不同有機肥對礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素累積及淋失風(fēng)險研究

李 媛，郝鮮俊，高文俊，楊 杰，孟會生，張 杰，孫大生

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境國家級實驗教學(xué)示范中心，山西 太谷 030801；3山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，山西 太谷 030801)

山西省在煤炭開采的過程中造成地表大面積塌陷，塌陷面積達到10.1萬hm，然而，全省只有2%的復(fù)墾率。2021年中共中央明確進一步提出要強化耕地數(shù)量保護，持續(xù)推進工礦廢棄地土地整理復(fù)墾開發(fā)。因此，對采煤塌陷區(qū)土地進行復(fù)墾是保護耕地的重要舉措。采煤塌陷區(qū)復(fù)墾土壤在復(fù)墾進程中由于機械擾動使得原有土壤剖面上下錯位，心底土上翻裸露，屬于重構(gòu)土壤。裸露的耕層土壤養(yǎng)分含量極低，尤其是土壤有效磷，這是限制礦區(qū)土壤復(fù)墾進程的重要因素之一。為了恢復(fù)土壤肥力以提高作物產(chǎn)量，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民經(jīng)常施入大量無機磷肥，當(dāng)季農(nóng)田磷肥利用率不足25%，大部分磷被石灰性土壤中的Ca、Mg等離子固定。富集在土壤中的磷素在降雨時沿地裂縫、裂隙流入地下水，加劇了淋溶風(fēng)險，在黃土丘陵區(qū)，降水不均勻，主要集中在每年7—9月，丘陵礦區(qū)地塊有一定坡度，夏季暴雨容易產(chǎn)生地表徑流加劇地表和地下水的污染，這成為威脅礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要因素之一。同時，磷礦資源作為不可再生資源將在50～225年內(nèi)因人口對糧食需要的增加而面臨枯竭的危機，而有機肥具有產(chǎn)量大、來源廣的特點，日益成為代替化肥補充土壤磷素的重要來源。2020年農(nóng)業(yè)部進一步提出實現(xiàn)畜禽糞便還田力度及基本資源化利用目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計，我國每年的禽畜糞便排放量已達到38億t以上，相當(dāng)于240萬t磷肥，而畜禽糞便利用率卻不足60%，因此畜禽糞便還田不僅可以促進畜禽糞便的綜合利用，而且對于實現(xiàn)代替化肥或化肥減量的目標(biāo)具有重要意義。已有研究表明，有機肥中的有機質(zhì)含量高、養(yǎng)分全面、肥效長，施用有機肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)和肥力，提高磷酸酶活性，進而促進土壤磷素有效性的增加，將畜禽糞便施入低產(chǎn)農(nóng)田，特別是采煤塌陷復(fù)墾土壤對于提高有效磷含量，全面提升土壤肥力等方面具有重要作用。

