28%和548.57%。

表2結果還表明，研究土壤有機碳主要以fPOC和MOC為主，其中fPOC占41.18%～76.56%，MOC占21.88%～54.61%，而oPOC僅占1.56%～4.23%。利用方式和圍墾時間對海涂土壤有機碳各組分比例的影響有所差異，隨著圍墾利用時間的增加，fPOC/TOC呈現先明顯下降后又能緩慢增加的變化特點，oPOC/TOC呈現逐漸增加，而MOC/TOC呈現先明顯增加后又呈現緩慢下降的變化特點。fPOC/TOC、oPOC/TOC比例蔬菜地>果園>水田，但MOC/TOC比例：水田>果園>蔬菜地。圍墾50 a后浙南-樂清灣和浙北-杭州灣水田、果園和蔬菜地土壤的MOC/TOC分別為52.26%、46.78%、44.47%和36.14%、32.50%、30.05%，表明水田環(huán)境更易形成相對穩(wěn)定的有機碳（MOC）。不同土壤中的表現有一定的差異，總體上，顆粒態(tài)有機碳的占比（包括fPOC/TOC和oPOC/TOC）均是浙南-樂清灣低于浙北-杭州灣，而MOC/TOC卻是浙南-樂清灣高于浙北-杭州灣，可能與兩地土壤質地有關。

表2 圍墾時間和利用方式對海涂土壤有機碳組分的影響

2.3 土壤磷組分的變化

除殘余態(tài)磷和HCl-P外，其余形態(tài)的磷均隨著圍墾時間的增加而增加（表3），其量表現為荒地<水田<果園<蔬菜地。不同利用方式之間H2O-P和NaHCO3-IP的差異（表3）比土壤有效磷（表1）的差異更為顯著。與未圍墾的荒地比較，隨著圍墾時間的增加，H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP的增幅大于全磷的變化（表3），但小于有效磷的增幅（表1）。圍墾后，浙南-樂清灣和浙北-杭州灣海涂土壤全磷、有效磷、H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP平均增幅分別為29.32%和22.13%、248.07%和326.20%、235.48%和408.58%、199.58%和427.07%、280.79%和146.04%、105.02%和242.76%、248.51%和350.74%。

表3 圍墾時間和利用方式對海涂土壤不同形態(tài)磷量的影響

表4是圍墾時間和利用方式對土壤不同形態(tài)磷組成比例的影響，由表4可知，海涂土壤磷素主要以殘余態(tài)磷和HCl-P（碳酸鹽結合態(tài)）為主，隨著圍墾時間的增加，殘余態(tài)磷和HCl-P的比例呈下降的趨勢，而其他形態(tài)磷的比例均呈現增加。在圍墾時間相同的土壤中，H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP占全磷的比例一般是以蔬菜地最高，其次為果園，水田較低。從表4結果還可以看出，隨著圍墾時間的增加，土壤脫鈣程度加深，pH值有所下降，土壤中HCl-P比例逐漸下降。同時，隨著土壤磷素積累的增加，土壤中H2O-P、NaHCO3-IP和NaOH-IP的比例呈現增加。土壤中NaHCO3-OP和NaOH-OP分別為與有機質結合的速效磷和緩效磷，其比例一般隨土壤有機質量的增加而增加。

表4 圍墾時間和利用方式對海涂土壤不同形態(tài)磷組成的影響

2.4 土壤有機碳與磷的關系

圖1結果表明浙南-杭州灣、浙北-樂清灣TOC∶TOP變化范圍分別為7.58%～30.33%、5.91%～21.92%，隨著圍墾時間的增長，兩地均呈先減后升的趨勢，圍墾初期蔬菜地和荒地差異不明顯，圍墾后期均是水田>果園>蔬菜地。

圖1 圍墾時間和利用方式對海涂土壤TOC∶TOP的影響

表5 海涂土壤不同形態(tài)碳和磷組成的相關性

注 *和**分別表示在0.05和0.01水平上顯著相關。

各形態(tài)有機碳、磷之間多存在相關關系（表5）。TOC與所有形態(tài)有機碳之間均存在極顯著關系，但TOP與各形態(tài)磷均無相關性，說明總碳與各組分關系密切相關。fPOC、oPOC和MOC之間均存在極顯著關系，H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP之間情況與之類似，均存在顯著或極顯著關系，但與HCl-P、殘余態(tài)磷和TOP無相關性。各形態(tài)有機碳與H2O-P、NaHCO3-IP、HCl-P、殘余態(tài)磷和TOP不存在相關性。除MOC與NaOH-IP外，各形態(tài)有機碳與NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP均存在顯著或極顯著關系。所有形態(tài)H2O-P、殘余態(tài)磷、TOP和所有形態(tài)碳的相關性都不顯著。

