国外研究表明，土壤磷扩散系数一般随施磷量的增加而增大。在施磷量较低时，因磷与土壤吸附牢固 ，解吸能力低，平衡溶液磷浓度也低，故此时扩散系数较小［‘］，但由于此时吸附等温线近线性 ，因而扩散系数常随施磷量呈线性增加D‘；在高浓度时，磷酸离子与土壤吸附得较松弛，易解吸 ，平衡溶液浓度高，故扩散系数较大，且扩散系数随施磷量增加的幅度不同［’］。H。。11［ ’］给矿区土壤施人含磷矿渣，结果在施磷量50—300mg／kg范围内，
磷扩散系数（D） 随施人量线性增大，模拟式为D—a＋hP（Ix一施人磷量，a、b为拟合常数）。不同施磷量 下，磷扩散系数增加的幅度也受水分含量的影响，即水肥时常有相互作用［‘l。Mahtab［ ‘］提出壤土到粘土不同质地土壤磷扩散系数（D）与磷肥用量（P）和土壤含水量（M之间的关 系式为：D—49．68—0．169P—0．0001产一8．685W＋0．371冰十0． 023PW磷肥用量及水肥、水肥温相互作用对磷扩散影响的定量研究，国内尚未见报道。本文对 这一方面加以研究。1材料和方法采用陕西省的4种不同质地土壤一黄绵土、黑沙土、按土和黄褐 土为供试样本；采用扩散池法，测定不同施磷量下土壤中磷的扩散系数。并借助多元回归分析讨论 水肥、水肥温与磷扩散系数的关系及水肥温相互作用对磷扩散的影响。供试土壤基本性质及测定方 法见前文［’］。2结果与讨论2．l磷施用量对其扩散系数的影响供试4种土壤施人磷0—40 0mg／kg，其自扩散系数（Da）随施磷量（P）增加而增加（表1），其关系近乎线性（表 2）。这显然与土壤平衡溶液磷浓度随施磷量增加而增大有关。拟合方程Da—a＋hP，常数a 为施磷量为0（不施磷土壤）的磷扩散系数，表2中0一100mg／kg的拟合a值和表1实测 不施磷的Da值在多数情况下较接近，表明在0一100mg／kg施磷范围拟合效果较好。虽施 磷0—100mg／kg的直线回归方程相关系数通常较0—＃00ms／xg稍低，但总体看差 异不大，z个方程均达极显著水平。同时，实际中施磷量一般不会超过100mg／kg，加之实 验点在该范围很密集，拟合的Da值准确性相应较高，因而认为，实际估测中以应用0—100m g／kg的相关方程较好。表2中b为施磷量增加表回不同温度不同施磷量下磷自扩散系数DO（ X10’。mVS）laMelSlfallffusloncoemclentsofphos pha忆Insoilsatvmpingphosphorusra比sappliedund erdifferenttemreratlire注：装土容重14y。d。l个单位时，磷自 扩散系数的增加值。由表2可知，0—400mg／kg范围内供试土壤每增力l10mgP／k g，Da值增加量为（0．10—0．54）g10－”cm’／s，常温下平均增加量为0．3 x10－’cm‘／s左右，低浓度范围（0—100mgP／kg土），Da值增加较快，常温 下平均增加量X05X10－”Cm‘／S左右。相同施P量下，不同土壤Da值增加快慢不同， 在20％含水量不同温度下，各施磷量印黄褐土Da值均明显低于其它三种土壤。其它三种土壤除
施磷量10mg／kg土外，其顺序基本上是黄绵土＞黑沪上＞缕土（表2）。这主要是因为质地 较粘重士壤磷的吸附能支强，施磷量相同时，其吸附磷量较多k’，溶液中磷增加相对较少，因而 扩散系数提高较小。表2施磷0—400mg／kg下磷扩散系数Da（X10‘ocm’／S） 与施磷且（Pgmg／kg）的直线回归方程”Table2Linearregresslon equationsfordiffusioncoefficientofphosphate ，Da（xlo’cm’／s）vs－phosphorusapplicationrates from0——400mg／kRsoil．＊全范围n＝6，r。。；＝0．917。r。。， ＝0．811；分段n＝5，ro。。0．959，ro。。＝0．878。2．2水肥相互作用 对磷扩散的影响采用非线性回归方程：Da－A＋a；P＋a／＋b；w＋b。W＋cPW（l） 对非饱和土壤同一温度不同含水量（W，％）和不同施磷量（P，mg／kg）下的磷扩散系数进 行拟合，采用逐步回归法删除不显著项，所得各土壤多元回归方程拟合参数见表3。回归关系的三 维曲线如图2所示。图120％含水量5℃（a）和25℃（b）下施磷量与磷扩散系数关系曲线 Rg．lklationonnesbetweenthesell－－diffusionco efficientsofphosph腑Insoilsandthephosphof’ll sY8tesappliedunder20％watercontentat5℃（a）or2 5℃（b）表3土壤磷扩散系数Da（X10‘cm‘／s）g水（W，％）肥（P，mgP／k g土）关系回归方程参数”T8bl63ThCpoffiffiCtC‘OttegfCSSI OflCqll。