磷是作物生长必需营养元素，施磷肥是提高土壤磷有效性的主要措施。然而，土壤固磷潜力大，造成磷肥利用率低（~20%），大量磷在土壤中盈余，成为土壤累积态磷。我国耕地土壤累积态磷量巨大，是一种潜在磷源，但也存在水环境风险。在我国南方酸性土壤中，铁/铝氧化物分布广、丰度高、活性强，表面带可变正电荷，是土壤磷吸附的主要载体。铁/铝氧化物表面磷吸附形态很大程度上决定了其生物有效性、迁移性和生态风险。随着X射线衍射（SR-XRD）、X射线总散射配对分布函数（PDF）、X射线吸收光谱（XAFS）等同步辐射光谱学技术的发展，为从分子水平解析土壤矿物界面元素赋存特征与反应机理提供了重要契机。近年来，课题组利用宏观批量吸附实验，结合同步辐射等现代分析技术，系统揭示了铁/铝氧化物界面磷素吸附形态，量化了磷吸附形态随环境条件的变化规律。利用差分PDF首次获得了氧化铁界面PO₄^3-和植酸吸附的P-Fe原子间距，证实了双齿-双核内圈配位机制。利用同步辐射XRD、P/Fe-K边XANES光谱和³¹P/²⁷Al核磁共振（NMR）分析，明确了在高磷吸附量时，PO₄^3-在水铁矿或Al(OH)₃表面形成无定形铁磷/铝磷沉淀，量化了沉淀比例与磷吸附量的关系，估算了形成沉淀的磷含量阈值。因此，PO₄^3-吸附促进了弱晶质铁/铝氧化物的溶解，释放的Fe³⁺/Al³⁺与PO₄^3-形成铁磷/铝磷沉淀，改变了磷素吸附抑制铁/铝氧化物溶解的传统认识。上述结果为调控土壤肥力和理解土壤磷循环提供了科学依据。
 

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