長期施磷黑土中磷的吸附–解吸特征及其影響因素

王 瓊，陳延華，張乃于，秦貞涵，金玉文,4，朱 平，彭 暢，Colinet Gilles，張淑香*

（1 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所/耕地培育技術國家工程實驗室，北京 100081；2 TERRA,Gembloux Agro-Bio Tech, University of Liege, Gembloux 5030, Belgium；3 北京市農林科學院植物營養與資源環境研究所，北京 100097；4 河北農業大學資源與環境科學學院，河北保定 071000；5 吉林省農業科學院農業環境與資源研究中心，吉林長春 130033）

磷是植物生長的必需營養元素，影響著作物的產量與品質[1]。我國有的農田因長期過量施肥造成磷素大量累積，造成磷流失，引起水環境富營養化等問題[2]。也有農田長期不施或很少施磷肥，土壤磷素嚴重虧缺，制約了作物產量[3]。土壤的磷供應量和土壤的緩沖能力[4–5]及磷的吸附也常常用于環境磷評估[6–7]。因此，了解磷吸附–解吸特征對提高磷素有效性和評估環境磷流失風險至關重要。

磷的吸附等溫曲線常用來研究土壤對磷的吸附–解吸特征[8]。最常用的Langmuir方程中的一系列參數，如最大吸附量(Qm)、最大解吸量(Dm)、最大緩沖容量(MBC)等，常用來評估土壤磷素的移動能力，評價土壤磷流失風險。土壤中的磷水平對磷的吸附解吸特征有直接的影響[9]。在低磷條件下，土壤磷吸附位點數量較多，磷吸附結合能較強，土壤磷以高能吸附為主，具有較高的Qm和MBC值及較低的Dm。隨著磷投入的不斷增加，高能吸附位點逐漸飽和，磷的吸附轉為低能吸附，土壤Qm和MBC顯著降低，Dm值則顯著增加[10–12]。此外，土壤有機質、pH、金屬氧化物、土壤黏粒含量等，也影響著土壤磷的吸附–解吸[13–14]。粘粒和粉粒的增加可以促進土壤對磷的吸附[12,15]。陳波浪等[16]分析了不同質地的棉田土壤，發現土壤的最大緩沖容量和吸附量均隨粘粒含量的增加而增大。Abdala等[17]在對巴西高度風化土壤研究中指出，無定形鐵鋁氧化物通過提供額外的磷吸附位點，以抵消有機質對磷吸附的抑制作用。因此，探明磷吸附解吸特征變化的影響因素對降低土壤對磷的吸附、提高磷的有效性具有重要意義。目前的研究均是基于將不同的處理綜合作為一個整體，探討土壤性質對磷吸附解吸特征的影響[11–12,18]。然而，土壤不施磷與施磷吸附解吸特征對土壤性質的響應及其機制是完全不同的，目前關于這方面的研究較少。土壤對磷的吸附解吸影響了磷素的移動性，磷吸附飽和度(DPS)綜合考慮了土壤磷素水平和磷固持能力，常用來評估磷素的遷移和淋溶損失[19–22]。當土壤的DPS值小于其環境界限時，土壤中的磷素易被土壤顆粒吸附而成為結合態的磷從而被土壤固定，減少磷在土壤中的移動；當由于長期磷肥的投入，土壤中磷的吸附位點逐漸達到飽和，DPS超過其環境界限值時，土壤對磷的固持能力降低，易引起磷素的淋失而造成水體污染[23–24]。因此研究土壤剖面的磷吸附–解吸特征以及確定土壤的DPS環境界限值，對減少磷素流失風險具有重要研究意義。

東北黑土是我國最主要的糧食主產區和商品糧基地之一，具有土壤肥力高、結構好等特點。然而，近些年由于不合理的磷肥投入和磷素管理使得該地區磷素含量差異很大，一些區域磷素大量累積，甚至出現了磷素流失現象。了解不同施肥狀態下黑土不同土層磷的吸附–解吸特征，對于預測黑土磷的長期累積和釋放動態、提高磷的有效性，降低磷流失風險至關重要。本研究依托黑土長期定位試驗，基于試驗不同施肥處理，探討土壤在長期(29年)不施磷與施磷后磷的吸附解吸特征，定量化解釋不同誘因與這些特征之間的關系，并確定黑土磷吸附飽和度值，以期為黑土地區提高磷有效性及減少農業面源污染提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

