有机物料作肥料施用是回收利用其中N、 P、有机质等养分资源、减轻其不合理处理带来的环境污染问题的有效途径^{[1, 2]}.目前，有机物料的施用量大多是以其氮含量确定的，因此，施入土壤的磷超过了作物的吸收量，造成土壤磷富集^[3].磷是水体富营养化的限制之一，土壤中过量的磷通过地表径流和淋溶渗漏等方式进入河流和地下水，会引起水体富营养化，对水环境质量安全构成严重威胁^[4].近年来，水体和沉积物中的磷形态迁移转化成为研究热点^[5]，为控制水体富营养化提供了丰富的理论基础^{[6, 7]}，而农业土壤磷素面源污染已经成为水体富营养化的一个重要因素^{[8, 9]}，有研究表明，土壤磷淋失的量与其中磷的有效量或水溶性磷含量呈显著相关^[10].因此，添加改良剂抑制磷的活性是降低土壤磷流失的方法之一^[11].在各种改良剂中，蒙脱石呈碱性，因其颗粒细小、比表面积大、带有永久负电荷和特殊结构域等特点，从而具有较强的吸附性、离子交换性、膨胀性等特殊性质，是一种天然的改良剂.关于蒙脱石对土壤pH、土壤电化学性质^[12]、土壤的缓冲性能和土壤微生物活性^[13]的影响已有研究，但对蒙脱石影响土壤中磷形态转化及磷有效性的机制还不清楚.

沼渣有机质和有效养分含量高^[14]，绝大多数大中型沼气工程产生的沼渣都是还田利用^[15].与其他有机物料相比，猪粪沼渣具有全磷含量高、无机磷占全磷比例大等特点，农地施用后引起的水环境风险更大^[16].黄壤是重庆市重要的土壤资源，占该市土地总面积28.78%，是重要的旱粮和林业基地，该类土壤磷的流失对三峡水库水环境质量有重大影响.因此，本研究以重庆两种性质不同的黄壤为对象，以猪粪沼渣为有机物料，通过测定土壤磷形态和有效磷含量的变化，探究蒙脱石对施有机物料后土壤磷转化的影响及其影响途径，以期为有机物料的合理施用及减少土壤磷素流失、保护三峡库区水环境质量等提供参考.

本试验有机物料猪粪沼渣采自重庆某养猪场，经自然风干后，粉碎过1 mm筛.试验土样冷砂黄泥(sandy yellow soil，SY)采自重庆北碚缙云山坡地，成土母质为中生代三叠纪须家河组长石石英砂岩，土壤质地为砂质壤土；矿子黄泥(mineral flavicant soil，MF)采自重庆市北碚区龙凤桥镇某农地，成土母质为三叠纪嘉陵江组石灰岩，土壤质地为黏质壤土.土壤样品取自表层(0~20 cm)，经自然风干后，粉碎过2 mm筛备用.试验用蒙脱石为上海试四赫维化工有限公司生产的皂土，主要成分为钙基蒙脱石，含少量石英，pH 9.5，表面积720 m²， < 0.002 mm粒径占86.5%.猪粪沼渣、冷砂黄泥和矿子黄泥的基本性质见表 1.

表 1 (Table 1)

表 1 供试有机物料及土壤的基本性质 Table 1 Basic properties of the organic material and soils used for the experiment 材料种类 pH TN /g·kg-1 TP /g·kg-1 有效磷 /mg·kg-1 TOC /g·kg-1 容重 /g·cm-3 粒径组成/% 2~0.05 mm 0.05~0.002 mm < 0.002 mm 猪粪沼渣[16] 7.40 22.61 23.59 950.0 327.0 — — — — 冷砂黄泥 4.51 1.42 0.35 22.8 15.4 1.26 60.6 24.0 16.4 矿子黄泥 5.26 1.53 0.74 35.3 12.6 1.28 2.7 48.7 48.6

表 1 供试有机物料及土壤的基本性质 Table 1 Basic properties of the organic material and soils used for the experiment

