盐渍土大约占据全球土地面积的3％，是具有重要战略意义的后备土地资源。然而，盐胁迫不仅降低土壤水的渗透势、产生离子毒害作用，而且抑制植物营养的均衡吸收，对植物大量营养元素磷（P）的影响尤为严重，使其有效性大大降低，严重影响作物产量。因此，尽管有效磷缺乏是各土壤类型广泛存在的问题，但盐渍土中磷有效性低的问题更加突出。且盐分和有效磷缺乏是两种主要的非生物胁迫，尤其对于钙质土壤，植物经常同时暴露在这两种胁迫下，但现阶段关于盐分与磷素的作用效应没有清晰地界定和系统的总结。因此，本文开展以下研究：首先汇总了盐分降低磷有效性的作用机制，其后综述了盐分与磷素的相互、综合、交互作用效应，最后总结了目前盐渍土磷有效性的提升策略并对其研究前景进行展望，以期为未来盐渍土非生物胁迫的减轻、磷元素的优化管理提供理论支持。
作者：咸敬甜1,2，陈小兵2*，王上3，张晓龙1，徐刚4
（1. 烟台大学环境与材料工程学院，山东 烟台 264005；2. 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室（烟台海岸带研究所），山东烟台 264003；3. 德国基尔大学土壤植物微生物系，德国 基尔 24118；4.曲阜师范大学地理与旅游学院，山东 日照 276826。）
来源：《土壤》（2023年第3期）
在全球范围内，由于人口激增、生态系统破坏和退化、气候变化等带来的粮食安全、资源短缺问题已迫在眉睫，继而盐渍土作为潜在的农用土地资源而备受关注。当前，全球盐渍土的总面积为1.1×109 hm2，其中86％可以用于农业生产，它提供了全球11％的作物产量[1]，且全世界超过6%的土地和20%的灌溉面积正面临盐分威胁。其中，我国盐渍土总面积达到了3.69×107 hm2 [2]。盐渍化是半干旱和干旱地区的一个自然过程，但也受人类活动的影响，显著影响土地肥力[3]。且除了干旱和养分（尤其是磷）的有限可用性外，土壤盐分是对作物生产力最具破坏性的非生物限制因素之一[4-5]。这些非生物因素是全球粮食安全、粮食质量和作物生产力的主要制约因素，但随着全球人口的增长，根据联合国粮食及农业组织（FAO）的数据，到2050年，将要求粮食产量至少翻一番[6]。因此，党和国家领导人高度重视这些潜在农用地资源的改良及利用。
磷对植物营养和土壤肥力都起着十分重要的作用，是光合作用、呼吸以及核酸和膜合成的关键元素[7-8]。但在大多数自然生态系统中全磷含量都相对较低，一般在0.05-0.5％（w/w）左右，且其中只有0.1%的生物有效磷被植物吸收利用[9]。土壤肥力退化，尤其是磷素耗竭，是限制植物生长发育的主要因素，据统计全世界约30-40％可耕地上的作物产量受到磷的限制[10]。磷缺乏是限制全球许多低投入农业系统作物产量的主要因素，包括许多石灰性和碱性土壤[11-12]。为提高农业生产力，土壤中施用了大量磷肥，但在施用当年，作物仅能吸收施用磷肥量的15–30%[13]。即使施入化肥，可溶性磷也迅速转化成植物难以利用的形式，但植物只能利用土壤溶液中可溶的无机磷酸盐，所以一般称磷缺乏指有效磷缺乏，即可被植物吸收利用的磷的数量有限，这种说法对大多数农业系统来说更普遍，对植物来说也更直接、有效。据统计在1998年至2009年间，粮食产量仅增加了10%，而化肥投入增加了近19%，这表明，添加的磷肥量是收获时移除磷的两倍[14]。且磷肥主要来源于不可再生的磷矿石，按照目前每年近12 Mt P2O5的开采速度[15]，全球商业磷酸盐储量将在50-100年内耗尽[6]，磷矿石的耗竭必将会对农业的可持续发展造成极大的威胁。且当磷矿石转化为肥料时，40%到60%的磷酸盐会流失和浪费[6]。但目前还没有磷酸盐的替代品，减少使用量将有助于使储备持续更长时间。因此，提高作物对磷的吸收和利用效率非常重要，以减少对自然资源的依赖，并将过度施用磷肥对环境的不利影响降至最低[16]。现有研究显示土壤中磷的有效性主要取决于以下因素：土壤黏土矿物含量、金属（Ca、Fe、Al）氧化物含量、pH、有机质含量等[17-20]。此外，土壤盐分也会降低磷的有效性[21-22]。
盐分和有效磷缺乏是两种主要的非生物胁迫，严重限制了全球植物生产、粮食安全和农业发展[23-25]，对区域和全球经济产生了巨大影响。尤其是在以高pH值、低磷溶解度为特征的受钙质盐影响的土壤中，磷的溶解度降低，植物经常同时暴露在这两种非生物胁迫下[26-27]。而且，由于盐渍土中电解质浓度高，盐分离子含量高，增强了磷的吸附过程，使磷的有效性降低，但也因土壤质地的不同而不同[28]。因此，近年来盐渍土磷有效性的研究得以广泛开展，但现阶段对于盐分和磷素的相互、综合、交互作用效应及盐渍土磷素有效性提升策略没有系统的总结和探索。因而，汇总分析盐分降低磷有效性的作用机制、盐分与磷素的各种作用效应对盐渍土磷素有效性提升具有重大意义，可为盐渍土优化磷元素管理及提高作物生产提供较为全面的理论支持。