施用糞肥不僅可以增加土壤磷素累積，其分泌的有機酸與土壤中的磷酸根離子競爭吸附點位，從而減少土壤對磷素的固定；同時有機肥能夠提高土壤中的微生物活性，直接影響磷素循環(huán)與轉(zhuǎn)化過程，進而促進磷的有效性增加。施用有機肥除了增加土壤對磷素的解吸，提高土壤中磷素含量及磷飽和度，也加大土壤磷素的流失風(fēng)險。朱曉暉等通過田間試驗發(fā)現(xiàn)，在潮土中施用牛糞所造成的農(nóng)田磷素流失風(fēng)險要顯著高于雞糞和豬糞；肖輝等對設(shè)施土壤磷素流失風(fēng)險進行了研究，高量的雞糞和豬糞更容易引發(fā)磷素流失風(fēng)險；王敏鋒等在設(shè)施菜田上通過田間試驗發(fā)現(xiàn)，不同用量糞肥對土壤各磷素形態(tài)的影響不同，土壤有效磷、水溶性磷及磷飽和度影響與有機肥用量呈正相關(guān)。可見，土地利用方式、有機肥施用量等差異的影響，導(dǎo)致不同有機肥的淋失風(fēng)險也不盡相同。前人關(guān)于土壤磷素淋失的研究主要集中在農(nóng)業(yè)高水肥管理下的長期施肥農(nóng)田土壤，對于礦區(qū)復(fù)墾的研究主要集中在培肥土壤、提高作物產(chǎn)量方面，伴隨有機肥或化肥施用過程所引發(fā)的環(huán)境問題卻鮮有報道。關(guān)于有機肥的施用，歐美國家從以往基于作物氮素需求向作物磷素需求轉(zhuǎn)變，而磷素需求是根據(jù)有機肥中的全磷含量計算，沒有考慮不同有機肥中磷的有效性。影響有機肥中磷的有效性因素較多，如畜禽糞便種類、形態(tài)、日糧組成及堆肥方式等。國內(nèi)有機肥在用量上比較粗放，沒有考慮土地承載量和作物的養(yǎng)分需求。那么在相同磷水平下，有機肥與化肥及不同有機肥之間在定位培肥復(fù)墾土壤過程中對土壤磷素累積與流失潛力是否相同？據(jù)Wang等對加拿大安大略省農(nóng)田土壤磷素流失風(fēng)險研究表明，土壤Olsen—P和CaCl—P之間不是簡單的線性關(guān)系，而是符合分段線性函數(shù)，即存在一個“突變點”(change-point)，當(dāng)Olsen—P超過56.5 mg/kg，土壤磷素流失潛能加大。而不同有機肥對礦區(qū)復(fù)墾土壤Olsen—P和CaCl—P之間影響關(guān)系的如何？兩者之間是否存在突變點？所有這些問題均是復(fù)墾土壤培肥過程中尚不明確的科學(xué)問題。為此，本研究以礦區(qū)復(fù)墾土壤為研究對象，研究3種有機肥(雞糞、豬糞和牛糞)和化肥在不同施磷水平下(0，25，50，100 kg/hm)定位培肥4年，對礦區(qū)復(fù)墾土壤Olsen—P、Mehlic3—P(農(nóng)學(xué)磷指標(biāo))和CaCl—P、DPS(磷飽和度)的影響以及其之間的相關(guān)關(guān)系，以此來評估礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素淋失潛能，為科學(xué)合理利用有機肥培肥礦區(qū)復(fù)墾土壤減小礦區(qū)土壤磷素的潛在淋失風(fēng)險提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于山西省孝義市偏城村(37°06′N，111°37′E)。該區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季回溫快且少雨多風(fēng)，夏季雨熱同期，降雨集中在7—9月，年均降水量僅472 mm，年均氣溫10.1 ℃，年均日照時間2 392.4 h，無霜期可達178天，≥10 ℃有效積溫為2 500～3 900 ℃，土壤類型為褐土。試驗區(qū)于2016年進行復(fù)墾，復(fù)墾當(dāng)年土壤(0—20 cm)基本理化性質(zhì)為：pH 8.34，有機質(zhì)、全氮含量分別為5.45，0.15 g/kg，硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷含量分別為7.86，6.94，4.34 mg/kg。

1.2 供試材料

供試有機肥為腐熟雞糞、豬糞和牛糞，2017—2018年采自偏城村養(yǎng)殖場；2019—2020年取自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動科院牧站風(fēng)干的有機肥，供試有機肥基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試有機肥基本理化性質(zhì)

化肥氮磷鉀分別為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(PO16%)和硫酸鉀(KO 52%)。

1.3 試驗設(shè)計

試驗區(qū)經(jīng)工程復(fù)墾后，于2017年在山西省孝義市偏城村的采煤塌陷復(fù)墾地進行定位培肥試驗，到2020年已復(fù)墾4年。試驗設(shè)置3種有機肥：雞糞、豬糞和牛糞，分別以PM、SM和CM表示，化肥以CF表示，以不施磷肥為空白處理(CK)。同時設(shè)置3種施磷水平：(1)25 kg/hm(PM25、SM25、CM25和CF25)；(2)50 kg/hm(PM50、SM50、CM50和CF50)；(3)100 kg/hm(PM100、SM100、CM100和CF100)，共13個處理，3次重復(fù)，共39個小區(qū)，每個小區(qū)面積30 m(5 m×6 m)，隨機區(qū)組排列。為保證除磷以外其他大量元素供應(yīng)充足，本研究所有處理在200 kg/hm有效N、100 kg/hmK下施用，其中雞糞、豬糞、牛糞有機肥氮素有效性分別為37%，29%，20%。如果氮鉀養(yǎng)分不足，分別用尿素和硫酸鉀補齊。氮、磷、鉀肥和各種有機肥均在玉米春播前一次施入，各處理施用量見表2。