试验设对照(CK，不添加蒙脱石、不添加猪粪沼渣)、猪粪沼渣(M₀，不添加蒙脱石)、猪粪沼渣+5%蒙脱石(M₁，蒙脱石添加量5%)、猪粪沼渣+7.5%蒙脱石(M₂，蒙脱石添加量7.5%)和猪粪沼渣+10%蒙脱石(M₃，蒙脱石添加量10%)共5个处理，重复3次.将蒙脱石按设定的剂量分别添加到1.0 kg供试土样中，加水混合均匀，静置7d，风干、磨碎、过筛后施入猪粪沼渣、混匀，根据猪粪沼渣的磷含量和重庆市农地土壤磷肥的施用量计算出猪粪沼渣的施用量为0.94 g ·kg^-1，即施磷量约22 mg ·kg^-1.将混匀样品装入内径20 cm、深8 cm的培养盆中，于25℃、含水量20%条件下进行室内培养，分别于0、 10、 17、 27、 37、 50 d时取样，取样后将剩余土壤和培养盆称重，隔天再次称重补充去离子水，保持培养期间土壤含水量一致.所取样品为0~8 cm深度土柱，风干、过筛后测定其有效磷及各磷形态的含量.

猪粪沼渣及土壤pH采用电位法测定，总有机碳含量采用重铬酸钾容量法测定，全氮采用凯氏法测定，全磷采用H₂SO₄-HClO₄消化法测定，有效铝、有效铁采用比色法测定，交换性钙采用EDTA滴定^[17]；有效磷(A-P)采用Bray I法测定^[17]；磷形态采用经过Petersen修改的Chang分级法测定^{[18, 19]}：用1.0 mol ·L^-1 NH₄Cl提取松结合态磷(S-P)；用0.5 mol ·L^-1 NH₄F提取铝结合态磷(Al-P)；用0.1 mol ·L^-1 NaOH提取铁结合态磷(Fe-P)；用0.3 mol ·L^-1柠檬酸钠+连二亚硫酸钠混合溶液提取闭蓄态磷(O-P)；用0.25 mol ·L^-1 H₂SO₄提取钙结合态磷(Ca-P).

本研究中的试验数据均为3次重复的平均值，数据分析和图表制作使用SigmaPlot 12.5、 SPSS 21.0、 Excel 2013软件完成.

如图 1所示，冷砂黄泥和矿子黄泥原始土壤pH值分别为4.51和5.26，培养结束时，猪粪沼渣处理两种土壤的pH分别提高0.12和0.06个单位，变化不显著(P > 0.05).在施入猪粪沼渣条件下添加蒙脱石后，两种土壤的pH分别提高1.52~2.15和0.38~1.76个单位，均达显著水平(P < 0.05).蒙脱石是一种2 :1型矿物，组成蒙脱石的八面体中发生类质同像置换使蒙脱石结构带有负电荷，因而蒙脱石具有很强的离子交换能力和吸附能力，导致H⁺、 NH₄⁺等阳离子被吸附，这些酸性阳离子被固定在蒙脱石矿物中，致使土壤pH的升高^[20].另一方面，钙基蒙脱石中的Ca²⁺是一种弱碱离子，Ca²⁺离子交换到土壤中也导了土壤pH的升高.从图 1看出，蒙脱石的添加量越多，土壤pH升高幅度愈大，相关分析表明，两种土壤的pH均与蒙脱石的添加量呈显著的线性相关关系，相关方程分别为y=20.126x +4.752 1(r=0.98)和y=18.267x+5.163 3(r=0.93)，方程的斜率为冷砂黄泥大于矿子黄泥，表明蒙脱石对冷砂黄泥的pH影响更大，这与其土壤质地的差异有关.

图 1

Fig. 1

大写和小写字母分别表示土壤间和处理间差异(P < 0.05) 图 1 有机物料和蒙脱石对土壤pH值的影响 Fig. 1 Effect of organic materials and montmorillonite on soil pH

土壤S-P含量的测定结果显示，两种土壤S-P含量在培养过程中维持在5 mg ·kg^-1之内，占总量的比例低于2%，本研究将其归入Al-P中.如图 2所示，培养期间，冷砂黄泥Al-P含量呈先降低后升高趋势，以10 d为转折点，50 d时Al-P含量最高；而矿子黄泥Al-P含量前期呈上升趋势，17 d后趋于稳定.与CK相比，施加猪粪沼渣使冷砂黄泥和矿子黄泥Al-P含量分别提高了17.9%~30.9%和5.7%~17.3%，平均提高幅度分别为21.4%和10.7%，表明猪粪沼渣可显著提高两种土壤的Al-P含量.在施加猪粪沼渣的基础上添加蒙脱石后，与M₀相比，冷砂黄泥和矿子黄泥Al-P含量分别降低1.7%~4.6%和1.6%~3.7%之间，其中冷砂黄泥Al-P含量在27 d后显著降低，而矿子黄泥Al-P含量在17 d后显著降低(见表 2)，表明培养后期蒙脱石对施猪粪沼渣的两种土壤Al-P的转化有一定抑制作用.

