秸秆炭化还田是我国农业生产过程中农作物废弃物资源化利用的一种有效途径。生物炭施入土壤后会对土壤磷（P）的循环产生影响，进而影响作物产量、磷吸收及环境。但现有研究结果多是生物炭施用的短期效应且结论不尽一致，缺乏长期施用对土壤磷转化影响的机制研究。   
依托中科院常熟站宜兴基地“长期秸秆炭化还田”定位试验，研究了长期秸秆炭化还田下磷平衡及土壤磷转化机制。阐明了长期秸秆炭化还田下稻田磷平衡及土壤磷库演变特征，发现长期施用生物炭具有增产效应并造成土壤磷大量累积；进一步分析土壤不同磷库在第3、5和10年的变化，发现稻田土壤可利用磷库（活性和中活性磷库）随生物炭施用年限呈短期下降、长期增加的演变特征，及稳态磷库一直增加、有机磷库无显著变化的演变特征；揭示了长期秸秆炭化还田影响稻田土壤磷库转化机制及关键驱动因子，基于磷酸盐氧同位素技术（δ¹⁸O_P）发现长期施用生物炭促进了土壤可利用磷库（活性和中活性磷库）的周转循环转化，增加了稳态磷库沉淀，主要受土壤pH、田间持水量和微生物群落组成等因素调控；揭示了淹水状态下土壤磷库转化机制并量化了磷释放的环境效应，基于原位高分辨技术（HR-Peeper和DGT）、DIFS和SPRRI模型原位表征了水稻根际磷的生物有效性及释放动力学，发现长期施用生物炭土壤中初生矿物对磷的固定快于铁铝（氢）氧化物结合态磷的水解，导致土壤溶液磷的扩散和土壤固相磷的再补给能力显著降低，水稻根际土壤磷的有效性、通量以及释放环境风险也随之减小。
研究结果表明长期秸秆炭化还田对稻田作物具有增产效应，显著改变土壤磷不同赋存形态，提高了土壤磷有效性；增强了稻田土壤微生物活性，促进了可利用态磷库的周转循环；降低了土壤固相磷对土壤溶液的再补给能力，降低了稻田磷释放的环境风险，具有“缓释”功效。研究结果可为稻田系统利用生物炭提高农业与环境效应的背景下耦联的磷循环研究提供理论依据。

生物炭，稻田，长期效应，磷平衡，土壤磷转化