文章信息

磷（P）的释放是提高稻田土壤P有效性的关键，但节水灌溉与生物炭对稻田P释放的影响仍不明确。为填补这一研究空白，本研究采用薄膜扩散梯度装置（DGT）、高分辨孔隙水采样装置（HR-Peeper）、酶谱技术、平面光极）及两种模型（土壤DGT诱导通量模型（DIFS）、沉积物P释放风险指数模型（SPRRI）），在不同生物炭施用量（0、20、40吨/公顷）和灌溉方式（节水灌溉、淹水灌溉）处理下，对磷释放动力学特征及其机制进行了评估，并划分了磷释放风险等级。结果表明，由于铁（Fe）（氢）氧化物的强还原作用，淹水灌溉处理下的P释放量显著高于节水灌溉。这一结论得到以下结果支持：淹水稻田中可溶性P/Fe、有效态P/Fe的平均浓度更高，解吸速率更快，有效态P与可溶性P的比值更大，且可溶性P与可溶性Fe、有效态P与有效态Fe之间均存在强相关性。然而，这种强烈的P释放导致中等P释放风险等级，增加了P流失风险。在节水灌溉条件下，与不施加生物炭相比，40吨/公顷生物炭处理使有效态P含量提高10.24%–34.48%，可溶性P含量提高 31.28%–55.43%，同时降低了P释放风险。综上，40吨/公顷生物炭与节水灌溉相结合是一种可同时 “提高P有效性并降低P流失风险” 的有效策略。本研究为揭示生物炭与节水灌溉复合措施下稻田P的生物地球化学循环动态提供了新的见解。

根际盒试验示意图

水稻移栽后36天和56天根际土壤pH的空间分布特征

注：CA、CB、CC、FA分别代表施用量为0吨/公顷、20吨/公顷、40吨/公顷生物炭+节水灌溉处理，以及施用量为0吨/公顷生物炭+淹水灌溉处理。

淹水灌溉条件下稻田中可溶性磷（Peeper-P）与可溶性铁（Peeper-Fe）的相关性（a）及有效态磷（DGT-P）与有效态铁（DGT-Fe）的相关性（b）

注：FA 代表淹水灌溉条件下生物炭施用量为 0 吨 / 公顷的处理。

本研究采用原位高分辨率技术（DGT；HR-Peeper），探究了生物炭与节水灌溉处理下稻田有效态P和可溶性P的时空垂直分布特征。通过整合DIFS与SPRRI两种模型，进一步评估了P从固相到土壤溶液的释放动力学过程及相关释放风险。此外，本研究还通过根际P酸酶活性与pH的二维成像，揭示了驱动P释放的内在机制。结果表明，淹水稻田的P释放量更高，这与Fe（氢）氧化物结合态P的还原作用及其溶解度增加相关。相比之下，节水灌溉降低了P释放量，导致P有效性下降——但有机P矿化作用（由P酸酶活性增强支撑）可部分弥补这一不足。在节水灌溉稻田中施用生物炭，能够缓解P有效性偏低的问题。值得注意的是，40吨/公顷生物炭与节水灌溉相结合实现了双赢效果：既提高了P有效性，又降低了P释放风险。这些发现加深了我们对水-碳相互作用通过P释放影响P有效性的理解，并强调P释放是稻田生态系统P循环的关键环节。

Suting Qi, Shihong Yang, Chenggaoge Yang, Yi Xu, Zewei Jiang, Yupu He, Fine-scale remobilization of phosphorus around rice roots affected by biochar and water-saving irrigation: Evidence from in-situ, high-resolution observations, Soil and Tillage Research, Volume 257, March 2026, 106961, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S016719872500515X.

文章链接

注：本平台不主张对原文的版权。转载文章仅出于学术交流和传播信息的需要，文章版权归原作者所有，作者如不希望被转载或本平台有侵权行为，请联系小编删除，谢谢。