1. 土壤盐渍化与磷素相关文献分析
以Web of science核心数据集2000年1月1日至2022年3月1日已发表的文献为统计分析对象，以“soil salinization”为关键词进行所有字段检索，得相关文章共计2626篇，将其全部导入VOSviewer进行文献可视化分析（见图2(a）），由于关键词数量众多，所以对关键词的出现频次进行限定，筛选出频次高于15次的关键词，最后278个关键词得以保留，且分为6个聚类簇（可视化分析流程图见图1）。选取其中四个总关联强度高的聚类簇分别标号：①聚类簇主要是碳（carbon）、有机物（organic-matter）、氮（nitrogen）、磷（phosphorus）、动力学（dynamics）等关键词，说明主要营养元素及物质的动力学过程备受关注，这些过程又依赖于根际微生物的生命活动，因此根际微生物及酶活性也是现阶段研究的热点，但过度补充矿质养分（化肥）又会造成土壤次生盐渍化等问题，因而其负面影响的修复也是研究的重要方向，其中黄河三角洲地区（yellow river delta）作为典型案例是重点研究对象。且由叠加视图（图2 (b)）可以看出磷（phosphorus）与碳（carbon）、氮（nitrogen）、盐渍化（salinization）、盐度（salinity）、生长（growth）因素密切相关，表明2000年以来的主要研究方向是盐渍土中的磷及磷与其他营养元素的相互作用过程，现阶段则主要集中于磷和碳的耦合作用过程。
图1 可视化分析流程图。
Fig.1 Visual analysis flow chart.
图2 2000-2022年WOS以关键词“soil salinization”文献检索网络视图(a)；2000-2022年WOS以关键词“soil salinization”文献检索叠加视图磷部分(b)。
Fig. 2 WOS document retrieval network view with the keyword "soil salinization" during 2000-2022 (a); WOS literature search with the keyword"soil salinization" overlay view phosphors section during 2000-2022 (b).
以Web of science核心数据集2000年1月1日至2022年3月1日已发表的文献为统计分析对象，以“(ALL=(soil salinization)) AND ALL=(phosphorus)”为检索式进行检索，得相关文献共计135篇，将其全部导入VOSviewer进行文献可视化分析（见图3），未对关键词的出现频次进行限定（可视化分析流程图同见图1），导出视图。由图3 (a)和图3 (b)的叠加视图可以清楚的看出这一研究领域的时间转变：2010年之前主要研究盐渍土的灌溉、管理、质量、盐分等问题，2010年至2020年的研究方向主要集中于：盐分和磷的相互作用，两者对植物的影响（主要集中于玉米和小麦等粮食作物）、胁迫和耐受机制、土地利用方式等方面；2020年至今主要集中于磷的回收再利用、对作物的生长影响及产量效应、转化动力学过程、酶活性，重点是盐渍土中的磷过程和磷与碳、氮等其他大量营养元素的耦合作用及过程。通过图3 (c)热点图可以看出2000年至今这一大研究领域的研究关键词是：磷（phosphorus）、盐度（salinity）、盐渍化（salinization）、生长（growth）、氮（nitrogen）、碳（carbon），与图2 (b)呈现的结果相一致。
Fig.3 WOS with the keyword "(ALL=(soil salinization)) AND ALL=(phosphorus)"Overlay view generated by literature search during 2000-2022 (a); WOS with the keyword “(ALL=(soil salinization)) AND ALL=(phosphorus)”Overlay views generated by literature searches for P sections during 2000-2022 (b); WOS with the keyword "(ALL=(soil salinization)) AND ALL=(phosphorus)"Hotspot views generated by literature searches during 2000-2022 (c).