图 2

Fig. 2

图 2 不同处理土壤Al-P含量的动态变化 Fig. 2 Dynamics of Al-P contents in two soils under different treatments

如图 3所示，培养过程中，冷砂黄泥Fe-P含量呈先上升后下降再上升的变化趋势，而矿子黄泥则呈先下降后上升的趋势，在37 d后两种土壤Fe-P基本趋于稳定状态，与赵海涛等的研究结果一致^[21].与CK相比，猪粪沼渣使冷砂黄泥和矿子黄泥Fe-P含量分别平均提高8.1%和3.6%，仅培养后期变化显著.表明猪粪沼渣对Fe-P的影响作用较小且缓慢.与M₀相比，添加蒙脱石使冷砂黄泥和矿子黄泥的Fe-P含量分别降低0.5%~11.4%和1.1%~15.3%，其中冷砂黄泥Fe-P含量变化不显著，矿子黄泥M₁、 M₂和M₃处理下的Fe-P含量分别平均降低5.4%、 6.6%和9.9%，变化显著，但M₁、 M₂和M₃处理之间变化不显著(见表 2).表明蒙脱石对施加猪粪沼渣的冷砂黄泥Fe-P无显著影响，却使矿子黄泥Fe-P含量显著降低，不同量蒙脱石处理之间无显著差异.

表 2 (Table 2)

表 2 土壤不同处理间各组分差异分析1) Table 2 One-way ANOVA of phosphorus fractions between different treatments and soils 磷形态 处理 冷沙黄泥 矿子黄泥 0 d 10 d 17 d 27 d 37 d 50 d 0 d 10 d 17 d 27 d 37 d 50 d Al-P CK b c b c c c b c d b c d M0 ab a a a a a b bc a a a a M1 a ab a ab a ab ab ab a ab ab bc M2 ab ab a b b b a ab b ab b c M3 ab b a b b b ab a c ab b b Fe-P CK b a a b b b a b ab a b b M0 a a a a a a a a a a a a M1 ab a a ab ab ab ab b ab ab a b M2 b a a b ab ab ab bc b ab bc b M3 ab a a b ab ab b c b b c b O-P CK a a ab ab a a ab a b ab c bc M0 a a a a a a a a a a a a M1 b a ab ab a a ab b b b ab ab M2 b a b ab a a b ab a a b bc M3 b b b b a a ab b b b b c Ca-P CK c d d d d d c d c c e c M0 c d d d d d c c b b d c M1 b c c c c c b bc a b c b M2 b b b b b b a b a b b b M3 a a a a a a a a a a a a A-P CK d b b b c cd b b b b c d M0 a a a a a a a a a a a a M1 b b b b b b a a a a ab b M2 bc b b b bc c a a a a b bc M3 cd c c c d d a a a a b c 1)相同磷形态和培养时间同一列不同字母表示处理间差异显著(P < 0.05)

表 2 土壤不同处理间各组分差异分析1) Table 2 One-way ANOVA of phosphorus fractions between different treatments and soils

图 3

Fig. 3

图 3 不同处理土壤Fe-P含量的动态变化 Fig. 3 Dynamics of Fe-P contents in two soils under different treatments

如图 4所示，培养过程中，两种土壤闭蓄态磷的含量均呈现出先上升后下降的趋势，但矿子黄泥下降趋势出现在第10 d，而冷砂黄泥出现在第17 d.与CK相比，猪粪沼渣使冷砂黄泥和矿子黄泥O-P含量分别平均提高1.2%和3.2%，但均不达显著水平(表 2).与M₀相比，冷砂黄泥M₁、 M₂和M₃处理下的O-P含量分别平均降低1.8%、 2.5%和2.9%，矿子黄泥O-P含量变化较冷砂黄泥略大，分别平均降低3.2%、 3.8%和5.9%.其中两种土壤均以M₃处理的O-P含量变化最显著(见表 2).表明猪粪沼渣对两种土壤O-P含量的影响不大，而大量蒙脱石对施猪粪沼渣的两种土壤O-P含量均有显著的抑制作用.