3 討論

土地利用是人為因素影響土壤最直接的活動，能夠長期持續(xù)改變土壤結構、養(yǎng)分特征以及土壤微生物的代謝活動，使得土壤物理、化學及生物特性發(fā)生改變。不同利用方式的農田地表覆蓋物、種植制度及人為干擾程度不同，容易造成耕層土壤結構和碳氮磷等養(yǎng)分的差異。海涂圍墾是沿海地區(qū)開拓土地資源和緩解人地矛盾的重要措施，土壤環(huán)境也因此發(fā)生劇烈變化[17]。不同利用方式對土壤理化性質的影響結果不一致。張晶等[18]認為隨著圍墾年限的增加，墾區(qū)土壤pH值下降，土壤養(yǎng)分呈增加趨勢，墾區(qū)圍墾年限對土壤pH值、有機碳與速效養(yǎng)分之間的相關性存在一定影響，其中10 a圍墾期是pH值與有機碳、速效磷之間相關性變化的轉折點。解雪峰等[19]認為土壤pH值在圍墾后經歷了短暫上升后波動下降，土壤養(yǎng)分隨圍墾年限的增加呈現出“迅速累積-逐漸消耗-再次累積”的過程，而金雯暉等[20]認為濱海鹽土隨著圍墾年限的增長，土壤碳儲量與總氮量隨之增加、pH值與隨之降低，圍墾3 a以上表層土壤有機碳可增加0.24%左右；圍墾時間大于52 a，有機碳自0.1%增加到1.6%。本研究表明，土壤pH值荒地>水田>果園>蔬菜地，土壤全磷和有效磷量荒地<水田<果園<蔬菜地，二者剛好相反，這可能由于蔬菜地施肥量較高，導致土壤pH值下降最為明顯而磷等積累相對較高[21]。土壤有機碳量水田>果園>蔬菜地>荒地，水田環(huán)境有利于土壤有機碳的積累，可能原因是水田常年淹水，鐵錳氧化物在缺氧條件下被還原形成Fe(OH)2和Mn(OH)2，使水田pH值升高，促進有機碳從土壤礦物上解吸，進而增加有機碳量，因此水田有機碳量最高[22]。

土壤中的有機碳具非均質性，不同形態(tài)的有機碳穩(wěn)定性不同。游離態(tài)顆粒有機碳（fPOC）和閉蓄態(tài)顆粒有機碳（oPOC）主要來源于分解或未分解的動植物殘體[23-24]，是土壤中活性有機碳的主要組分；閉蓄態(tài)顆粒有機碳（oPOC）分布在團聚體內部[25]，受團聚體物理性保護，可阻礙微生物的分解[23]；而礦物結合態(tài)有機碳（MOC）是與土壤細顆粒的有機碳體，穩(wěn)定性高，是土壤有機碳固存的主要形態(tài)[26]。從農田肥力角度考慮，活性有機碳量高有利于礦化和提高養(yǎng)分供給水平，但從農田固碳角度考慮，穩(wěn)定性有機碳量高則有利于土壤有機碳的固定[27]。本研究表明，海涂開發(fā)利用15～50 a和50 a后，土壤各組分fPOC、oPOC和MOC呈現增加，表明海涂圍墾利用可促進土壤中各形態(tài)有機碳的積累。fPOC/TOC和oPOC/TOC均是浙南-樂清灣低于浙北-杭州灣，而MOC/TOC卻是浙南-樂清灣高于浙北-杭州灣，表明黏質土壤具有豐富的黏土礦物，更易形成穩(wěn)定態(tài)的有機碳。而隨著圍墾利用時間的增加，fPOC/TOC先明顯下降后能緩慢增加，oPOC/TOC呈現逐漸增加，而MOC/TOC呈先明顯增加后又呈緩慢下降的變化特點，表明當有機碳積累較高時，新積累的有機碳更易向fPOC和oPOC轉變，以非穩(wěn)定態(tài)形式存在于土壤中。