表2 不同處理施肥類型及各養(yǎng)分施用量 單位：kg/hm2

1.4 樣品采集與測定方法

1.4.1 土樣采集 本試驗自2017年開始定位培肥，培肥4年后，于2020年10月初采集玉米收獲后0—20 cm土樣，每個小區(qū)按“S”形采集5個樣點，混勻后裝入自封袋，帶回實驗室風(fēng)干、過篩備用。

1.4.2 測定方法 本試驗測定方法參見《土壤農(nóng)化分析》。土壤全磷(TP)采用硫酸—高氯酸消煮—鉬銻抗比色法測定；土壤速效磷(Olsen—P)采用pH 8.5、0.5 mol/L NaHCO溶液浸提(水土比為20∶1，振蕩30 min)，浸提液用鉬銻抗比色法進行比色測定；土壤水溶性磷(CaCl—P)采用0.01 mol/L CaCl溶液浸提(水土比為10∶1，振蕩30 min)，浸提液用鉬銻抗比色法進行比色測定；土壤有效磷(Mehlich3—P)：稱取風(fēng)干土樣5 g，加入50 ml Mehlich3浸提劑(0.2 mol/L CHCOOH+0.25 mol/L NHNO+0.015 mol/L NHF+0.013 mol/L HNO+0.001 mol/L EDTA)浸提，振蕩5 min，過濾，鉬銻抗比色法測定；有效鈣、鎂浸提后，采用原子吸收分光光度法測定。

1.5 土壤磷飽和度

土壤磷飽和度(degree of phosphorus saturation, DPS)是指土壤膠體上已吸附磷的數(shù)量占土壤磷總吸附容量的百分?jǐn)?shù)。土壤中磷的吸附量依賴于土壤自身的特性(如有機質(zhì)、黏粒含量及無定形鐵鋁氧化物等)，而在石灰性土壤中，Ca和Mg是影響吸附解吸的關(guān)鍵因素，故土壤磷飽和度計算公式為：

DPS=P/(Ca+Mg)×100%

式中：P、Ca、Mg分別為Mehlich3浸提劑提取的P、Ca、Mg的濃度(mmol/L)。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

運用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，LSD進行多重比較(<0.05)；用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)整理、制圖，在<0.05時分別以定位培肥4年土壤Olsen—P、Mehlich3—P和DPS為橫坐標(biāo)，CaCl—P為縱坐標(biāo)，采用分段線性模型計算礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素流失的“突變點”。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機肥對礦區(qū)復(fù)墾土壤全磷含量的影響

不施磷肥(CK)處理土壤全磷含量為0.20 g/kg；與CK處理相比，施磷顯著提高土壤全磷含量(圖1)。施磷量25 kg/hm時，與化肥處理相比，雞糞處理土壤全磷含量顯著提高10.69%，豬糞和牛糞與化肥處理之間無顯著差異；而3種有機肥處理之間差異不顯著。施磷量≥50 kg/hm時，各施肥處理之間土壤全磷含量無顯著差異。不同施肥處理對土壤全磷含量的影響總體表現(xiàn)為雞糞≥豬糞≥牛糞≥化肥。

注：不同小寫字母表示同一施磷量下不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 不同有機肥對礦區(qū)復(fù)墾土壤Olsen-P和Mehlic3-P的影響

不同施肥處理土壤Olsen—P含量表現(xiàn)出隨施磷量的增加而迅速增加的趨勢(圖2a)。不施磷肥(CK)處理土壤Olsen—P含量為2.52 mg/kg；與CK處理相比，施磷處理土壤Olsen—P含量顯著提高2.87～10.66倍，各施磷量之間差異顯著。施磷25 kg/hm時，各施肥處理土壤Olsen—P含量無顯著差異。施磷量為50 kg/hm時，與化肥處理相比，雞糞處理和豬糞處理分別顯著提高117.01%和56.71%，牛糞處理與化肥處理無顯著差異；雞糞處理與豬糞和牛糞處理差異顯著，而豬糞與牛糞處理之間無顯著差異。施磷100 kg/hm時，雞糞處理土壤Olsen—P含量最高，為29.61 mg/kg，各施肥處理差異不顯著。