tioflIOfthCdlffllsloflCOCffiCICfltD O（X10”Cin’／S），VSSOilwatercontent（W，％）aMPhos PhorusaPPlied（P，mg／kg）＊n＝17，d／－11，凡；11＝0684 ，＊＊＊达l渐显著水平。各供试土壤多元非线性回归方程的相关系数均达极显著水平（表3）， 表明采用拟合方a．黄绵土b黑护土c．按土d．黄褐土图2磷扩散系数（Da）与含水量及施磷 量关系曲线（25℃）Fig．2Relationcurvesofthephos…ated iffusioncoelllclentwithsoilmoistUreandphosp horusapplicationleVelat25C程（l）定量表示水分、施磷量与土壤 磷扩散系数的关系是可行的。这一方程Mahtab等人［‘j曾采用。由所得方程及三维曲线图 可知，水肥间存在着相互作用。在水分较少时，需加大施磷量，才能达到同等的扩散量，而土壤含 水量增加，Da值即养分供应量增加，从而提高了磷肥利用率。从三维图还可得知，Da值随施磷 量增加的幅度既与磷施用量有关，也因土壤含水量而异；Da值随水分变化的快慢，则既与水分含 量有关，也与施磷量有关。为说明速率上的这种关系，引人磷扩散水分系数和肥料系数两个概念。 水肥交互作用下磷扩散水分系数（aDa／a刚。（简称肥交水分系数）：在施磷量一定时，磷扩 散系数随水分含量的变化率；水肥交互作用下磷扩散肥料系数（aDa／aP）。（简称表4水肥 作用下磷扩散水分系数与肥料系数表达式Table4Theformulasofthefer tilizercoefficientandthewatercoefficientofp hosphorusdiffusionundersoilmoistUreInteract ionwithphosphorusfemllzer水交肥料系数）：在一定含水量下，磷扩 散系数随磷肥（P）施用量的变化率。这两个系数相略地可用差分法求得。其定量关系为方程（l ）的偏微分。所得结果（表4）表明，不同温度下不同土壤，这两个系数的变化规律不同。以25 oC为例，说明如下。25oC时，黄绵土、黑护土、按土的水交肥料系数随施磷量增大而减小， 而黄褐土的肥料系数为一常数，这说明在0—400mg／kg土施磷量范围内，前三种土壤随施 磷量增加磷扩散系数增加速率有所降低，而黄褐土磷扩散系数增加率为线性。这可能是因为前三种 土壤为石灰性土壤，施磷量较高时，其与Caz”相互作用，使磷吸附等温线不符合线性所致［‘ ］。在相同含水量（20％）和施磷量下，4种土壤的水交肥料系数是黄绵土＞黑护土＞按土＞黄 褐土，这主要是因为轻质土壤磷吸附力弱，磷缓冲容量小，施磷量相同时，土壤溶液磷浓度增加较 快所致k’4种土壤的肥交水分系数除45oC两个常数外，均与土壤湿度有关（表4）。土壤水 分增加磷扩散系数相应增加，但增加幅度（2光为例）以黄绵士（0刀599）＜黑护土（0．0 刀3）＜按土和黄褐土（0、103和0．080）。说明粘重土壤的肥交水分系数受土壤含水量 的影响比轻质土壤大。在相同含水量（20％）和较低施磷量下的水分系数以黄绵士＞黑护土和线 土＞黄褐土，这主要是因为（20％）的含水量下，4种士壤水分的有效性依次降低（水吸力依次 增大）。2．3肥温相互作用对磷扩散的影响采用非线性回归方程Da－A＋a；P＋a，P＋b ；T＋b。TZ＋cPT（2）拟合磷肥施用量、温度与磷扩散系数的定量关系，经逐步回归删除 不显著项，所得结果（表5）表明，方程均达极显著水平，说明采用上述方程拟合是可行的。方程 的交互作用项系数C均为正值，说明肥料与温度存在着正的交互效应，即施磷量和温度相互作用使 磷的扩散系数增加。表5磷扩散系数（DQ，X10’‘Cm’／S）与施磷量（只mg／kg土 ）和温度（T，oC）间的拟合方程参数TablesTherorametersofmulu Pleresresslone0uauonfOrthetuffusloncoefficl entDa（xlo’cm’／s），’ofPhosphateInsoilvs．Phosp horusaP…led（只mg／kg）andtemPemtllre（T，一）由表5回归 方程可知，磷扩散系数既取决于施磷量，也取决于温度。例如，在20％含水量下，黄绵土、黑护 土、按土的磷扩散系数随施P量增加而增加，但增加的幅度随施磷量增加而下降，而黄褐土磷扩散系数随施磷量增加在一直缓慢的增加。为定量地说明施磷量和温度对磷扩散的这种影响，仍采用偏微分方法引人磷扩散温度系数（aDa／印。（简称肥交温度系数）和温肥交互作用下磷扩散肥料系数（3Da／aP）T（简称温交肥料系数）两个概念。结果（表6）表明，在相同含水量（2
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