本試驗是在中國農業科學院中層黑土土壤肥力和肥料效益長期監測站(吉林省公主嶺市：124°48′34″E，43°30′23″N)進行的，該監測站建于1989年，試驗始于1990年。該地區土壤為中層典型黑土，土壤成土母質為第四紀黃土狀沉積物。該監測站屬于溫帶大陸性季風氣候區，四季分明，年均溫為4℃～5℃，年均降水量為590.7 mm，作物生長季主要集中在4—9月，年積溫為 2800℃。

1.2 試驗設計

于2018年選擇黑土長期定位試驗中的4個不同處理不同土層(0—20、20—40和40—60 cm)土壤樣品。試驗處理分別為：不施肥對照(CK)；施氮、鉀肥(NK)；施氮、磷、鉀肥(NPK)；氮磷鉀+有機肥處理(NPK+M)。NK和NPK處理中的氮(尿素)和鉀(硫酸鉀)用量分別為N 165 kg/hm2、K 68 kg/hm2，P處理中的磷(磷酸二銨)用量為P 36 kg/hm2。NPK+M處理中氮、磷和鉀來自化肥的量分別為N 50 kg/hm2、P 36 kg/hm2和K 68 kg/hm2，來自有機肥(牛糞)的量分別為 N 115 kg/hm2、P 39 kg/hm2和 K 77 kg/hm2。有機肥作為底肥，磷、鉀化肥以及1/3的氮肥作為底肥，其余2/3的氮肥于拔節前追施在表土10 cm處。試驗不設重復處理，每個試驗小區隨機排列，面積約400 m2(57.18 m×7 m)，多點取樣彌補試驗無重復的缺陷。春玉米連作是主要的種植方式，于4月末播種，9月末收獲。試驗區按常規方式進行統一的田間管理，在2018年玉米秋收后，將試驗地沿其長邊三等分，并將其設置為3個重復小區，用“S”形取樣方法采集每個重復的土壤樣品，混勻、風干和過篩后對土壤樣品進行分析測定。土壤的基礎理化性質詳見表1。

表1 黑土長期定位試驗土壤的基礎理化性質Table 1 Physiochemical properties of black soil at the establishment of a long-term experiment

1.3 土壤樣品分析

有機質采用重鉻酸鉀外加熱法測定，全磷采用H2SO4–HClO4消化，鉬銻抗比色法測定。有效磷采用兩種分析方法測定，一種是Olsen-P采用NaHCO3提取，鉬銻抗比色法測定；另一種是用Mehlich-3溶液(0.2 mol/L CH3COOH+0.25 mol/L NH4NO3+0.015 mol/L NH4F+0.013 mol/L HNO3+0.001 mol/L EDTA)浸提，并用ICP-AES測定[25]，其測定的有效態養分含量分別記為M3-Ca、M3-Mg、M3-Fe、M3-Al和M3-P。pH以土水比(1∶2.5)提取，電位法測定。游離態鐵鋁氧化物(Fed，Ald)以Na2S2O4–Na3C6H5O7–NaHCO3(DCB)浸提，無定形態鐵鋁氧化物(Feo，Alo)用0.2 mol/L草酸銨緩沖液(pH=3)浸提，絡合態鐵鋁氧化物(Fep，Alp)用0.1 mol/L焦磷酸鈉溶液(pH=8.5)浸提，用電感耦合高頻等離子體發射光譜法(ICP-AES)進行測定[26]。土壤比表面積采用氮氣吸附法測定[26]。

1.4 磷等溫吸附–解吸試驗

首先，配置含KH2PO4濃度為0、5、10、20、40、80、120 mg/L的系列溶液，每份溶液中加入3滴甲苯以抑制微生物活動，用0.01 mol/L NaCl調節溶液pH=7。稱取過0.85 mm篩的風干土樣1.00 g于50 mL離心管中，分別加入以上溶液25 mL，在150 r/min、25℃下恒溫震蕩培養1 h，再靜置平衡1 h，然后離心10 min (4000 r/min)，上清液中的磷含量用鉬銻抗比色法測定。初始所添加的不同溶液中磷含量與平衡后對應的上清液磷含量的差值即為土壤吸附磷量。離心管中的土壤加入20 mL飽和NaCl溶液混勻、離心(4000 r/min)、過濾，重復兩次，以此去除掉土樣中游離的磷酸鹽。然后在試管中加入0.01 mol/L NaCl溶液25 mL，同時加入3滴甲苯，振蕩、平衡、離心并測定上清液濃度(同吸附試驗)。溶液中的磷濃度為磷解吸量[27]。