各施肥處理對土壤Mehlic3—P的影響與Olsen—P的影響一致，也是隨土壤施磷量的增加而增加(圖2b)。CK處理土壤Mehlic3—P含量為7.94 mg/kg；與CK處理相比，施肥對土壤Mehlic3—P含量顯著提高24.49%～340.65%。施磷量≤50 kg/hm時，與化肥處理相比，雞糞處理、豬糞處理分別顯著提高87.98%和38.92%，而牛糞與化肥處理差異不顯著；3種有機肥之間土壤Mehlic3—P含量差異顯著。施磷量超過50 kg/hm時，與化肥處理相比，雞糞、豬糞和牛糞處理分別顯著提高215.61%，214.29%和46.74%；雞糞與豬糞處理差異不顯著，與牛糞處理差異顯著。

圖2 不同有機肥對土壤Olsen-P和Mehlic3-P的影響

2.3 不同有機肥對礦區(qū)復(fù)墾土壤對CaCl2-P和DPS的影響

由圖3a可知，當(dāng)施磷量≤50 kg/hm時，CaCl—P含量增加緩慢，各施肥處理之間無顯著差異。施磷量超過50 kg/hm時CaCl—P含量急劇上升，雞糞處理土壤CaCl—P含量最高，為0.17 mg/kg；與化肥處理相比，雞糞、豬糞和牛糞處理分別顯著提高112.50%，50.00%和19.28%；3種有機肥之間差異顯著。

由圖3b可知，DPS與CaCl—P變化趨勢一致，隨土壤施磷量的增加均呈現(xiàn)上升趨勢。施磷量≤50 kg/hm時，雞糞、豬糞處理較化肥處理相比顯著提高57.76%和21.01%，牛糞與化肥處理之間無顯著差異；雞糞與豬糞處理、牛糞處理差異顯著，而豬糞與牛糞處理之間無顯著差異。施磷量>50 kg/hm時，與化肥處理相比，雞糞、豬糞和牛糞處理分別顯著提高2.63，2.71，1.31倍，牛糞處理與化肥處理之間無顯著差異；雞糞處理與牛糞處理差異顯著，與豬糞處理相比無顯著差異。

圖3 不同有機肥對土壤CaCl2-P和DPS的影響

2.4 3種浸提磷之間的相關(guān)性分析

由表3可知，各施肥處理土壤3種浸提磷之間存在顯著的線性關(guān)系。雞糞和豬糞處理土壤Olsen—P與CaCl—P之間存在1個突變點(圖4a)，突變點時的Olsen—P含量為26.24 mg/kg，對應(yīng)的CaCl—P含量為0.12 mg/kg，當(dāng)土壤Olsen—P≥26.24 mg/kg，Olsen—P每增加1 mg/kg，CaCl—P以4.09倍的速率增加；此外，雞糞處理土壤CaCl—P隨Mehlic3—P的增加也存在1個突變點(圖4b)，突變點時的Mehlic3—P含量為49.06 mg/kg，當(dāng)Mehlic3—P≥49.06 mg/kg時，CaCl—P隨Mehlic3—P含量的增加速率是突變點以前的9倍；豬糞處理Mehlic3—P與CaCl—P之間尚未出現(xiàn)磷素流失的環(huán)境閾值。牛糞和化肥處理Olsen—P和CaCl—P、Mehlic3—P和CaCl—P之間存在顯著的線性關(guān)系，但較雞糞和豬糞處理相比累積程度較低，表明施用牛糞和化肥過程中，隨著Olsen—P和Mehlic3—P的累積，也促進土壤中CaCl—P含量的提高，增加土壤磷素的流失潛能。

圖4 礦區(qū)復(fù)墾雞糞處理土壤有效磷(Olsen-P和Mehlic3-P)和CaCl2-P之間的關(guān)系

表3 不同施肥處理3種浸提磷之間的相關(guān)性分析

2.5 土壤DPS與CaCl2-P之間的相關(guān)性及流失風(fēng)險分析

土壤磷飽和度(DPS)是表征土壤磷素流失潛能的指標(biāo)之一。在雞糞處理中，DPS與CaCl—P之間存在1個突變點(圖5)，當(dāng)DPS超過39.31%，CaCl—P含量隨DPS增加的速率是突變點以前的5.92倍，表明DPS超過39.31%時，CaCl—P含量迅速增加，土壤磷素的流失風(fēng)險也大大提高。豬糞、牛糞和化肥處理，DPS和CaCl—P之間也存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，進一步表明，施用有機肥和化肥提高礦區(qū)復(fù)墾土壤磷飽和度，增加了土壤磷素向環(huán)境流失的可能性。