2. 盐分降低磷有效性的作用机制
盐分通过两方面直接影响磷的有效性：（1）阳离子作用：对于北方干旱、半干旱碱性土壤，通常是土壤盐分离子Ca2+，Mg2+等与磷酸根离子结合使之迅速由可溶态转化成难溶态，并最终结合羟基、氧基等形成植物不可利用的羟基磷酸盐、氟磷酸盐；对于南方酸性土壤，磷酸根离子则通常与可溶的Al3+，Fe3+等形成磷酸盐沉淀，即转变成次生矿物，并最终被氧化铁、铝胶膜包被覆盖成为“闭蓄态磷”，使磷酸盐丧失溶解释放的机会[29]；（2）盐分离子会与磷酸根竞争进入细胞膜的结合位点，据推测，膜水平上的物理和化学变化以及芽中磷吸收和积累的抑制是氯（Cl）和磷之间竞争以及竞争以外的相互作用的结果[30]。
其次，盐分主要通过以下几个方面影响植物和微生物的生命活动来间接影响磷的生物有效性：（1）降低土壤水的渗透势：植物不仅需要积累更多有机和无机的溶质来增加细胞内的溶质势来对抗外部环境中低的渗透势[31-32]，且植物的吸水性会受到抑制；（2）毒害作用和离子竞争：特定离子毒害作用包括Na+，Cl-，H3BO4-，HCO3-等离子对大多数植物都有毒害作用[31-33]，还有有毒活性氧中间体产生相关的氧化应激[5]。且离子穿过细胞膜被植物吸收时，例如，Na+会与必须营养离子K+竞争结合点位，导致植物无法获得足够的K+用于正常的生理活动而营养失衡[21,34-35]；（3）盐离子的物理效应：尤其是大量Na+存在时，由于其是单价离子和较小的水合半径，其吸附的扩散层较为宽广和松散，阻碍土壤胶体之间的吸附，使土壤结构变差，尤其是湿润时，还会促进土壤团聚体的崩解和分散，土壤孔隙被阻塞，通气、透水性大大减弱，严重影响植物正常的生理活动[36]；（4）盐渍土的高盐分和pH会抑制碱性磷酸酶的活性，制约有机磷的矿化分解过程，使有机磷的有效性降低[37]；（5）盐分还可能导致复杂的相互作用，影响植物代谢、伤害易感性或内部营养需求[38]。
3. 土壤盐分与磷素的相互、综合及交互作用效应
各文献中盐分和磷素的相互、综合及交互作用效应，尤其是交互作用，概念模糊，众说纷纭，在本研究中，盐分和磷素的相互、综合及交互作用效应都引用的毛达如的《植物营养研究方法》复因素试验方案设计中的基本概念定义，其对各种作用做了详细的阐述。即相互作用：两因素相互之间的影响；综合作用：两因素的组合效应；交互作用：两因素配合后相互促进而产生的效应，即两因素综合作用与各因素简单效应的差值，可正、可负、可以等于零[39]。
3.1 土壤盐分对植物磷有效性的影响
养分吸收限制，尤其是磷缺乏，是降低生物量和粮食产量的最主要限制因素之一[40]。盐分含量过高引起的有效磷缺乏是盐渍农业生态系统中单独或同时存在的主要非生物胁迫，这对植物生长发育以及植物代谢都有负面影响[41-44]。尤其在干旱和半干旱地区，土壤有效磷缺乏和盐分是作物生产力的主要制约因素，盐分会降低磷肥的有效性[33]。无机磷分级指出：土壤含盐量的增加会使活性、中等活性无机磷含量降低，稳定性无机磷比例升高[37]。Kaci等人也指出：盐分会降低鹰嘴豆等作物的磷吸收效率[45]。Shahriaripour等人也得出相似的结论：盐胁迫会降低开心果(Pistacia vera )叶片、茎和根的磷浓度[46]。盐分胁迫介导的低磷有效性会限制作物产量，一般建议在盐渍土中添加额外的磷肥来弥补有效磷缺乏；然而，盐渍土中磷肥利用效率低，限制了磷的有效性[16]。
但也有一些研究结果表明，盐度增加或对磷的吸收没有影响[28]。Berenguer等人报告称：仅在80和100 mM氯化钠（NaCl）条件下，西蓝花(Brassica oleracea )叶片磷酸盐含量显著降低，然而，在根系中，磷酸盐含量随着盐浓度增加到40 mM而增加，且随着盐浓度进一步增加到100 mM而保持不变[47]。Talbi Zribi也指出：盐度对硬绳柄草（Catapodium rigidum）地上部磷浓度和磷吸收效率没有实质性影响，与磷的有效性无关[48]。
因此，对于土壤溶液来说，盐分离子会促进磷酸盐离子的吸附和沉淀过程，使磷的有效性大大降低；但对于具体盐分环境的具体植物而言，磷有效性却又因盐分含量、植物种类、植物器官等不同而呈现不同的规律，这也为原位环境筛选适生抗性基因提供了理论支持。
3.2 外源磷添加对盐渍土中植物耐盐性的影响