1.5 計算方法

Langmuir吸附方程[28]：

式中，C為平衡溶液磷濃度(mg/L)；Q為土壤磷吸附量(mg/kg)；Qm為土壤磷最大吸附量；KQ為土壤吸附親和力常數；土壤最大緩沖容量(maximum buffer capacity，MBC，mg/kg)是Qm和KQ兩個因子的綜合參數，MBC = KQ×Qm。

Langmuir解吸方程[29]：

式中，C為平衡溶液磷濃度(mg/L)；D為土壤磷解吸量(mg/kg)；Dm為土壤磷最大解吸量(mg/kg)；KD為土壤磷解吸親和力常數；解吸率(Dr)是Dm與Qm的比值。

磷吸附飽和度 (DPS，%)[29–30]：

式中，Olsen-P為土壤有效磷；Qm為土壤磷最大吸附量；M3-P、M3-Fe、M3-Al由Mehlich 3浸提測定(mg/kg)，見1.3部分。

1.6 數據分析

采用SPSS 20軟件對數據進行分析，采用單因素方差分析(ANOVA)和Duncan檢驗，比較不同施肥處理不同土層磷吸附解吸特征參數以及土壤性質的差異(P＜0.05)；采用配對樣本T檢驗的方法比較同一土層不施磷與施磷處理土壤性質的差異。用R語言中的“psych”包進行土壤性質與磷吸附解吸特征之間的Pearson相關分析，用“vegan”包進行冗余分析(RDA)，以確定不施磷肥與施磷肥處理影響土壤磷吸附解吸特征的主要土壤因素。用Origin 9.0進行磷吸附解吸特征與土壤性質的繪圖。

2 結果與分析

2.1 不施磷與施磷條件下不同土層黑土磷的吸附–解吸特征

2.1.1 磷吸附與解吸曲線 由圖1可知，土壤磷吸附量與解吸量隨平衡溶液磷濃度的升高呈先快速上升再緩慢增加的趨勢。平衡溶液磷濃度為0～20 mg/L時，土壤磷吸附量和解吸量隨平衡溶液磷濃度的增加迅速增加，繼續提高平衡溶液磷濃度，磷吸附–解吸曲線逐漸變緩。同一土層中，土壤對磷的吸附量順序整體表現為CK＞NK＞NPK＞NPK+M，CK和NK處理土壤的磷吸附量遠遠高于NPK和NPK+M處理，且同一處理土壤對磷的吸附量隨土層的加深而降低（圖1a～c）相反，同一土層土壤的磷解吸量順序為：NPK+M＞NPK＞NK＞CK，施磷處理的磷解吸量高于不施磷處理，在0—20 cm土層中差異更大（圖1d～f）。

圖1 長期不施磷與施磷處理黑土0—60 cm土層磷吸附–解吸等溫線Fig.1 Phosphate isothermal adsorption and desorption curves of black soil treated with and without P fertilizers in 0–60 cm profile

2.1.2 磷吸附–解吸方程及特征參數 Langmuir方程計算的不同處理的磷吸附、解吸等溫曲線，其決定系數R2分別為0.8368～0.9969和0.8215～0.9955，達到極顯著水平，具有統計學意義(表2)。

磷最大吸附量(Qm)反映了單位重量土壤中磷吸附位點的數量，可用于評價土壤對磷的吸附能力[31–32]。黑土的 Qm值范圍為 192.31～815.85 mg/kg。同一土層中，與CK和NK處理相比，NPK和NPK+M處理的Qm值降低了4.94%～63.46%；NPK+M處理0—20和20—40 cm的Qm值降低幅度大于NPK處理，比NPK處理分別降低了27.54%和31.82%。隨土層的加深，各處理土壤Qm值均降低，40—60 cm的Qm值比0—20 cm降低了35.49%～73.17%。KQ反映了土壤對磷的親和力，其值的高低代表了土壤對磷的吸附力強弱[4]。與CK和NK處理相比，NPK和NPK+M處理的KQ值在0—20和20—40 cm土層分別降低了33.33%～66.67%和14.29%～42.86%。NPK+M處理的下降幅度又大于NPK處理，0—20、20—40、40—60 cm土層分別比NPK處理降低了50.00%、33.33%和18.52%。土壤最大緩沖容量(MBC)值是結合了Qm和K的綜合參數，MBC值越高，被土壤吸附的磷越多[33]。相較CK和NK處理，NPK和NPK+M處理的MBC值在0—60 cm剖面降低了15.90%～75.18%，3個土層NPK+M處理的MBC值均低于NPK處理，比NPK處理低了12.39%～52.58%。土壤磷吸附飽和度(DPS)是基于土壤磷吸附位點的飽和度，決定土壤磷釋放強度和土壤磷容量[20–22]，一般用來表征土壤固磷能力以及磷素流失的風險[34–36]。DPS越高，土壤對磷的固定能力越弱，磷被淋洗流失的風險越大。以土壤M3-P和Olsen-P計算的DPSM-P和DPSO-P的范圍值分別為0.12%～25.96%和0.49%～24.75%，均隨著磷添加濃度的增加而顯著增加。0—60 cm土層上，NPK+M處理的DPSM-P和DPSO-P值最高，分別比NPK處理增加了1.97～4.92和2.60～5.43倍。隨著土層加深，DPSM-P值呈降低趨勢，40—60 cm土層不同處理DPSM-P值比0—20 cm土層降低了49.30%～70.08% (表2)。