注：**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)；PM、SM、PM和CF分別為雞糞、豬糞、牛糞和化肥處理。

3 討 論

3.1 施肥對礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素累積的影響

本試驗研究表明，隨施磷水平的增加，施用有機肥和化肥提高了土壤全磷(TP)含量，這與陳欣研究結(jié)果基本一致，單施化肥或有機肥均能提高土壤全磷含量，增加土壤全磷庫容。而3種有機肥相比，雞糞處理土壤全磷含量高于豬糞和牛糞。施用有機肥和化肥也顯著增加土壤中有效磷含量(Olsen—P和Mehlich3—P)。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過4年定位培肥試驗，空白處理(不施磷肥施氮鉀肥)有效磷含量僅為2.52 mg/kg，低于本試驗復(fù)墾初期土壤磷素本底值(4.34 mg/kg)，這與4年的作物生產(chǎn)吸收了土壤磷素而沒有外來磷源補充有關(guān)，從而耗竭了土壤地力。此外，本研究進一步表明，在施磷量低于50 kg/hm時，各處理間土壤有效磷含量(Olsen—P和Mehlich3—P)無顯著差異；而施磷量超過50 kg/hm時，有機肥處理對土壤有效磷(Olsen—P和Mehlich3—P)含量的提高優(yōu)于化肥。相較于化肥而言，有機肥本身含有一部分磷施入土壤后提高土壤中磷素含量，同時施用有機肥可以增加微生物活性和磷酸酶活性，加速有機磷的轉(zhuǎn)化，從而提高磷素有效性，提高土壤的供磷強度。此外，3種有機肥對礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素影響均表現(xiàn)為雞糞≥豬糞>牛糞，這表明雞糞和豬糞對礦區(qū)新復(fù)墾土壤磷素的有效性高于牛糞。造成這種差異的原因：一方面可能與有機肥本身的C/P不同有關(guān)。呂鑒于等對礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素礦化研究表明，雞糞和豬糞處理C/P分別為6.54和9.59，均低于牛糞處理(15.12)，而較低C/P的有機肥更易礦化分解，導(dǎo)致雞糞和豬糞產(chǎn)生的有效磷含量要高于牛糞處理。另一方面，可能與雞糞和豬糞有機質(zhì)含量高有關(guān)。劉彥伶等對黃壤磷素吸附—解吸特性研究表明，有機質(zhì)增加可以減少土壤對磷素的吸附位點，促進土壤磷素解吸，提高土壤中有效磷含量。本試驗中雞糞和豬糞較牛糞相比有機質(zhì)含量較高，施入土壤后可以增加土壤中的有機質(zhì)含量，而且有機質(zhì)分解產(chǎn)生的有機酸減少土壤對磷素的吸附固定，溶解土壤中的難溶性磷化合物，增加其對土壤磷素的解吸能力，從而提高土壤中各磷素形態(tài)的有效性。CaCl—P作為植物可直接吸收利用的部分，其含量隨施磷量的增加而增加，在低磷量土壤中，施用有機肥主要補充土壤中有效磷和全磷含量，而對CaCl—P增加幅度較??；在高磷水平下(100 kg/hm)，隨著土壤有效磷累積，CaCl—P含量也快速增加，尤其是有機肥處理。土壤有效磷含量與CaCl—P存在顯著的線性相關(guān)性，表明CaCl—P隨有效磷含量的增加而增加，這在一定程度上也加大土壤磷素的淋失風(fēng)險。