通过施加适当的磷肥提高植物的耐盐性是一种很有潜力的策略，但这一反应似乎依赖于磷比率[49]。Bargaz等人和Yarahmadi等人发现：盐胁迫下，植物Na+可能会因施磷而减少[49-50]。同时，Su等人发现：在大多数情况下，随着磷供应的增加，金皇后（Golden Empress）叶和茎[K]/[Na]以及耐盐星（Salt-tolerant Star）的茎和根[K]/[Na]显著增加了，表明磷肥提高了两个紫花苜蓿品种的耐盐性[33]。Talbi Zribi等人也得出：在盐渍土中添加磷可以缓解盐分的负面影响，并能提高耐盐性[48]。且有报道称，在盐渍化土地的复垦方法中，如果氯化物为主要盐分物质，则可以通过施加磷肥提高作物产量，原因为施磷可以降低Cl-及Na+的积累，提高K+、Ca2+和P的吸收，一定程度上缓解了盐分造成的离子竞争[51]。
然而，Su等在两种紫花苜蓿的研究中只有部分结果支持以上结论：金皇后的叶[Na]和耐盐星的茎[Na]支持植物[Na]随着磷添加量的增加而减少的假设[33]。Shahripour等人的研究也表现出了相似的结论：施磷增加了叶、茎钠浓度，而降低了根钠浓度和叶、茎、根钾浓度[46]。同时，Aslam等人和Shahriaripour等人报告称：提高水稻和开心果的耐盐性只需要适度的磷供应，而较高的磷供应会导致较高的磷积累，并在植物组织中产生毒性效应，导致生长和整体生产力下降[46,52]。胡云彩等人研究表明营养素的添加可以增强或降低植物对干旱或盐分的抵抗力，或者根本没有效果，这取决于水分利用效率和盐胁迫程度[21]。Rogerset等人的结果也表明：高或非限制性的磷水平不会影响苜蓿对氯化钠的反应[53]。Talbi Zribi等人也发现：在盐分条件下增加磷的有效性对风叶草的耐盐性没有显著影响[54]。此外，与磷供应充足的植株相比，磷缺乏的盐处理植株却表现出更高的耐盐性[11]。
以上这些研究表明：各盐渍土对磷肥的响应各不相同，缘于各盐渍土壤颗粒表面与磷酸盐离子反应的固定位点类型、位点总数等均不相同，继而导致不同的盐渍土对磷有不同的固定能力。对固持能力未达到饱和的盐渍土，施磷量要高于作物需磷量才有可能满足植物的正常养分需求或促进植物生产力和提高耐盐性；然而，当固持点位全部被磷酸盐离子占据时，过量的磷添加超过作物吸收量，就会产生磷的过度累积，不仅不会提高植物抵抗胁迫的能力，还可能产生离子毒害作用和环境问题。
3.3 盐分与磷缺乏对植物的综合及交互作用效应
磷缺乏和盐分的组合可以代表许多生长在钙质盐土壤中的植物的自然生长状况[26-27,55]，但盐分和磷缺乏之间的综合作用尤其复杂。植物对其的反应在很大程度上取决于自身性状、生长阶段、土壤盐分水平和磷的形式以及实验的环境条件[53,56-57]。Talbi Zribi等探讨了盐分和磷缺乏综合作用下大麦(Hordeum vulgare L. cv. Manel)的差异生长和生理反应：水培条件下，磷缺乏对大麦生长的影响更为不利[11]。盐分对磷缺乏大麦没有严重的不利影响，但在磷供应充足的情况下，盐分显著降低了植株的生物量，且这两种胁迫的影响不是可以简单相加的，因为植物对盐度和磷缺乏的反应与单独磷缺乏条件下生长的植物相似[11]。但Talbi Zribi等在2018年用相似的实验方法指出：盐分和磷缺乏处理分别显著降低了硬绳柄草生长速率和CO2同化率，其中，盐胁迫的影响更为显著，与对照组相比，缺磷和盐分显著降低了全株干重，分别为65%和76%，且两种胁迫呈相加效应，同时存在时对植物生长影响最大，全植物生物量下降幅度达到91％[48]。不同文献中关于磷缺乏和盐分对植物生长综合作用的结果也有所差异。在没有盐分或其他胁迫的情况下，影响营养元素可用性、吸收和分配的因素已经是非常复杂的话题[58]，盐分的存在给作物的矿物质营养反应增加了新的复杂性[28]。因此，大多数自然生境中盐分和养分缺乏相互作用同时发生，但它们最终是否会影响作物产量或品质取决于盐分水平、盐分组成、作物种类、所涉及的养分和环境因素[38]。
此外，土壤磷缺乏和盐分可能以交互方式影响植物磷的获取和耐盐性。Pandeyet等人指出：当植物受到多种胁迫组合时，会激活一种特定的应激反应，这些联合约束可能会导致多种植物反应，可能是多种效应的简单相加、协同或拮抗，这主要取决于植物的年龄、植物固有的抗逆性或敏感性以及两种胁迫的严重程度[59]。且Mittler也认为应将多种胁迫的组合视为非生物胁迫的一种新状态，不能直接从植物对单独施加的每种胁迫的相应反应中推断出来[60]。