磷最大解吸量Dm定義為磷吸附位點飽和時的可解吸量，反映了可提供給土壤溶液中最大磷含量。Dr反映了磷的解吸程度，Dr值越高，磷的解吸能力越強[4,28]。Dm與Qm隨施磷量變化呈相反的趨勢，在0—20 cm土層中，施磷處理的Dm值高于不施磷處理，以NPK+M處理Dm值最高，其Dm值比其他處理增加了38.38%～261.40%。施磷肥處理比不施磷處理增加了0—60 cm剖面的Dr值，增加率為8.52%～474.0%，每個土層均以NPK+M處理Dr值最高，比NPK處理顯著增加了34.27%～91.32% (表2)。

表2 不施磷與施磷處理黑土各土層磷的吸附–解吸方程及特征參數Table 2 Phosphate adsorption and desorption equations and parameters of black soil with and without P application in three soil depths

2.2 土壤性質

由圖2可知，在3個土層中，與不施磷處理(CK和NK)相比，施磷處理 (NPK和NPK+M) 的全磷和土壤有機質(SOM)含量分別增加了34.40%～145.5%和12.77%～50.07%，Fed+Ald的含量降低了5.14%～11.35% (P＜0.05)。在0—40 cm土層中，施磷處理的Feo+Alo和Fep+Alp含量分別比不施磷處理增加了13.06%～18.22%和20.66%～32.15%。同時，施磷處理比不施磷處理顯著增加了M3-Fe在0—20和40—60 cm土層中，M3-Ca在40—60 cm土層中的含量。對于不施磷處理，SOM、M3-Al和M3-Fe含量在40—60 cm土層中比0—20 cm土層中分別降低了27.10%、7.71%和20.50%，Fed+Ald含量增加了4.70% (P＜0.05)。施磷處理的全磷、SOM、Feo+Alo、Fep+Alp、M3-Al和M3-Fe含量在40—60 cm土層中分別比0—20 cm土層中降低了48.51%、40.60%、10.52%、24.40%、2.11%和16.33%，M3-Ca含量增加了 12.53% (P＜0.05)。

2.3 土壤性質與磷吸附–解吸特征參數的關系

由圖3a可知，在不施磷肥處理中，全磷(Total P)與吸附飽和度(DPSO-P)值呈顯著負相關，與磷最大吸附量(Qm)呈顯著正相關；土壤有機質(SOM)、M3-Al和M3-Fe均與Qm呈顯著正相關關系，與磷吸附親和力常數(KQ)、磷最大緩沖容量(MBC)和磷解吸率(Dr)呈顯著負相關關系；pH與DPSM-P和DPSO-P值均表現出顯著的負相關關系；Fep+Alp與Feo+Alo均與DPSM-P呈顯著正相關關系(P＜0.05)。SOM與M3-Fe為顯著正相關，Fed+Ald與Feo+Alo為顯著負相關關系(P＜0.05)，Fep+Alp與pH呈極顯著負相關，與M3-Fe呈極顯著正相關(P＜0.01)。冗余分析(redundancy analysis，RDA)結果表明：土壤性質能解釋不施磷處理磷吸附解吸特征參數變異的77.59%。其中，SOM、Fed+Ald和Total P是主要因素，其解釋率分別為36.73%、16.55%和13.38% (P＜0.05) (圖4a)。