海涂土壤中磷主要以鈣結合態(tài)的無機磷為主，在近海堿性環(huán)境下，土壤吸附外源磷后，易形成大量鈣磷（Ca-P）并累積在土壤中[28]，因此，海涂自然土壤磷素較低，一般不能滿足農作物生長的需求，海涂圍墾種植農作物時需要施用磷肥來提高土壤中的有效磷。本研究顯示海涂土壤多種形態(tài)的磷隨著圍墾時間的增加而增加可能與長期施用磷肥有關。磷肥引入的磷素進入土壤后將與土壤中的鐵、鈣、黏粒等組分發(fā)生化學作用，涉及的作用機理包括沉淀-溶解、吸附-解吸等[29]。有研究表明[30-33]，隨著土壤磷素的增加，土壤對磷的固定作用逐漸下降，所以隨著圍墾時間的增加，土壤中有效性較高的磷形態(tài)H2O-P、NaHCO3-IP、NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP的增幅遠高于全磷的增幅。土壤中氧化鐵、碳酸鈣、黏粒礦物類型對土壤磷的固定有很大的影響[34-35]。海涂土壤含有較高的碳酸鈣，磷與土壤中碳酸鈣作用可形成HCl-P，因此本研究土壤中HCl-P的比例較高。H2O-P和NaHCO3-IP是與土壤組分弱結合態(tài)磷，其具有較高的有效性和短期內被作物吸收[36]，隨著土壤磷積累的增加，土壤磷飽和度增加，土壤中對磷有強吸附或固定作用的反應點位逐漸減少，土壤釋放磷的潛力增加。所以，土壤中H2O-P和NaHCO3-IP均是隨土壤磷積累的增加而明顯增加。但H2O-P的增加可能加重土壤磷的淋失，需重視過量施用磷肥增加農田面源污染的風險[37]。

土壤碳磷比（TOC∶TOP）通常被認為是土壤磷元素礦化能力的指標，可以反映從生態(tài)系統中吸收固持磷的潛在能力[38]。本研究表明浙南-杭州灣、浙北-樂清灣TOC∶TOP 變化范圍分別為7.58%～30.33%、5.91%～21.92%，隨著圍墾時間的增長，兩地均呈先減后升的趨勢，圍墾初期蔬菜地和荒地差異不明顯，圍墾后期均是水田>果園>蔬菜地。說明水田耕層土壤具有較強的固磷潛力?？赡茉蚴撬镩L期淹水，土壤溫度較低、通氣透水性較差，處于強還原狀態(tài)，微生物活性降低，土壤C、P礦化速率慢，而有機碳來源豐富，造成水田TOC∶TOP較高，而蔬菜地土壤通氣性好，微生物和土壤酶活性高，磷礦化作用強，造成蔬菜地TOC∶TOP較低。同時各形態(tài)有機碳、磷之間多存在相關關系。TOC與所有形態(tài)有機碳之間均存在極顯著關系，但TOP與各形態(tài)磷相關性不明顯。同時除MOC與NaOH-IP外，各形態(tài)有機碳與NaHCO3-OP、NaOH-IP和NaOH-OP均存在顯著或極顯著關系，各形態(tài)有機碳與H2O-P、NaHCO3-IP、HCl-P、殘余態(tài)磷和TOP不存在相關性，說明多數可取態(tài)磷組分主要受有機碳積累的影響。土壤有機碳促進了土壤中難溶態(tài)磷酸鹽向緩效態(tài)磷庫和活性態(tài)磷庫的轉化，提高了有效磷源占無機磷總量的比例，從而提高了土壤磷素有效性[39]。因此可通過合理的措施培肥土壤特別是增加土壤有機碳水平，從而有效地促進土壤累積態(tài)磷的活化利用[17]。

4 結論

1）海涂圍墾后長期施用肥料，導致土壤pH值下降，有機碳、全磷和有效磷量增加，但其變化因利用方式不同均有所差異。

2）土壤中各形態(tài)的有機碳隨有機碳的積累而增加，隨著圍墾利用時間的增加，fPOC/TOC呈先明顯下降后又能緩慢增加的變化特點，oPOC/TOC呈逐漸增加，而MOC/TOC呈先明顯增加后又呈緩慢下降的變化特點。水田環(huán)境更易形成相對穩(wěn)定的有機碳（MOC）。

3）土壤全磷和有效磷積累受利用方式影響明顯，并隨圍墾利用時間發(fā)生變化；除殘留態(tài)磷和HCl-P外的其余形態(tài)磷均表現隨著圍墾時間的增加而增加；殘余態(tài)磷和HCl-P的比例呈現隨著圍墾時間下降的趨勢。

