生物炭、粪肥和沼液等有机肥长期施用可有效提高农田土壤磷素水平，但目前关于上述有机肥施用对土壤胶体磷的内在影响机制缺乏深入了解。本研究在浙江省生物炭、粪肥和沼液等有机肥施用的农田土壤中采集了12种土壤样品，利用超速离心和超滤方式对胶体磷亚级组分进行有效分离后，开展了纳米胶体磷（NCP：1-20 nm）、细胶体磷（FCP：20-220 nm）、中胶体磷（MCP：220-450 nm）粒径分布及组成特征研究，阐明了生物炭、粪肥和沼液施用对农田土壤中胶体磷粒径分布及组成的作用机制（图1）。

本研究验证了课题组先前关于土壤胶体磷在区域尺度上具有空间分布格局特征的研究结论，进一步明确了胶体磷释放是施用有机肥的土壤中磷素运移的关键过程（图2）；通过分析比较土壤中纳米胶体、细胶体和中尺寸胶体磷的含量及成分差异，获得了土壤胶体磷亚级组分形成的主要决定因素（图3），揭示了不同外源碳输入策略对土壤胶体磷亚级组分含量的影响机制，为农田磷素流失精准阻控提供了重要依据。

摘要图

图1 有机肥施用土壤中胶体磷亚级组分释放机制

图2 土壤溶液中总溶解磷（TDP）在（A）溶解无机磷（DPi）和溶解有机磷（DPo；以TDP的%计）；（B）胶体磷（Pcoll）和真溶解态磷（TSP）分布（均以TDP%计）；胶体磷在不同粒径范围内：（C）全部粒径尺寸1-450 nm、（D）纳米胶体颗粒（NC，1-20 nm）、（E）细胶体颗粒（FC,20-220 nm）、（F）中胶体颗粒（MC，220-450 nm）中的无机（Picoll）及有机（Pocoll）磷分布（均以Pcoll%计）

图3 胶体磷（Pcoll、Picoll、Pocoll）与其他胶体（OCcoll、Fecoll、Alcoll、Mgcoll、Cacoll、Sicoll和Mncoll）在纳米（NC；1 − 20纳米），精细-（FC；20 − 220纳米）和中等尺寸（MC；220 − 450nm）上（A）Pearson相关系数（B）主成分分析（PCA）以及（C）模型精度剖析

文章结论

胶体颗粒作为土壤磷素迁移的关键载体，增加了磷素在土-水界面的潜在流失风险；

相比于粪肥和沼液施用土壤，生物炭的输入有效降低了土壤中的胶体磷含量，其具体机制有待进一步探索；

在三种不同粒径尺寸的胶体颗粒中，有机碳始终是胶体磷形成的主要决定因素，但其他胶体成分的作用重要性在胶体磷不同亚级组分中有所不同；

纳米胶体磷与Ca相关，中尺寸胶体磷与Mn/Fe/Al相关，而细胶体磷与Ca/Mn/Fe/Al均相关。