综上，当土壤出现盐分含量高和磷缺乏等多种非生物胁迫时，其综合效应往往不是单因素简单效应的加和，但又因盐分含量、盐分组成、植物种类而呈现不同的规律，且应当将两种非生物胁迫的组合看做一种新的影响盐渍土上农业生产的问题，进而积极探索两种非生物胁迫相互配合对植物产生的交互作用效应，为盐渍土提高有效磷含量和磷养分利用效率提供新思路、新方法。
4. 盐渍土磷有效性提升策略
相较于根系磷吸收动力学特征，盐渍土壤的特性对磷有效性影响更为显著。因此，几十年来人们积极探索改善盐渍土理化性质的新方法、新思路，以促进磷营养的均衡、充分吸收。
4.1 物理提升策略：
盐渍土磷有效性物理提升策略主要包括实行合理的耕作措施、种植制度和有效的施肥方式。
据研究显示，深松破板、粉垄深旋、平整土地等耕作措施可以阻断东北苏打盐渍土中向上运送水盐的毛细管，提高散墒作用，减轻盐分对植物根的毒害，从而促进植物营养吸收和正常的生理活动[61]。轮、间、套作等多样化种植模式也可以促进不同作物间的养分协作，加快营养物质的转化和循环，增加作物利用养分的能力[61]，且轮作方式的不同主要影响无机磷及不稳定有机磷含量[62]。有研究指出：长期种植粮食作物过程中总磷消耗量要远大于草粮混播（草和粮食同时存在的状态）[63]，免耕土壤中有机碳、有机磷等含量高，会刺激微生物产生高活性磷酸酶，促进有机磷矿化[64]。通过生物固氮和富氮绿肥等多种农业生态服务也可以提高营养利用效率，据研究豆类种植对非豆类作物的生长发育有益[40,65]。且有很多研究表明有效的施肥方式例如：磷肥集中施用（条施、点施），可以有效减少与其他物质接触，进而提高固磷能力较强土壤的磷有效性[53]。
物理提升策略主要通过改善盐渍土土壤结构、通气透水性和提高物种多样性等因素加强农业生态系统的磷循环，从而为提高作物的土壤磷吸收提供机会。优点是绿色、经济但效果相对较小且缓慢，且通过提高物种丰富度来促进对潜在磷库的磷素吸收存在众多技术挑战包括：各物种的除草剂和杀虫剂存在相互毒害作用、施肥种类和用量不同、机械化管理受限等。
4.2 化学提升策略：
盐渍土磷有效性化学提升策略主要包括合理施用无机和有机改良剂。无机改良剂主要集中于磷石膏的广泛研究，近年来氮磷肥等的适量施用，尤其是氮磷减施也成为研究热点。有机改良剂主要包括黄腐酸、腐殖酸等有机酸，生物炭，秸秆、生活污水污泥、动物粪便等的应用。
磷石膏是被广泛应用于盐渍土改良的化学改良剂，不仅可以代换Na+、促进盐分离子淋溶、改善土壤物理结构，而且pH在磷石膏颗粒周围可达到 3-4，形成局部的酸性环境，继而促进无机磷的溶解和释放[67]。但现在多集中于无机和有机改良剂的结合使用，研究显示：矿质磷和有机肥的联合施用不仅显著增加了土壤磷组分，而且提高了小麦的产量和品质[68]。但张密密等人在肥料结合有机肥和改良剂(CaSO4)改良黄淮海平原轻、中度盐渍土的实验中发现：所有施肥处理的有效磷含量都得以降低，可能由于改良剂促进了植物的生长，加强了磷素的吸收，同时CaSO4的施用引入大量Ca2+，与PO43-结合生成难溶的沉淀，从而减少了有效磷的含量[69]。这显示：无机改良剂搭配有机改良剂在促进植物生长方面效果显著，在有效磷含量提升方面存在差异。
近期有研究表明在盐渍土中，可通过减少氮肥施用量来提高磷的有效性[70]。氮肥减量不仅可以维持作物产量，且在降低土壤中的Na+和Cl-的同时，增加0-10 cm土层有效磷含量和碱性磷酸酶活性[71]，甚至在提高有效磷含量方面，30％氮肥减施处理优于15％氮肥减施和常规化肥施用量[72]。这说明，该盐渍土不仅有30％的减施潜力，而且肥料减施能更好的促进营养元素的反应和循环。且随着氮肥施用量的增加，不稳定的有效态磷Ca2-P和迟效态的Ca8-P含量都得到相应减少[70]。这说明氮肥施用过量，不仅造成资源浪费，而且对其他养分（磷）的转化也会产生影响，使其有效性降低。在盐渍土中，适量施用磷肥也可以提高紫花苜蓿的耐盐性，增加其产量[33]。在大麦-玉米双季轮作实验中得出：磷肥减施能显著提高轻、中度盐渍土的累积磷肥利用率[37]。
