生姜是中国重要的经济作物，具有很高的农业和医疗价值。在栽培过程中，生姜容易出现软腐病、细菌性枯萎病、叶斑病和由土传播病原体引起的变黄，如 黄藓 、日 光假单胞 菌、茄科罗 尔斯顿菌、叶 斑病和 镰刀菌 。在适当的环境条件下，土壤传播的病原体可以侵入生姜根和茎基，引起生姜疾病并减少产量。

为了预防生姜作物的土传疾病，土壤熏蒸已成为中国生姜种植之前的关键步骤。在各种熏蒸剂中，氯化苦（三氯硝基甲烷，CP）是使用最广泛的化合物之一，因为它对土壤传播的病原体具有较高的抑制效率和低环境残留物。

在施用后的几天内，CP 通过化学和微生物过程分解成含氮化合物。CP的降解速率会受到施用速率，土壤湿度，有机质含量和其他土壤特性的影响。可以代谢并使用CP作为能量和养分来源的土壤微生物是CP生物降解的主要参与者。

CP由于其广泛的抗菌活性，环境行为以及对土壤微生物组，土壤酶的生态影响，并最终对养分循环和土壤健康产生了越来越多的关注。先前的研究表明，土壤熏蒸后土壤微生物群落恢复相对较快，经研究发现，反复施用土壤熏蒸剂后，易感土壤微生物可以消失，而这些耐病微生物的比例可以逐渐增加，甚至最终主导土壤微生物组。

由于土壤熏蒸后土壤生物的活性可能降低，一个主要问题是土壤中的养分循环如何受到影响。在土壤中不同的养分循环过程中，许多研究人员探索了CP对氮（N）循环的不利影响，并得出结论，土壤硝化过程可以通过各种土壤类型的土壤熏蒸来抑制。

土壤磷（P）是仅次于氮的第二大植物生长限制养分 尽管土壤系统富含磷，但由于与无机矿物或有机物结合，95-99%的土壤总磷以不溶形式存在，导致约2019%的土壤缺乏可用于植物生长的磷，另一方面，磷矿作为磷肥的原料是一种有限的资源，这也强调了提高土壤磷的可用性以促进植物生长的迫切需要。

植物吸收的土壤磷的可用性取决于土壤中存在的不同形式磷的组成。Hedley的P顺序提取方法基于植物的P可用性，将土壤P组分分类为（1982）树脂-P（容易获得的P），一种可溶性无机正磷酸盐在土壤溶液中，是唯一可以被植物直接吸收的形式。

然而，农业系统中土壤磷循环对长期重复土壤熏蒸的响应模式仍远未明确。了解长期土壤熏蒸田间土壤磷的转化，对于深入了解土壤熏蒸与土壤磷有效性之间的相互作用至关重要。因此，本研究旨在了解重复氯化苦熏蒸对生姜产量、磷吸收、土壤磷酸酶活性和土壤磷组分的影响。假设重复绿苦熏蒸可提高生姜产量，但通过增加生姜磷吸收降低土壤速效磷含量。

选择了属于平原地区当地小农户的生姜产地。所有农场的历史种植系统都是小麦-玉米轮作。这些系统在不同年份分别于2012年、2016年和2019年改为单一栽培生姜生产。土壤熏蒸剂氯化苦在预防土传疾病方面的应用始于生姜生产的种植。我们选择了每年进行0年、3年和7年氯化苦熏蒸的田地。复制场的大小范围为 530 至 1300 m2.从每个重复田中采集5个土壤样品，以考虑土壤异质性并分别进行分析。

农业管理实践，如耕作，然后熏蒸，骑乘和沟壑，种植前用生物肥料（微生物生物防治剂）施肥，用复合矿物质施肥（N-P2O5-K2O：18-15-22）和有机肥（豆粕）以及植被期8个月的露天灌溉在所有田间相似。在整个生姜生育期内，总磷输入量约为48 kg ha−1。

在熏蒸前（0/20/05），熏蒸后（03/2019/28），中期生长期（03/2019/24）和收获（08/2019/23）四个阶段收集10–2019 cm深度的表土样品。将每个样品分成两个子样品：一个风干以获得土壤化学性质，另一个储存在4°C以分析土壤磷酸酶活性。