图 4

Fig. 4

图 4 不同处理土壤O-P含量的动态变化 Fig. 4 Dynamics of O-P contents in two soils under different treatments

由图 5可知，培养过程中，冷砂黄泥Ca-P含量相对稳定，而矿子黄泥Ca-P含量呈逐渐上升的趋势.与CK相比，施加猪粪沼渣使冷砂黄泥Ca-P含量变化不明显，却使矿子黄泥Ca-P含量显著提高2.6%~24.6%，培养期间平均提高13.1%.表明猪粪沼渣对性质不同的两种土壤Ca-P含量的影响也不同.与M₀相比，蒙脱石使冷砂黄泥Ca-P含量提高137.2%~406.2%，M₁、 M₂和M₃处理分别平均提高183.5%、 259.0%和340%；蒙脱石使矿子黄泥Ca-P含量提高1.9%~44.9%，3组处理分别平均升高14.5%、 15.3%和26.5%，均达显著水平(见表 2).

图 5

Fig. 5

图 5 不同处理土壤Ca-P含量的动态变化 Fig. 5 Dynamics of Ca-P contents in two soils under different treatments

取培养期间各处理平均值对Ca-P含量与蒙脱石添加量进行相关分析，获得冷砂黄泥和矿子黄泥的相关方程分别为y=299.36x+9.318和y=232.19x+98.617，相关系数分别为0.999 1和0.962 3，均达显著水平(r_0.05=0.950，r_0.01=0.990)，从相关系数看，蒙脱石对冷沙黄泥Ca-P含量的影响较矿子黄泥大.

土壤是一个由多种无机成分、有机成分组成的不均一体系，进入土壤中的磷通过沉淀-溶解、吸附-解吸等过程与土壤各组成成分结合，以不同形态存在，且各形态相互转化，致使培养过程中各形态磷呈现出一定的波动.培养后期两种土壤磷的形态分布从高到低依次为O-P＞Al-P＞Fe-P＞Ca-P，其中冷砂黄泥和矿子黄泥O-P和Al-P分布比例分别达60.0%~70.9%和56.7%~65.1%(图 6)，表明O-P和Al-P为这两种土壤主要的磷形态.培养过程中，冷砂黄泥CK样品磷形态分布比例随时间变化不大，而矿子黄泥CK样品Al-P比例升高，Fe-P比例下降，其他磷形态变化不大.与CK相比，冷砂黄泥M₀处理Al-P比例升高，Fe-P和Ca-P比例略微下降，O-P比例明显下降；而矿子黄泥M₀处理Al-P和Ca-P比例升高，Fe-P和O-P比例下降.

图 6

Fig. 6

图 6 不同处理土壤磷形态分布比例动态变化 Fig. 6 Dynamics of inorganic phosphorus distribution in two soils under different treatments

与M₀相比，M₁、 M₂和M₃处理冷砂黄泥Al-P、 Fe-P和O-P比例均下降，Ca-P分布比例由2.7%~3.4%增至11.7%~12.9%；而矿子黄泥Al-P分布比例变化不显著，Fe-P和O-P比例下降，Ca-P分布比例由12.5%~18.5%增加至19.5%~22.0%.两种土壤Ca-P分布比例均随蒙脱石用量增加而增大，而其他磷形态分布比例受不同蒙脱石用量的影响不明显.从蒙脱石对磷形态分布比例的影响来看，蒙脱石主要促进了施猪粪沼渣土壤磷素向Ca-P转化，对其他磷形态的影响因土壤质地差异而不同.

如图 7所示，培养过程中，两种土壤CK的有效磷变化不明显，施加猪粪沼渣后有效磷含量呈先缓慢降低后上升的变化趋势，37 d时基本稳定.土壤中有效磷的变化是有机磷矿化释放和土壤吸附固定平衡的结果^[22].培养前期，施加猪粪沼渣的土壤有效磷含量下降可能与土壤中的铁铝氧化物对有效磷的固定作用^[23]和培养初期微生物群落快速增殖过程中磷的生物固定有关^[24].随后土壤有效磷含量升高表示有机物料中磷素转化过程以磷的释放为主，培养结束时有效磷含量趋于稳定表明土壤磷的固定和释放处于平衡状态.