氮肥搭配黄腐酸不但可以降低Na+和Cl-含量，而且可以提高冬小麦的产量和碱性磷酸酶的活性，且当氮肥减量配施黄腐酸时，冬小麦的氮、磷吸收效率也得到了促进[71-72]。这两项研究充分说明肥料减施不仅不会对产量造成负面影响，且搭配有机酸等有机改良剂可以促进氮、磷等营养物质更好的吸收利用。即使在过量施用氮肥的情况下，氮肥配施黄腐酸也使盐渍土的磷有效性得到了提高，在培养后期，有效态的Ca2-P含量提高，无效态的Ca10-P含量降低，促进了磷的释放[70]。轻、中度盐渍土中施入腐殖酸也可以减少中度盐渍土中HCl-Pi含量，促进了磷的有效化，但对活性有机磷（NaHCO3-Po）和中等活性有机磷（NaOH-Po）的活化作用有限[37]。
研究表明生物炭也可以显著提高盐渍土磷的有效性。生物炭施入到轻、中度盐渍土中可以促进Na+、Cl-的淋洗，提高Ca2+、Mg2+含量，显著降低钠吸附比（SAR），改善盐分离子组成和土壤物理结构，提高活性无机磷含量[37]。高珊等指出：在轻、中度盐渍土添加生物炭与常规施磷处理相比，有效磷含量分别可以提高40.72％，84.8％，且能显著提高土壤活性无机磷比例[73]。高婧等也得出：适宜用量的生物炭和黄腐酸对江苏滨海围垦滩涂区重度盐渍土的系统培肥和肥料利用率的提升都有促进作用[74]。在黄河三角洲地区盐渍土条件下，施用MgO改性的生物炭增加了土壤有效磷含量，并导致水稻产量提高[75]。在田间试验中，两种铁改良生物炭也表现出显著的有效磷提高效果，且氧化亚铁改良生物炭和三氯化铁改良生物炭分别使土壤有效磷含量增加了78.6%和90.3%[76]。生物炭含有大量难降解碳（C）[77]，这些碳可能在土壤中保留100-1000年，因此，加入生物炭可能同时是增加土壤碳固存的有效途径，从而减缓全球温室气体排放[77-79]。所以，生物炭对于盐渍土的磷有效性提升和碳固存都有巨大的研究价值。
为了实现资源的充分利用，生物质材料及动物粪便等有机物料广泛用于提升盐渍土磷素有效性，生物质材料的应用以秸秆还田为典型策略。与秸秆移除相比，秸秆还田可以提高滨海盐渍土磷的活化率和有效磷含量，磷的表观回收率（PRE）也提高了14-27％，磷肥的施用量降低了27-38％，且对籽棉的产量不会造成影响[80]。此项研究说明：盐渍土进行秸秆还田不仅能促进磷素的活化，而且能减少矿物质磷的施用，同时又能维持当地的作物生产。在苏北新围垦滩涂农田进行有机肥与秸秆覆盖综合试验中发现：两者共同施用对轻度偏中度盐碱障碍消减、pH调控、作物产量都有显著的促进作用[81]。且张秀敏等人汇总了我国典型区域盐渍土秸秆还田和配套技术：内蒙古引黄、河套灌区采用秸秆翻耕或覆盖还田，辅以灌排结合、耕作松土和种植耐盐碱植物；东北苏打盐渍土区采用秸秆深翻还田，配套化学改良剂、灌溉排水和生物改良；滨海盐渍区采用秸秆覆盖还田，配套起高垄、亚沙、节水灌溉和耐盐植物选育与栽培技术[82]。秸秆粉碎深翻实现有机质与土壤充分混合，其分解产物可以改善土壤团聚体的结构和功能，且有机酸可以降低土壤pH，与磷酸根竞争结合点位，进而提高磷的有效性，秸秆覆盖的作用类似地膜覆盖，起到减少水分蒸散、阻止盐分上行、加速盐分淋溶、减轻盐分对根系毒害的作用[82]。总之，秸秆还田是一项提高盐渍土磷素有效性的有效方法。但由于各区域盐渍土的土壤类型等因素不同，各地的秸秆覆盖方式、时间、粉碎长度、深度、种类及其配套进行的措施也不同，且由于秸秆的碳氮比很高，微生物分解过程可能出现净固定，与植物竞争养分，进而很多情况下需要额外的补充氮肥。但对秸秆进行预处理，例如堆肥等，显著降低碳氮含量而使磷富集会使之成为更高效的磷源。生活污水污泥等生物固体对盐渍土磷素有效性提升也有重要应用。以三种改良物质棉秆粉、生活污水污泥和海滩砂进行完全随机区组设计发现：除海滩砂外，其他处理都可以提高滨海盐渍土磷的有效性，且生活污水污泥可以显著降低电导率（EC），然而相比于氮素有效性，复合处理对磷素有效性却无显著影响[83]。据研究显示，通过在滨海苏打盐渍土加入猪粪作为改良剂而实现的磷输入，也可以显著提高土壤生物有效磷含量和土壤磷稳定性[84]。而且，猪粪配合滴灌工程措施比自然休耕和短期猪浆滴灌能更有效的提高滨海盐渍土磷的有效性[85]。这些研究表明：许多类型的生物质材料、生物固体和动物粪便可以作为盐渍土中磷素有效性提升的有效改良剂，但在其基础上的处理加工（例如堆肥）可能会使其成为更有效的的磷素来源。
