近期，省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所陶亮研究員、中國科學(xué)院南京土壤研究所蔣瑀霽研究員以及中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所劉冬特任研究員聯(lián)合開展的長期定位試驗研究取得了新進(jìn)展，揭示了有機(jī)肥長期施用等人類活動對土壤礦物演替以及磷素固定的影響及機(jī)制。

　　紅壤總面積約占世界陸地總面積的45.2 %，約640萬平方公里，是土壤圈的重要組成部分。而我國紅壤區(qū)總面積達(dá)218萬平方公里，涵蓋15個省區(qū)，占國土面積的21%；其人口占全國的40%，耕地面積占全國的30%，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占全國的50%。在我國，紅壤區(qū)土體大體呈酸性，但劇烈的人為活動導(dǎo)致了華南紅壤區(qū)土壤出現(xiàn)加速酸化、養(yǎng)分元素流失、重金屬環(huán)境風(fēng)險加劇等系列環(huán)境問題。大量研究表明，施用有機(jī)肥對緩沖土壤酸化、增強(qiáng)養(yǎng)分元素賦存具有正向推動作用，但長期施用有機(jī)肥對土壤性質(zhì)的影響尚不清楚，這不僅導(dǎo)致無法準(zhǔn)確評估土壤肥力狀況，還使得推行化肥減量增效、有機(jī)肥替代化肥等政策的實施缺乏科學(xué)依據(jù)。

　　基于此，研究團(tuán)隊依托中國科學(xué)院鷹潭紅壤生態(tài)實驗站，針對長期（16年）施用有機(jī)肥條件下紅壤中粘土礦物的轉(zhuǎn)化過程開展研究。粘土礦物是土壤中的關(guān)鍵活性礦物之一，對調(diào)控土壤物理、化學(xué)性質(zhì)及微生物群落組成等特征起到?jīng)Q定性作用。研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥導(dǎo)致了土壤粘土礦物從2:1型向1:1型迅速轉(zhuǎn)化（圖1），該轉(zhuǎn)變過程可能與土壤微生物群落密切相關(guān)。另一方面，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)施肥后磷素的賦存量與土壤膠體含量呈顯著正相關(guān)，其中粘土礦物作為基質(zhì)，提供了大量的磷賦存位點，對磷的穩(wěn)定吸附起到了促進(jìn)作用。

　　圖1注:不同施肥措施下典型粘土礦物的定量分析結(jié)果

　　該研究觀點的提出，初步證實了長期有機(jī)肥施用促進(jìn)土壤粘土礦物轉(zhuǎn)化的潛在生物學(xué)機(jī)制，并揭示了磷素在土壤礦物中的賦存機(jī)制，為深入了解土壤施用有機(jī)肥后磷的遷移和賦存特征提供了數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)，為綜合提升土壤耕地地力和保障土壤健康提供科學(xué)依據(jù)。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在國際礦物學(xué)領(lǐng)域主流期刊Applied Clay Science上，上述工作得到了國家自然科學(xué)基金項目及廣東省相關(guān)項目資助。

　　論文信息：Liang Tao, Xiaocui Wen, Hui Li, Chuanqin Huang, Yuji Jiang, Dong Liu, Bo Sun, Influence of manure fertilization on soil phosphorous retention and clay mineral transformation: Evidence from a 16-year long-term fertilization experiment，2021, Applied Clay Science, Volume 204, 106021.

　　全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.clay.2021.106021

　?。ㄊ】茖W(xué)院土壤環(huán)境所土壤界面研究團(tuán)隊 陶亮/供稿）