4）各形態(tài)有機碳、磷之間多存在相關關系。TOC與所有形態(tài)有機碳之間均存在極顯著相關性，但TOP與各形態(tài)磷均無相關性，說明總碳與其組分關系密切相關。

（作者聲明本文無實際或潛在利益沖突）

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Effect of Reclaiming Duration and Land Usage on Organic Carbon and Phosphorus in Coastal Saline Soils in Eastern Zhejiang Province

WU Shaofu1, SHI Qiwei2, GU Haonan1, ZHANG Mingkui3*

(1. Shaoxing Grain and Oil Crop Technology Extension Center, Shaoxing 312000, China;2. Keqiao District Agricultural and Fishery Technology Extension Station of Shaoxing, Shaoxing 312030, China;3. College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)

【Objective】Reclaiming the saline coastal soils in eastern China is crucial for ensuring food security. Given the significance of soil carbon in soil quality, this paper investigates the change in soil organic carbon and phosphorus in the soil following initiation of reclamation. 【Method】The experiment was conducted in the northern regions of Hangzhou Bay and Yueqing Bay in eastern Zhejiang province. Soil samples were collected from vegetable fields, orchards, and paddy fields to measure their organic carbon, phosphorus, and other soil properties, from which we analyzed the relationship between soil organic carbon, phosphorus composition, reclamation duration, and land usage. A non-reclaimed soil was taken as the control.【Result】As reclamation time elapsed, soil pH decreased while total organic carbon (TOC), total phosphorus (TOP), and available phosphorus increased. Fifty years of reclamation led to a reduction in soil pH in Hangzhou Bay and Yueqing Bay by 1.72 to 2.36 and 1.14 to 2.24, respectively. This was accompanied by significant increases in organic carbon and TOP by 126.46% to 294.97% and 130.37% to 266.14%, and available phosphorus by 17.66% to 100.00% and 39.31% to 87.20%, respectively. The decrease in soil pH among different land usages was ranked in the order of wasteland > paddy field > orchard > vegetable field; the increase in soil organic carbon followed the order of paddy field > orchard > vegetable field > wasteland; and the increase in TOP and available phosphorus followed the order of wasteland < paddy field < orchard < vegetable land. Reclamation also significantly increased different forms of soil organic carbon. Over time, the ratio of free particulate organic carbon to organic carbon (fPOC/TOC) in micro-aggregates decreased initially and then gradually increased, while the ratio of occluded particulate organic carbon to organic carbon (oPOC/TOC) increased gradually. The ratio of mineral-associated organic carbon to organic carbon (MOC/TOC) initially increased significantly and then decreased slowly. Land usage had a notable impact on the MOC/TOC ratio, with paddy fields showing the highest influence, followed by orchards and vegetable fields. The impact of land usage on TOP and available phosphorus was more significant than reclamation time. Except for residual phosphorus and HCl-P, other forms of phosphorus increased with reclamation time. It was also found that with the increase in reclamation time, the fraction of residual phosphorus and HCl-P decreased, while the fraction of phosphorus in other forms increased. TOC and organic carbon in different forms exhibited a strong correlation, but no correlation was found between TOP and phosphorus. 【Conclusion】Reclamation of the coastal saline soils results in continuous changes in composition and content of organic carbon and phosphorus, characterized by decreasing pH, increasing organic carbon and phosphorus. Land usage has a more substantial impact on the change in organic carbon and phosphorus than reclamation history. Growing rice promotes organic carbon sequestration, whereas vegetable cultivation enhances phosphorus accumulation.

coastal saline; carbon pool; phosphorus accumulation; chemical forms; reclamation time; landuse patterns; change rule

1672 - 3317（2023）10 - 0105 - 09

S158.5

A

10.13522/j.cnki.ggps.2023026

伍少福, 石其偉, 顧昊男, 等. 圍墾時間和利用方式對浙東海涂土壤有機碳和磷素的影響[J]. 灌溉排水學報, 2023, 42(10): 105-113.

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2023-01-29

2023-06-13

2023-10-17

國家自然科學基金面上項目（41977001）；紹興市科技局項目（2023A12005）

伍少福（1981-），男。高級農藝師，主要從事土壤環(huán)境質量研究。E-mail: sf_wu@163.com

章明奎（1964-），男。教授，主要從事土壤肥料研究。E-mail: mkzhang@zju.edu.cn

@《灌溉排水學報》編輯部，開放獲取CC BY-NC-ND協議

責任編輯：趙宇龍