由圖3b可知，在施磷肥處理下，土壤性質主要對DPSM-P、DPSO-P和MBC有顯著影響。全磷、SOM、Fep+Alp、pH和M3-Mg均與DPSM-P和DPSO-P表現出顯著正相關關系，與MBC表現出顯著負相關關系，此外，Fep+Alp與KQ、Dm和Dr呈顯著負相關關系(P＜0.05)；Feo+Alo與DPSM-P和DPSO-P呈顯著正相關關系 (P＜0.05)；Fed+Ald、M3-Ca 與 DPSM-P和DPSO-P呈極顯著負相關關系(P＜0.01)。Total P與SOM之間具有極顯著的正相關關系，且均與Fed+Ald、M3-Ca呈顯著負相關關系，與Feo+Alo、Fep+Alp、pH和M3-Mg呈顯著正相關關系(P＜0.05)。Fed+Ald與Fep+Alp、M3-Mg呈顯著負相關，與M3-Ca、M3-Fe呈顯著正相關關系(P＜0.05)。Feo+Alo與Fep+Alp之間具有極顯著的正相關關系，且均與M3-Ca呈顯著負相關關系，與M3-Mg呈顯著正相關關系(P＜0.05)。RDA結果表明：土壤性質能解釋施磷處理磷吸附解吸特征參數變異的90.62%，其中，Fed+Ald、Fep+Alp、pH和SOM是主要影響因素，分別解釋了33.94%、28.57%、5.89%和3.28% (P＜0.05)(圖 4b)。

圖3 不施磷與施磷處理黑土性質指標與磷吸附–解吸特征參數的關系Fig.3 The relationship between soil property indexes and P adsorption and desorption parameters of black soil treated with and without P fertilizers

圖4 不施磷與施磷處理黑土性質指標對磷吸附–解吸特征參數的影響Fig.4 Effects of soil property indexes on P adsorption and desorption parameters of black soil treated with and without P fertilizers

3 討論

3.1 黑土不施磷與施磷條件下的吸附–解吸特征

由圖1可知，不同處理磷的吸附量均呈先快速上升，再逐漸趨于平緩的趨勢。這與劉彥伶等[10]在黃壤、Yang等[28]在黑土、Zhang等[12]在潮土等的研究結果相似。出現這種現象的原因可能是，土壤對磷的吸附過程是一個多階段的動力學過程，受到固相的吸附能力和停留時間的影響[37]。在土壤平衡溶液磷濃度較低的情況下，化學吸附主導吸附過程，離子交換和配位交換是其吸附率高的主要機制[38]。而在平衡磷濃度較高的情況下，隨著土壤中磷可利用的吸附位點逐漸飽和，溶液中的磷以較慢的物理–化學吸附形式被土壤固定[4,38]。不同處理中磷的解吸量要遠低于土壤對磷的吸附量，這說明吸附在土壤中的磷素可以在一定程度上發生解吸反應重新釋放到土壤溶液中去[28]。隨著土壤平衡溶液中磷濃度的增加，土壤磷解吸量呈增加的趨勢(圖1)。可能的原因是在平衡溶液磷濃度低的情況下，磷吸附在土壤膠體高鍵能位點上，具有較高的結合力，而隨著土壤平衡溶液中磷濃度的增加，土壤對磷的結合能逐漸降低，吸附于土壤的磷容易被解吸，磷的解吸量逐漸增加[39]。

在不施磷處理中，與CK處理相比，NK處理的磷吸附量和最大吸附量有所降低(圖1)。而Qm與Total P、SOM、M3-Fe和M3-Al均為顯著正相關關系(圖3a)。前期研究表明，NK處理較CK處理顯著降低了SOM的含量，對Total P、M3-Fe和M3-Al影響較小[40]，SOM作為影響磷吸附–解吸的一個重要因素，其含量的降低是造成NK處理磷最大吸附量降低的可能原因[4,28]。此外，由圖1和表2可知，與0—20 cm土層相比，不施磷處理在40—60 cm土層中的磷吸附量和磷最大吸附量均顯著降低。這可能的原因是SOM、M3-Fe和M3-Al等的含量降低[40]，減少了磷的吸附位點，從而降低了土壤對磷的吸附。同一土層中，與不施磷肥相比，施磷肥處理顯著降低了磷吸附量、Qm、KQ和MBC，增加了磷的解吸量(Dm)和Dr值(表2)，這與王斌等[41]在灰漠土、Yan等[18]在潮土的研究結果相似，這說明長期磷肥投入降低了土壤對磷素的吸附力，增加了土壤中磷的解吸能力，提高了土壤磷的有效性。然而，劉彥伶等[10]在黃壤上研究指出，施用化學磷肥增加了土壤磷素的吸附位點和吸附結合能，林誠等[42]在黃泥田土壤中研究發現，與不施磷和單施化肥處理相比，化肥配施牛糞顯著增加了磷的最大吸附量，提高了土壤中磷的吸附點位數，這說明磷的吸附解吸的影響因素是多方面的，其影響機理需要深入研究。