图 7

Fig. 7

图 7 不同处理土壤有效磷含量的动态变化 Fig. 7 Dynamics of available P in two soils under different treatments

培养过程中，与CK相比，经过M₀处理的冷砂黄泥和矿子黄泥的有效磷含量分别提高了17.9%~38.0%和17.1%~33.7%，均达显著水平，表明猪粪沼渣可显著提高两种土壤的有效磷含量.与M₀相比，M₁、 M₂和M₃处理的冷砂黄泥和矿子黄泥的有效磷含量分别降低8.8%~35.5%和1.1%~11.6%，其中冷砂黄泥有效磷含量变化显著，矿子黄泥在培养后期变化显著(见表 2).两种土壤有效磷含量均以M₃处理最低，培养期间平均分别降低29.1%和5.4%.表明在施猪粪沼渣基础上添加蒙脱石，对冷砂黄泥有效磷的抑制作用较矿子黄泥更显著，且添加大量蒙脱石对两种土壤有效磷含量的影响更大.

目前对于施肥对土壤磷形态的影响已有大量研究.赵海涛等^[21]发现施磷使土壤各磷形态含量均有升高，章爱群等^[25]将3种无机磷肥和一种有机磷肥(植酸钙)分别施加在酸性、中性和碱性土中，也发现各磷形态含量均有不同幅度增加，而李想等^[26]对无机有机肥磷配施土壤磷形态的测定发现即使在无机有机肥比例为0 :100或100 :0时，土壤Al-P和O-P含量仍均较未施肥处理低.由此可见，不同研究者对磷肥施入土壤磷形态影响的研究获得的结果不同，这可能与土壤性质如pH和元素组成、肥料类型及施肥量等诸多因素的不同有关.本研究中，施入猪粪沼渣后除冷砂黄泥O-P和Ca-P、矿子黄泥O-P含量变化不显著之外，其他形态磷含量均显著升高，这与猪粪沼渣中磷的施入提高了土壤的磷含量有关.而与冷砂黄泥相比，矿子黄泥Al-P和Fe-P的提高幅度小、 Ca-P的提高幅度大，一方面是由于矿子黄泥本身Al-P和Fe-P含量相对较高，另一方面可能与两种土壤元素组成有关.冷砂黄泥的有效Al、有效Fe和交换性Ca含量分别是110 mg ·kg^-1、 1.42 g ·kg^-1和0.41 g ·kg^-1，矿子黄泥中三者含量分别为126 mg ·kg^-1、 2.66 g ·kg^-1和2.36 g ·kg^-1.结合先前的研究数据^[16]和本试验猪粪沼渣施用量计算得出土壤中各磷形态的直接添加量，在Dou等^[27]磷形态分析体系下H₂O-P、 NaHCO₃-P、 NaOH-P、 HCl-P和残留态磷分别为0.13、 0.75、 0.48、 18.55和1.93 mg ·kg^-1.猪粪沼渣中主要磷形态HCl-P是连续浸提过程中使用1mol ·L^-1 HCl提取的磷，在一定程度上可表示O-P和Ca-P的总量，即因直接施加猪粪沼渣可能引起土壤中含量升高的磷形态为O-P和Ca-P.而实际测定结果显示冷砂黄泥O-P和Ca-P、矿子黄泥O-P分布比例反而下降，这是由于两种供试土壤pH远远低于猪粪沼渣，猪粪沼渣中Ca-P在酸性土壤中发生水解释放出磷结合位点，根据磷酸盐的溶度积常数判断，在酸性土壤中Fe、 Al较Ca更易与磷结合.同时，酸性土壤与猪粪沼渣pH和氧化还原电位的变化可能腐蚀磷酸铁、铝盐外面的氧化铁胶膜而使O-P释放.冷砂黄泥交换性Ca含量很低，因而猪粪沼渣中的磷施加到土壤后，对冷砂黄泥Ca-P影响不大，却明显促进了矿子黄泥Ca-P的转化.从土壤各形态磷的分布比例看，施入猪粪沼渣使冷砂黄泥Fe-P、 O-P和Ca-P分布比例均下降，Al-P比例升高，而矿子黄泥Fe-P和O-P分布比例下降，Al-P和Ca-P比例升高，表明猪粪沼渣使冷砂黄泥中Fe-P、 O-P和Ca-P向Al-P转化，使矿子黄泥中的Fe-P和O-P向Al-P和Ca-P转化.