现阶段，盐渍土磷素有效性提升主要以有机改良剂为基础措施，且有机改良剂与无机改良剂或改良方式的复合应用在绝大多数情况下显示出更为良好的提升效果，因此探索有机改良剂与其他各种有效改良方式结合促进盐渍土磷素有效性提升的方法有巨大潜力。施用有机改良剂虽然能改善各种土壤性质，但其矿化过程缓慢、养分含量有限，很可能增加土壤的潜在风险：增加土壤的重金属含量（总镉、镍、铅）[68,86]。因此有机改良剂的应用效应仍需进一步探究和实验验证。
4.3 生物提升策略：
利用微生物改良盐渍土可能是一种环境可持续、更安全、更有效的方法，因为嗜盐微生物有可能去除盐渍土中的盐分。这些微生物还为研究抗逆性、适应和反应过程提供了独特的原型，这些过程可能因此被整合到农作物中，以应对气候变化造成的胁迫[87]。近年来，在菌根真菌、解磷细菌提高养分利用效率及机理研究方面也取得一系列新突破[88]。此外，通过将磷高效利用基因型转移到耐盐植物中实现的遗传物质整合也逐渐得到广泛关注。
PGPB（Plant Growth Promoting Bacteria）可以在农业耕作系统中成功地作为替代策略以抵抗作物面临的大多数非生物胁迫，提高作物产量，并将合成肥料的使用量降至最低[89]。Tchakounté等人证明：节肢杆菌（Arthrobacter）和芽孢杆菌（Bacillus）有助于番茄植株在受控温室条件下更好地应对盐分和有效磷缺乏的双重胁迫[22]。当NaCl以0.2%浓度存在时，许多微生物提高了它们的无机磷增溶率[90]。然而，盐分减少了土壤颗粒吸附的磷，并抑制了植物根系对磷的吸收，盐分条件的这种有益影响可能因此而被抵消[91]。而且，在盐渍土中，PGPR（Plant Growth Promoting Rhizobacteria）的溶磷活性通常会降低[92]。因此，细菌适应盐渍土有效磷缺乏的能力对其生长、存活和繁殖至关重要。细菌的存活还取决于它们的运动能力，使其在胁迫环境中具有持久性优势，这是筛选细菌的一个共同特征[22]。
寻找具有耐盐性和高活力等特性的溶磷细菌（PSB），可能为改善有效磷缺乏和盐渍土的作物生产力开辟新的方向[22]。解磷微生物，尤其是耐盐解磷微生物，不仅可以加速磷的分解过程，提高磷的有效性，而且可以改善土壤的物理结构，有助于盐渍土的复垦和改良，被认为是高效、经济的磷活化剂[16]。解磷微生物能分泌有机酸，酸化根际土壤；螯合金属离子，形成铁载体，释放磷酸盐；分泌胞外多糖，溶解磷酸盐沉淀；分泌生长激素和抗氧化物质，促进盐胁迫生境植物的生长[93-95]，且这些代谢物有抑制病原体的作用。其制成的微生物菌剂尽管具有溶磷特征，但主要还是通过刺激根系生长间接贡献力量[96]，需要进一步的研究来揭示耐性应激微生物的多种隐藏机制。且针对不同的胁迫条件，解磷微生物会表现出不同的生理活性。因此，针对不同盐渍生境，应分离出适应具体环境的高效菌株，来促进低磷环境植物的营养吸收和正常生长。除此之外，菌种的繁殖和菌剂的生产也是需要攻克的难题。
丛枝菌根真菌（AMF）是陆地生态系统中最普遍的内共生体，能与约74%被子植物的根形成共生关系[97]。通常在盐环境中观察到[98]，与植物联合作用产生共生菌根，是缓解盐胁迫、磷短缺的重要植物策略[99-101]。Yarahmadi等人的结果表明，石榴植株生长对盐分敏感，但接种AMF可以减少盐分的负面影响[50]。丛枝菌根真菌的菌丝体增加了土壤的抗水性能，使土壤团聚体的水稳定性得以维持[101]。最近的基因表达研究表明，植物诱导了一组常见的菌根诱导基因，但也存在变异，表明AM共生体中存在功能多样性，共生相关基因在不同AM组合中的差异表达与真菌种类、植物基因型和环境因素有关[102]，且AM必须与根系形成共生体才能完成生活史，尚不能纯培养。因此，通过AM直接摄取途径调节磷素有效性仍需要进一步研究[97,103]。生长在天然盐渍栖息地的物种具有遗传变异，这是耐盐种群进化的基础，以应对栖息地的选择胁迫[104-106]。通过磷高效基因型加强磷循环是保存不可再生磷资源、提高作物营养水平和减轻负面环境影响的一种有希望的方法[38]。据研究：磷高效基因型菜豆在表层土壤中有更多浅根，那里的磷资源含量相对较高[107]。在这种情况下，探索和培育耐性物种为有效利用盐渍土提供了一个更实际的解决方案。但是，植物磷吸收和利用的主要生理和遗传因素已被确定，因而对现代作物品种的磷利用效率进行遗传改良的成功率可能会很有限。
