土壤是植物营养资源的供应者,制约着陆地生态系统的生产力。磷（P）是影响植物生长的主要营养元素之一,是植物生长发育和农业生产的重要保障。土壤是植物磷的主要来源,但并非所有形式的磷都能被植物直接吸收和利用。土壤磷对植物的有效性主要取决于它们在土壤中的存在形态。因此探明土壤磷素的存在形态是阐明其在环境中迁移、转化和累积过程以及生物有效性的关键,它还可以为农业生产中的合理施肥提供可靠的科学依据。本研究以三个试验为框架,结合土壤基础理化性质,以土壤全磷、有效磷、无机磷形态、有机磷形态和核磁共振提取的土壤磷素化合物为指标,从土壤磷素活化形态和有效性的角度,对比各个测定指标之间的关系。分别探究了大尺度样带上土壤磷素形态空间变异规律;不同养分管理对土壤磷素形态和有效性的影响;长期定位实验下不同养分管理对土壤磷素形态及有效性的影响。旨在:1)分析土壤中磷形态与其它土壤性质之间的关系;2)系统的阐明土壤磷形态的空间变异性及其驱动因素;3)通过对比化学连续提取法和³¹P-NMR核磁共振测定法测定磷化合物的含量及形态,揭示磷素在土壤中的动态变化;4)从不同的养分管理模式,土地利用方式、土壤类型、农作物产量的角度,系统地揭示了土壤磷素的形态、空间分布以及有效性的影响因素。主要研究结果如下:1.通过对大尺度样带上土壤磷素形态空间变化的研究发现:供试地带性土壤中,有效磷、无机磷和有机磷分别占全磷的1.17%⁵.28%、42.5%⁹1.9%和8.08%⁵7.5%。化学连续浸提法得到的4种有机磷组分（即活性、中等活性、中等稳定性和高稳定性有机磷）的含量范围有机磷总量的6.18%¹5.1%、31.8%⁵8.7%、2.29%²1.4%和11.8%⁵1.2%。根据溶液³¹P-NMR波谱分析,除棕色针叶林土和暗棕壤外的其它土壤中未检测出膦酸盐的存在,而赤红壤中未检测出脱氧核糖核酸的存在。总体来看,从寒温带的棕色针叶林土到热带的砖红壤,全磷、有效磷、无机磷、有机磷及其组分的含量均呈现下降趋势。化学连续浸提法与溶液³¹P NMR波谱法鉴定的磷素形态之间存在相关关系,正磷酸盐与活性有机磷的关系最为密切,磷酸单酯和膦酸盐与中等活性有机磷的关系最为密切,而焦磷酸盐和磷酸二酯与中等稳定性有机磷的关系最为密切。2.通过对同种土壤上不同养分管理模式下土壤磷素形态及有效性的研究发现:通过化学连续提取和³¹P NMR波谱分析,比较了土壤-作物综合管理模式（ISSM）与高产实践（IP）,再高产实践（HY）和当前农业实践（FP）对东北冲积土（Alluvic Primosol）磷形态的影响。除了Ca₁₀-P与其他组分变化规律相反外,土壤全磷、有效磷、无机磷和有机磷的含量顺序为FP31P核磁共振谱表明,ISSM与HY、IP和FP相比,具有更高的无机正磷酸盐、焦磷酸盐和正磷酸单酯以及更少的正磷酸二酯。3.根据不同养分管理模式在黑土上连续30年的长期定位试验的结果表明:高量猪粪配施化肥的M₄NPK（M₄+NPK）处理中的全磷和有效磷含量显著高于其他5种处理即:（1）M₀CK（对照,不施肥）;（2）M₀NPK（氮（N）,磷（P）和钾（K）肥料）（3）M₂CK（猪粪30吨/公顷）;（4）M₂+NPK（5）M₄CK（猪粪60吨/公顷）。土壤全磷（TP）,有效磷（Olsen-P）,无机磷各组分,有机磷各组分含量的顺序通常为M₀CK0NPK2CK2NPK4CK4NPK。表层土壤中,各处理无机磷各组分的含量按Ca₂-P、Ca₈-P、Ca₁₀-P、Al-P、Fe-P和O-P的顺序分别是M₀CK的1.33²7.81、1.65¹7.59、1.06¹.58、1.65².65、1.08³.60、0.85³.92倍。有机磷各组分含量中,亚表层土壤中的M₄CK中MLOP的含量显著高于M₀CK、M₀NPK和M₂CK处理,但M₂NPK、M₄CK和M₄NPK处理间差异性不显著。