在施加猪粪沼渣的基础上添加蒙脱石尽管对土壤磷总量及各形态磷的含量有一定的稀释作用，但使两种土壤不同磷形态的变化趋势却不同.蒙脱石使冷砂黄泥Al-P含量及比例下降，对Fe-P含量和比例影响不显著，而使矿子黄泥Al-P含量及形态分布比例变化不显著，却使Fe-P含量和比例显著下降，蒙脱石使两种土壤O-P含量及比例均显著降低，而Ca-P的含量和比例显著提高.土壤磷形态始终处于一个动态平衡过程，且各形态磷在一定程度上相互影响和制约，任何磷形态和其他形态磷都有或多或少的相关性^[28]. 表 3表明，冷砂黄泥中Al-P、 Fe-P和Ca-P与O-P呈显著或极显著相关关系，而矿子黄泥中，Al-P与Fe-P和O-P、 Fe-P和Ca-P、 O-P和Ca-P显著或极显著负相关，而Al-P与Ca-P显著正相关，这表明土壤中磷形态转化的复杂性，但蒙脱石添加的两种土壤均表现为Ca-P含量及比例升高，其主要原因可能是钙基蒙脱石携带大量层间阳离子Ca²⁺进入土壤，通过专性吸附和表面吸附等作用固定土壤磷素，袁东海等^[29]研究发现蒙脱石吸附的磷主要转化为Ca-P，与本研究的结果一致.此外，两种土壤pH均与Ca-P呈显著正相关关系，表明施入蒙脱石后土壤pH的升高也是Ca-P增加的一个重要原因.蒙脱石提高了土壤pH，使磷酸铁盐、磷酸铝盐在土壤溶液中的平衡反应均向水解方向进行，释放出的磷酸根离子与钙结合，在一定程度上促进了Ca-P的固定.

表 3 (Table 3)

表 3 土壤pH、磷形态和有效磷含量之间的相关性1) Table 3 Single correlation coefficient between pH, inorganic phosphate and available phosphate in soils Pearson相关性 pH Al-P Fe-P O-P Ca-P A-P SY pH 1 -0.156 -0.201 -0.225 0.970** -0.797** Al-P 1 0.075 -0.562** -0.155 0.429** Fe-P 1 -0.271* -0.144 0.414** O-P 1 -0.261* -0.166 Ca-P 1 -0.770** A-P 1 MF pH 1 -0.023 -0.279* -0.211 0.575** -0.356** Al-P 1 -0.692** -0.459** 0.492** 0.163 Fe-P 1 0.064 -0.501** 0.300* O-P 1 -0.482** -0.383** Ca-P 1 -0.111 A-P 1 1) *表示P < 0.05，**表示P < 0.01

表 3 土壤pH、磷形态和有效磷含量之间的相关性1) Table 3 Single correlation coefficient between pH, inorganic phosphate and available phosphate in soils

土壤有效磷可以表征土壤磷的供应能力，不同磷形态与土壤有效磷的相关性可反映磷形态的有效性.施加猪粪沼渣使冷砂黄泥和矿子黄泥的有效磷含量显著提高，与王旭东等^[30]的研究基本一致.这与猪粪沼渣对土壤磷的补充有关，还可能是猪粪沼渣在分解过程中产生的有机酸会对Fe-P、 Al-P等无机磷有一定的活化作用^{[31, 32]}，而且猪粪沼渣作为一种有机物料，能够减少土壤胶体的吸附位点，降低了土壤对磷的吸附能力，进一步提高了土壤磷的有效性^[33].在猪粪沼渣的基础上添加蒙脱石使两种土壤有效磷含量显著降低，且冷砂黄泥有效磷含量的降低幅度大于矿子黄泥，这与冷砂黄泥黏粒含量低，缓冲能力弱有关.