上述生物资源因其符合绿色环保、可持续等特征而被应用到盐渍土磷素有效性提升的各种农业策略中，尤其是各种微生物肥料的广泛研究和推广。但很多微生物肥料的发挥效果不仅取决于自身的各种性质，而且与其要施用的具体环境也密切相关，因为很多微生物存在生防活性不稳定、定殖差异大等问题，因此现在的研究注重微生物、植物、环境等的综合考虑，以建立新环境下的生态平衡。
5. 结论与展望
5.1结论
综上，盐渍土磷有效性提升措施紧紧围绕磷固定的因素开展，根据其可行性包括以下几个方面：（1）调整pH：最大磷有效性对应的pH范围为6-7，大部分以此应用的改良材料可以形成局部酸性环境，促进磷酸根离子的释放，但往往由于土壤的缓冲能力很强大，改良材料影响的土壤体积相对很小，H+很快被中和，继而酸性环境持续的时间不会太长，影响也不会很大；（2）利用阳离子和阴离子效应：改良剂中含有的高价阳离子与Na+发生阳离子交换反应，通常配合淋溶会产生更好的效果，以此来达到改善土壤通气和透水性能、提高土壤团聚体功能的作用；阴离子效应是利用阴离子与磷酸根离子竞争结合位点，来实现提高磷酸根离子有效性的作用；（3）提高有机质含量：有机质可以掩蔽磷酸根结合位点，可以螯合金属离子，促进磷酸根离子释放，分解产生的有机酸不仅可以降低pH，而且可以与磷酸根离子竞争结合点位，且矿化作用可以释放一部分磷酸根离子；（4）引进微生物，微生物与植物形成共生关系或通过其新陈代谢过程产生相关酶组分，促进植物有效磷水平提高，但盐渍土普遍存在有机质含量低的现状，导致整体环境无法供微生物正常生存，而使其在现实应用中效果很差；（5）改善水分环境：水分是一切反应的溶剂，且现在很多研究聚焦盐渍土水稻种植，是利用其淹水条件造就还原环境，使很多难溶的磷酸盐矿物转变成相对可溶的状态。其中提高有机质含量这一应用机理是很重要且可行性较高的，它可以影响众多土壤性质，且是很多机理的基础（如：微生物需要充足的有机质才能存活），有机质是土壤的重要组成部分，是评价土壤肥力的重要指标。但很多土壤类型，尤其是盐渍化农田，其有机质含量很低，需要加强秸秆还田、绿肥作物种植等有机物料引入措施，重视基础培肥。因此对于现阶段盐渍化土地，应积极推广化肥配施有机肥，在保障基础养分供应的同时，改善土壤性质，才能维持有效磷含量的相对稳定，同时逐步提高土壤肥力。
5.2 展望
多种改良方法的结合为盐渍土磷素有效性提升指明了新的方向，但各种方案的初衷都是最终实现盐渍土综合地力提升及粮食增产。因此，也应定期对其他物质或元素进行监测，防止改良剂的添加引入新的污染物，使改良的地力水平得以稳定维持，这才是实现了真正意义上的盐渍土磷素有效性提升。其次，盐渍土改良和提升是一个长期的过程，需要长期的地力监测管理策略，以期能维持磷有效水平的相对稳定。
盐渍土磷有效性提升不仅要促进根系从盐渍土中更充分的吸收有效态磷，而且需要提高植物内部磷的运输、转化效率。且这些动态过程的精准监测离不开放射性同位素的标记和示踪，现阶段研究最有潜力的当属32P、33P以及R值（18O/16O），但迫于需要大规模辐射防护、安全问题以及田间农业管理实践的压力，很多只局限于实验室条件，要建立与现实环境条件中具体转化过程的关系仍然很艰难。
近年来，根际的营养吸收及活化作用被广泛认知，根际过程不仅有助于磷矿溶解和捕获少量可溶解的磷化合物，而且解磷微生物、促生菌等主要分布于根际。因此，不同类型的根际微区研究很重要。然而，许多研究也显示单一的根际研究不能反映植物与土壤及土壤微生物等多介质、多界面的相互作用和响应，这要求根际的研究应该追根溯源，系统地建立一个物质、能量及信息传输转化的完整运作体系。
现阶段施用磷肥仍然是提高土壤磷有效性和作物产量的有效手段，但不同土壤的施用量应根据具体状况进行相应调整。尤其对于盐渍条件下，由于土壤吸附和矿物沉淀降低了磷的有效性，许多情况下需要在盐渍土中重复施用磷，磷流失的风险进而大大增加。因此，需要加强对土壤渗滤液中磷浓度的监测，以降低可能的水环境污染风险。同时，要基于不同盐度、基础营养状况、植物种类、土壤类型等因素，确定合理的施肥措施。而且肥料配方的创新需要加强：充分发掘营养素之间的协同效应，且积极探索其他营养素与磷的非特异性相互作用和次生养分相互作用，这对磷的限制供应和短缺很重要。总之，化肥的适当施用、土壤的实地特性和作物的实际需求是盐渍土磷肥高效利用的关键。
参考文献略