有机肥部分替代化肥对土壤磷素风险管理的可行性研究：基于五年田间试验的产量与磷流失平衡分析

这篇研究通过五年田间试验系统评估了有机肥替代化学氮肥(N)对土壤磷(P)库动态及作物产量的影响。研究发现，50%有机肥替代(M2)在保障玉米产量的同时，未显著增加土壤全磷(TP)、Olsen-P和活性磷(labile-P)含量，而完全替代(M3)会导致表层土壤磷素积累。路径分析揭示树脂-P、NaHCO3-Pi和NaOH-Pi对Olsen-P有直接贡献，有机磷(NaHCO3-Po/NaOH-Po)通过转化为无机磷间接维持磷有效性。研究为"减肥增效"政策下有机肥合理替代比例提供了科学依据。

　　

Highlight

有机肥替代化肥不仅能提升土壤肥力，还可减少环境排放，但关于其对磷(P)风险管理的最佳替代比例仍不明确。本研究通过五年田间试验发现：完全有机肥替代(M₃)虽能维持产量，却导致表层土壤全磷(TP)、Olsen-P和活性磷(labile-P)显著积累，增加磷流失风险；而25%(M₁)和50%(M₂)替代方案在保障玉米产量的同时，未引发磷素过量累积。

Crop yield

与不施磷肥对照(C₁)相比，所有施磷处理均显著提高产量，其中常规化肥(C₂)增产279%，而完全有机肥替代(M₃)仅增产128%。有趣的是，尽管M₁/M₂的磷钾投入量低于C₂，其产量差异却不显著，暗示有机肥可能通过改善磷形态有效性弥补了养分投入的不足。

磷素形态转化机制

路径分析显示：树脂-P、NaHCO₃-P_i(无机磷)和NaOH-P_i对Olsen-P有直接贡献；而有机磷组分(NaHCO₃-P_o/NaOH-P_o)需先转化为相应无机磷才能提升有效性。这解释了为何有机肥处理能通过促进有机磷矿化来维持土壤磷供应水平。

Conclusion

研究表明，50%有机肥替代既能实现"藏磷于土"，又可避免磷素环境风险，是平衡产量与生态效益的最优方案。该发现为我国黑土区(Mollisol)化肥减量行动提供了重要实践依据。