土壤中磷以多种形态存在，不同形态磷的生物有效性不同，其养分循环的过程也存在差异. Kumar等^[34]研究发现，酸性土壤中不同组分磷酸盐对小麦的有效性顺序为Ca-P>Al-P>Fe-P，孙桂芳等^[28]报道，土壤有效磷库的主体是Ca₂-P，其有效磷主要是由Ca₂-P提供的，而Fe-P和Ca-P对土壤有效磷库起重要调节作用，A1-P是一种相当有效的磷源，在供磷上也有一定意义.本研究发现，冷砂黄泥中，A-P与Al-P呈显著正相关，而与pH和Ca-P呈显著负相关；而矿子黄泥中，A-P与Fe-P呈显著正相关，与pH和O-P呈显著负相关，但与Ca-P的相关性不显著.说明Al-P和Fe-P分别是冷砂黄泥和矿子黄泥的有效磷库.在施入猪粪沼渣的冷砂黄泥中，蒙脱石主要通过提高土壤pH和Ca-P含量及比例、降低Al-P含量来降低有效磷，而在施入猪粪沼渣的矿子黄泥中，蒙脱石主要是通过提高土壤pH、降低Fe-P含量来抑制土壤有效磷的活性，Ca-P含量和比例的提高对该土壤有效磷的贡献不大.

因全磷和有效磷是衡量土壤磷素状态的两个重要指标，有效磷和全磷之比即土壤磷素活化系数(PVC)可用来衡量土壤全磷有效性^[35].有研究表明，PVC大于2%时说明全磷容易转化为有效磷，PAC小于2%时说明各形态磷很难转化为有效磷，土壤磷素有效性不高^{[36, 37]}. 表 4所示，两种土壤本身均具有较高的PVC，添加猪粪沼渣后两种土壤PVC显著升高，在此基础上添加蒙脱石显著降低了PVC，且蒙脱石添加量越大，PVC值越小，表明蒙脱石具有钝化土壤磷素活性的作用.

表 4 (Table 4)

表 4 土壤不同处理磷素活化系数(PVC)变化/% Table 4 Changes of soil phosphorus activation coefficient (PVC) under different treatments/% PVC CK M0 M1 M2 M3 SY 6.9±0.1 8.8±0.1 7.7±0.4 6.7±0.2 5.7±0.5 MF 5.0±0.1 6.2±0.2 6.0±0.3 5.6±0.4 5.4±0.3

表 4 土壤不同处理磷素活化系数(PVC)变化/% Table 4 Changes of soil phosphorus activation coefficient (PVC) under different treatments/%

本试验中施加猪粪沼渣的冷砂黄泥和矿子黄泥有效磷含量最高分别达到33 mg ·kg^-1和42 mg ·kg^-1，而吕家珑等^[38]基于洛桑试验站长期肥料定位试验指出，当有效磷含量高于60 mg ·kg^-1时，土壤磷的渗漏风险会显著增加，表明现有施肥量下两种土壤磷素尚无较大渗漏风险，施用蒙脱石后可进一步降低其磷素流失风险.

(1)猪粪沼渣对土壤pH影响不显著，显著提高了土壤有效磷含量和磷素活化系数，对土壤磷形态的影响因土壤的不同而异.冷砂黄泥中，猪粪沼渣使Al-P含量和比例提高，Fe-P培养后期含量略有提高，O-P和Ca-P无明显变化，Fe-P、 O-P和Ca-P比例均下降，可促进Fe-P、 O-P和Ca-P向Al-P的转化；矿子黄泥中，猪粪沼渣使Al-P和Ca-P含量和比例提高，Fe-P培养后期略有提高，O-P无明显变化，Fe-P和O-P比例下降，可促进Fe-P和O-P向Al-P和Ca-P转化.

(2)在施入猪粪沼渣的基础上添加蒙脱石使土壤pH显著提高，有效磷含量和磷素活化系数显著降低，对两种土壤磷形态的影响也有差异.冷砂黄泥中，蒙脱石使Ca-P含量和比例提高，Al-P和O-P含量和比例下降，Fe-P含量变化不显著、比例略有下降；矿子黄泥中，蒙脱石使Ca-P含量和比例提高，Fe-P和O-P含量和比例下降，Al-P含量略有下降、比例变化不明显.两种土壤中，蒙脱石用量与pH、 Ca-P含量均呈显著正相关，与其他磷形态中向关系不明显.

(3)冷砂黄泥有效磷含量与pH和Ca-P呈负相关、与Fe-P和Al-P呈正相关；矿子黄泥有效磷含量与pH和O-P呈负相关、与Fe-P呈正相关.表明蒙脱石是通过提高pH和Ca-P含量、降低Al-P含量降低冷砂黄泥磷的有效性，通过提高pH、降低Fe-P含量降低矿子黄泥磷的有效性.蒙脱石对冷砂黄泥磷的有效性影响较矿子黄泥大，其在降低农业土壤磷素流失风险方面的实际应用有待进一步研究.