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科學家揭示氮富集緩解植物磷限制的新機制 
作者：田瑞穎 來源：中國科學報
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中國科學院植物研究所研究員韓興國團隊結(jié)合10年的草原氮添加野外控制試驗和中國北方3700 km草原樣帶調(diào)查，系統(tǒng)探討了草原生態(tài)系統(tǒng)的磷供應狀況及其對氮素富集的響應機制。相關研究成果近日發(fā)表于《生態(tài)學》。
土壤無機磷與鐵鋁氧化物、含鈣礦物等結(jié)合，形成易溶性、難溶性等無機磷組分，這些礦物結(jié)合態(tài)磷占土壤全磷的比例高達82%，但很難被植物直接利用。全球氮素富集的背景下，生態(tài)系統(tǒng)將由氮限制轉(zhuǎn)變?yōu)榱紫拗埔殉晒沧R，然而該轉(zhuǎn)變過程中，土壤磷素的轉(zhuǎn)化與供應情況尚不清楚。
在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)長期氮添加導致草原土壤酸化，促進難溶性無機磷組分向易溶性無機磷轉(zhuǎn)化，土壤有效磷增加5倍之多。此外，北方草原樣帶與控制試驗結(jié)果相符，自西向東隨土壤pH下降、土壤全氮升高，易溶性無機磷與難溶性無機磷之間的比例上升，表征了難溶性無機磷向易溶性無機磷的轉(zhuǎn)化。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，長期氮添加通過促進植物磷吸收、土壤磷素淋溶等過程，導致草原土壤全磷下降10%。由此可見，生態(tài)系統(tǒng)氮富集可通過活化礦物結(jié)合態(tài)磷而提升土壤磷供應能力，但長此以往可能會逐漸導致土壤磷庫耗竭。該研究有助于為歐亞草原生態(tài)系統(tǒng)磷素管理、中國北方退化草原生態(tài)恢復提供理論依據(jù)和決策參考。
中科院植物研究所工程師楊俊杰、中科院沈陽應用生態(tài)研究所研究員王汝振和助理研究員劉賀永為該論文共同第一作者，韓興國為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金等項目的資助。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1002/ecy.3616