生姜产量和磷吸收

在收获阶段估计姜根茎产量。除F7-3样地外，每块田地均随机选择株生姜植株，其中所有生姜植株在进行采样之前都死于土传播疾病。对于生姜植物样品，通过重量分析测量鲜芽和根茎的生物量。姜根茎产量由当地农民估算，姜笋产量是根据姜植株样品测得的枝条生物量和根茎生物量之比计算的。

土壤磷酸酶活性

土壤AiP是根据Tabatabai和Bremner描述的方案测量的。简而言之，将1.0 g新鲜土壤（< 2 mm）加入50 mL烧瓶中，以及0.2 mL甲基苯、1.0 mL 0.05 M对硝基苯基磷酸酯和4.0 mL改性pH 6.5通用缓冲液，混合并在37°C下孵育1小时。 然后，1.0 mL 0.5 M 氯化钙2并加入4.0mL 0.5 M NaOH终止反应，然后过滤混合物。使用分光光度计在410nm处测量滤液的吸光度。

土壤中的P组分

Olsen等人提出的土壤Olsen-P在用0.5mol L提取后使用钼酸盐蓝法进行比色分析−1氢氧化钠3在pH 8.5下30分钟。土壤P组分依次使用根据Tiessen略微修改的方法提取。简而言之，将0.5 g风干土壤（<0.25 mm）放入50 mL离心管中。

并依次用：

（1）超纯水与两个阴离子交换树脂膜条（1 cm × 2 cm）转化为碳酸氢盐形式，

（2）0.5 M NaHCO一起提取3和

（3）0.1M NaOH和1M HCl在25°C下16小时（180rpm）。将土壤悬浮液在10°C下以000，10g离心0分钟并倾析。

调节pH后，使用钼酸离子比色法在700nm处测量每种提取物中的无机P（Pi）级分。使用ICP-OES测定提取物中的总P，而有机P组分（Po）计算为TP和Pi之间的差异。P馏分被解释为树脂-P，NaHCO3-P ，NaOH-P和闭塞P。通过从样品的TP浓度中减去其他P级分的总和来估计闭塞P的浓度。

统计分析

使用柯尔莫哥罗夫-斯米尔诺夫和莱文检验检验测量数据的正态性和方差的均匀性（ p > 0.05）进行测试。由于Olsen-P、P分数组成以及AiP和AlP活性值的非正态分布，使用Wilcoxon检验的非参数Kruskal-Wallis分析（ p < 0.05）来促进不同处理之间的比较。

磷酸酶活性

在整个生姜生育期，F0的平均AiP活性显著高于F3和F7。在F0中，平均AiP活性从24.0 mg p -硝基苯酚g变化−1h−1熏蒸前至14.6mg 对 硝基苯酚G−1h−1熏蒸后，恢复至19.6mg p -硝基苯酚g−1h−1收获后。

F3和F7之间没有显着差异（12.1至13.8mg p -硝基苯酚g−1h−1），但熏蒸后采集的样品除外。对于熏蒸后收集的样品，F3（13.9 mg 对 硝基苯酚g−1h−1） 比在 F7 （9.4 毫克对 硝基苯酚 g−1h−1).

不同处理土壤磷的变化

熏蒸前采集的样品中，土壤Olsen-P含量分别为129.8、106.2和148.3 mg kg−1分别在F0、F3和F7中，三个熏蒸场之间的差异无统计学意义。在整个生姜生育期内，当地农民施用化肥和生姜对磷的吸收使土壤Olsen-P含量变化分别为111.1~162.1、87.1~127.2和137.8~203.6 mg kg−1分别在 F0、F3 和 F7 中。

对于每个P级分，不可用的Occluded-P表现出与TP相似的变异，但F0中的含量显着降低（461至738mg kg）−1） 比 F3（1485 至 2019 毫克公斤）−1）和F7（1237至1522毫克公斤）−1).在F3中发现NaOH-Po和NaOH-Pi的含量显著降低（NaOH-Po：20至153mg kg−1;氢氧化钠-皮：

65 至 89 毫克 kg−1）与F0（氢氧化钠：32至273毫克千克）相比−1;氢氧化钠-皮： 159 至 204 毫克 kg−1）和F7（氢氧化钠：28至275毫克千克）−1;氢氧化钠-皮： 133 至 159 毫克 kg−1).NaHCO的含量无显著差异3-Po 在三种处理中，而 NaHCO 的内容3-Pi和树脂-P在F7中明显高于F0和F3。