3.2 黑土不施磷與施磷條件下土壤性質對磷吸附–解吸特征的影響

土壤的有機質、金屬氧化物和磷素水平等是磷吸附–解吸特征的重要影響因素[11–12,28,43]。在本研究中，不施磷肥處理中有機質與Qm呈顯著正相關關系，與Dm為負相關(圖3a)。這與Yang等[28]在黑土上通過培養試驗得出的結果相似，低磷情況下，有機質的增加顯著提高了Qm值，降低了Dm值。這表明，在磷虧缺情況下，有機質含量的升高增加了磷素的吸附位點，土壤的儲磷能力增加[44]。可能的原因是，有機質自身是一種固磷基質，有機質可通過溶解等作用增強鐵鋁氧化物的活性，從而提高土壤對磷的吸附量[45–46]。本研究結果也表明在不施磷處理中，有機質與M3-Fe有顯著正相關關系，從而驗證了這一觀點。與不施磷肥相比，施磷處理降低了Qm，增加了Dm和Dr值。這說明長期磷投入可以降低土壤對磷的吸附，增加磷的解吸能力，提高磷的利用率[28]。RDA結果表明，在施磷處理中，Fed+Ald和Fep+Alp是影響磷吸附解吸特征的主要因素，其次為pH和SOM(圖4b)。Kang等[47]通過通徑分析發現，雖然有機質與Qm呈極顯著相關，但并沒有對Qm起直接影響，而主要是通過影響鐵鋁氧化物對Qm起間接作用，說明土壤有機質對磷吸附解吸作用的影響，主要通過與鐵鋁氧化物的作用。本研究中，施磷肥處理較不施磷肥處理顯著降低了Fed+Ald含量，增加了Fep+Alp含量，降低了土壤膠體對磷的物理化學吸附潛能，增加了磷的解吸能力[48–49]。

3.3 黑土磷素管理

研究結果表明，施磷肥處理可顯著降低土壤對磷的吸附能力，增加磷解吸能力，提高土壤磷的有效性，但這同時容易增加環境污染的風險[50]。一般把磷吸附飽和度(degree of P sorption saturation，DPS)值=25%，定義為磷流失的臨界值[51]。然而不同土壤上，臨界值DPS值具有差異，如在紅壤上DPS值超過8%，黃壤上DPS值超過10%，均能引起磷流失的風險[10,52–53]。本研究中用兩種方法計算得出土壤DPS值(圖5)，并將其與土壤Olsen-P進行線性關系擬合(P＜0.01)，兩種方法擬合效果均達到顯著水平，R2=0.7888 (DPSO-P)和0.9756 (DPSM-P)。通過前期研究確定的黑土磷素的流失臨界值為50.64 mg/kg[40]，計算得出當土壤達到磷流失臨界值時，DPSO-P和DPSM-P分別為8.82%和7.48%。故本研究認為當黑土DPS值在8%左右時，土壤磷存在高度流失風險。DPS值受Olsen-P、Qm和鐵鋁氧化物的影響，而施肥是產生這種變化的最直接因素。因此，在調節黑土磷素供應和降低磷流失風險時，合理的磷投入和有機無機肥配比應深入考慮。

圖5 磷吸附飽和度(DPSO-P和DPSM-P)與土壤有效磷(Olsen-P)的相關關系Fig.5 The relationship of the degree of P sorption saturation (DPSO-P, DPSM-P) with Olsen-P of soil

4 結論

長期施磷降低了黑土磷的最大吸附量(Qm)和磷緩沖容量 (MBC)，從而降低了對磷的吸附，增加最大解吸量(Dm)，促進了土壤磷的解吸，進而提高了外源磷的有效性。有機肥與化肥配合施用提高磷肥有效性的效果顯著高于單施化肥。依據RDA結果，不施磷條件下，土壤中有機質、游離態鐵鋁氧化物和全磷是影響磷吸附解吸特征參數的主要因素，施磷條件下，土壤中的游離態和絡合態鐵鋁氧化物、pH和有機質是影響磷吸附解吸特征參數的主要因素。