磷是植物生长发育必须的大量营养元素之一,植物所需要的磷素主要是从土壤中获得的。土壤磷素包括有机磷(Po)和无机磷(Pi)两种形态,土壤中的有机磷是指存在于腐殖质和其他有机物中的磷,在成土过程中,随着土壤有机质的积累,土壤有机磷也随之形成,其中土壤有机磷占土壤全磷量变幅较大,且土壤有机磷量和有机质含量之间呈正相关,其含量会随地区和土壤类型的不同而不同。土壤有机磷不仅含有化合态的肌醇磷酸酯、磷脂、核苷酸、磷蛋白、磷酸糖,而且含有吸附在有机物表面和与有机物络合的磷酸盐以及微生物量磷。土壤有机磷形态的分级研究始于20世纪60年代,但直至Bowman和 Cole(1978)提出第一个比较完善的土壤有机磷分级体系后,这方面的研究才有了较大的进展。此后,国内外学者先后提出了多种有机磷分级体系,主要是:
①Bowman—Cole提出的土壤有机磷分级体系及其修正体系;
②Ivanoff等提出的有机土有机磷分级体系;
③Hedley等提出的土壤磷素分级体系及其修正体系;
④Tiessen等提出的土壤磷素分级体系。
一、Bowman-Cole 分级
Bowman和 Cole1978年提出了第一个较完善的土壤有机磷分级体系,该体系将土壤有机磷分为4 种形态:
①活性有机磷,用0.5mol/L NaHCO3(pH-8.5)浸提;
②中活性有机磷,由溶于1.0mol/L H2SO4 的有机磷和溶于0.5mol/L NaOH 的无机磷组成;
③中稳性有机磷(存在于不沉淀的富里酸部分中的有机磷);
④高稳性有机磷(存在于沉淀的胡敏酸部分中的有机磷)。
二、Ivanoff 分级
该体系把全部有机磷分为3个部分:
①活性有机磷,包括 NaHCO3-Po和微生物磷;
②中活性有机磷,包括 HCl一Po和富里酸磷;
③非活性有机磷,包括胡敏酸磷和残余磷。
此外,Ivanoff等也对无机磷也进行了分级:
活性无机磷包括0.5mol/L NaHCO3一Pi;
非活性无机磷包括 HCl一Pi和 NaOH—Pi。
三、Hedley 分级
Hedley等1982年利用一种连续浸提的技术,把有机磷和无机磷分在不同的组分中,具体为:
①树脂交换态磷(Resin-P):这部分磷是与土壤溶液磷处于平衡状态的土壤固相无机磷, 对植物直接有效, 构成土壤活性磷的大部分;
②NaHCO3提取态磷(NaHCO3-P):包括吸附在土壤表面的无机磷和易于矿化的可溶性有机磷两个部分;
③微生物磷(Microbial P):CHCL3熏蒸后以 NaHCO3溶液提取,也包括无机和有机两种形态;
④NaOH提取磷:指的是以化学吸附作用吸附于土壤Fe、Al表面的无机磷和有机磷;
⑤土壤团聚体内磷:存在于土壤团聚体内表面的无机磷和有机磷;
⑥磷灰石型磷(HCl-P);
⑦残留磷(Residual P):比较稳定的有机磷和无机磷。
四、Tiessen 分级
在这个体系中,同样利用连续浸提的技术,把有机磷和无机磷分在不 同的组分中,具体分为以下几个部分:
①树脂交换磷(Resin-P) ;
②NaHCO3 提取态磷(0.5mol/LNaHCO3提取的有机磷和无机磷);
③NaOH提取态磷 (0.1mol/L NaOH提取的有机磷和无机磷) ;
④1.0mol/L H2SO4一Pi;
⑤残留态磷(Residual-P)。
比较前面不同的磷分级体系,发现它们对土壤经浸提剂浸提后的残渣进行处理的方式各不相同。Bowman-Cole体系中经NaOH浸提的残渣中包括植酸-P,但不被分析,残渣被抛弃。Ivanoff有机磷分级体系中,最后的残余物在550 ℃下灰化1h,然后用1.0mol/L H2SO4溶解振荡24h,测其全磷即为非活性Po的一部分。Hedley体系中经1.0mol/L HCl浸提过的土壤残渣用 H2SO4和 H2O2消化得到残余-P。Tiessen体系中经1.0mol/L H2SO4浸提过的土壤残渣,用 H2O2消化后,加1.0mol/L H2SO4提取、测定残余-Po,然后再测定残余-Pi。由此可见,对土壤有机磷分级,没有一个统一标准体系,但比较经典的Bowman—Cole的有机磷分级体系和Hedley等的磷分级体系仍被国内外学者广泛应用。