3.2 施肥對土壤磷素流失風(fēng)險的影響

土壤有效磷(Olsen—P和Mehlich3—P)與CaCl—P之間不是簡單的線性關(guān)系，而是符合分段線性模型，兩者之間存在1個突變點。本試驗研究得出，礦區(qū)復(fù)墾土壤產(chǎn)生磷素淋失的臨界點時土壤Olsen—P為26.24 mg/kg、Mehlich3-P 49.06 mg/kg，其對應(yīng)的CaCl—P為0.12 mg/kg。但不同土壤類型磷素淋失臨界值差異很大。常會慶等利用盆栽試驗初步確定，石灰性土壤產(chǎn)生磷素淋失的環(huán)境閾值為28.57 mg/kg；申艷等通過長期定位試驗研究表明，潮土區(qū)土壤磷素淋失臨界值為30.2 mg/kg；汪玉等研究發(fā)現(xiàn)，土壤有效磷含量超過30 mg/kg時，太湖流域水稻土土壤磷素流失風(fēng)險大大增加。以上研究結(jié)果均高于本研究所得結(jié)果，其原因一方面可能是由于礦區(qū)重構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)尚不穩(wěn)定，地表裂隙較多，且黃土丘陵區(qū)降水集中，施入的有機肥沿裂縫向下遷移，較一般農(nóng)田土壤相比易引發(fā)磷素流失風(fēng)險；另一方面，與本研究供試土壤pH偏高(8.43)有關(guān)。趙小蓉等對我國23種土壤磷素臨界值研究表明，土壤pH與土壤磷素淋失閾值呈現(xiàn)拋物線關(guān)系，pH>6時，pH越高土壤產(chǎn)生淋失的點越低。同時，本研究得出，在礦區(qū)復(fù)墾土壤上施入有機肥所產(chǎn)生的淋失的風(fēng)險高于化肥。這可能是由于化肥增加了土壤中的無機磷組分，這些施入土壤中的無機磷易被土壤中的Ca、Mg等離子固定，形成磷酸鹽沉淀，降低磷素的有效性。而有機肥主要增加有機磷含量，尤其是活性有機磷含量，這部分磷在土壤中移動性更強，極易引發(fā)磷素的流失風(fēng)險；同時，有機肥分解產(chǎn)生的有機酸可以溶解部分碳酸鈣，促進被碳酸鈣吸收的磷的釋放，提高磷素的有效性，間接增加有機肥的淋溶風(fēng)險。此外，3種有機肥磷素淋失風(fēng)險的差異性(雞糞≥豬糞>牛糞)可能與有機肥中的磷素形態(tài)有關(guān)。雞糞和豬糞中易溶態(tài)的無機磷和有機磷含量均高于牛糞，而易溶態(tài)有機磷包括核酸、磷酯類和單脂磷等，這部分有機磷吸附較弱，移動性強，易被酶解為無機磷，因此，雞糞和豬糞較牛糞相比會存在更多的環(huán)境風(fēng)險。

本試驗研究結(jié)果表明，通過4年田間定位培肥得到礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素產(chǎn)生淋失風(fēng)險時的DPS為39.31%。王經(jīng)緯等認(rèn)為，旱地紅壤的DPS超過28.6%，會增大土壤磷素流失潛能與淋失風(fēng)險；薛巧云認(rèn)為，可將DPS 28.1%作為我國中性至石灰性土壤磷素淋失的環(huán)境閾值，前人研究結(jié)果與本研究所得結(jié)果基本一致，因此可將DPS 39.31%作為礦區(qū)復(fù)墾土壤淋失閾值。同時也表明施用有機肥可以降低土壤對磷素的吸附固定作用，活化了土壤中的磷素，提高土壤磷飽和度，從而加大磷素淋失風(fēng)險。同時注意有機肥施用量，調(diào)整相應(yīng)的施肥措施，減少因磷素流失所引起的環(huán)境污染問題。

4 結(jié) 論

(1)施用有機肥能夠有效補充土壤中的磷素含量，隨施磷水平的提高，土壤中磷素含量的增加越明顯，促進磷素在土壤中的累積，提高土壤磷飽和度。各施肥處理對土壤磷素累積的影響總體表現(xiàn)為雞糞≥豬糞>牛糞>化肥。

(2)本試驗通過分段線性模型確定礦區(qū)復(fù)墾土壤磷素流失的環(huán)境閾值，當(dāng)Olsen—P≥26.24 mg/kg、Mehlich3—P≥49.06 mg/kg或DPS≥39.31%時，土壤磷素流失潛能加大，且施磷量越高，淋失風(fēng)險越大。應(yīng)加強有機肥的科學(xué)施用，特別是雞糞和豬糞有機肥的施用，警惕磷素流失對地表、地下水體造成污染。