土壤性质、磷组分和磷酸酶的相关性分析

采用冗余分析法进一步分析了所选土壤性质对土壤磷组分组成的影响。前两个轴解释了总变异的 99% 以上。结果表明，闭塞P组分是F3的主要形式，其他不稳定P组分在F0和F7中占主要位置，且无显著差异。

不同年份CP熏蒸对生姜产量和磷吸收的影响

在这项研究中，我们发现F0和F3的生姜产量没有显著差异，而由于土传播病害的高水平，F7的产量显著下降。在Yao等人的一项研究中也发现了类似的结果，他们得出结论，与78年后未经处理的对照相比，使用17%二氯丙烯+ 2%氯化苦的混合物进行植前熏蒸不会影响苹果树的生长和产量。

他们认为，这些结果可能与CP对土传疾病的抑制作用降低有关。我们的研究也与Zhang等人进行的一项研究一致，他们发现草莓产量增量随CP熏蒸的不同连续年份而变化，最大为2.0 kg m−22年后，然后下降到0.9公斤米−25年后。

不同年份CP熏蒸对磷组分的影响

使用具有不同提取剂的顺序方法提取的土壤P组分是其在土壤溶液中的溶解度及其对植物的可用性的指标。在我们的试验田中，历史上的种植制度是生姜种植前的玉米-小麦轮作。作为一种经济作物，生姜种植比谷类作物（玉米和小麦）需要更多的肥料投入，导致F3和F7的总P水平明显高于F0。

施肥增加了土壤溶液中磷的浓度，从而增强了土壤颗粒对磷的吸附，使得F3和F7中的生姜植物无法获得土壤P。因此，我们没有参考本研究的总含量，而是关注每个P分数与总磷的比例，以比较土壤磷的组成。

另一方面，F7中生姜产量和磷吸收量的显著降低，以及磷肥施用量的减少，可能进一步导致土壤表面更多的有效磷组分延迟，因为植物吸收是土壤系统中磷最重要的输出之一。

因此，低P利用效率和高比例的易不稳定P（树脂-P）、不稳定P（NaHCO）的比例3-P）和 F7 中度不稳定的 P （NaOH-P） 可能会导致严重的环境问题，例如地表径流冲刷的水富营养化或 P 浸出到地下水系统中。

2019年CP熏蒸后，不同土壤磷组分中有机磷（尤其是NaOH-Po）的比例显著增加，这可能是由于土壤微生物裂解释放出微生物有机磷所致。然后，释放的微生物有机P组分通过各种土壤磷酸酶矿化为可用的无机CP。

然而，CP熏蒸也降低了土壤磷酸酶活性，尤其是我们研究中的AiP，这可能会延缓有机磷的矿化，最终导致有机磷在土壤中的积累，然而，微生物机制的细节也有待进一步研究。

Huang等人之前进行的一项实验室培养研究发现，CP熏蒸显着增加了NaHCO的比例3-Po在酸性土壤中长达14天，并显着降低NaHCO的比例3-Po在碱性土壤中长达49天。49种土壤CP处理30 d后土壤磷组分均恢复到相近水平。

他们建议，由于土壤速效磷的增加，农民可以在早期（<3天）减少磷肥的施用。然而，研究发现，通过裂解死微生物释放的速效磷可能无法满足生姜对土壤磷日益增长的需求，此时磷缺乏可能成为F2010获得更高产量的主要限制因素。随着CP熏蒸年限的增加，土传病原体可能对CP产生抗药性，导致F<>生姜严重死亡。这时，我们首先应该考虑寻找另一种有效的方法来预防土传疾病。

在这项研究中，我们测试了不同年份的氯化苦熏蒸对生姜产量、磷酸酶活性和土壤磷有效性的影响。结果表明，与首次CP熏蒸田生姜产量相比，CP熏蒸3年田间生姜产量无显著差异然而，CP熏蒸3年后土壤速效磷含量显著下降，这可能成为影响生姜产量的重要限制因素。

反复CP熏蒸7年后生姜产量明显下降，此时生姜死亡成为生姜生产的主要限制因素，应首先考虑用更好的方法控制土传病害，而不是单纯的CP熏蒸。反复CP熏蒸后较低的磷酸酶活性也是土壤磷有效性降低的重要影响因素，这突出了微生物机制，特别是磷增溶微生物，需要进一步研究长期重复CP熏蒸后生姜产量和土壤磷有效性的变化。