GCB | 微生物因子对土壤磷生物有效性的显著影响：全中国的一项研究

以下文章来源于生态学者 ，作者Ecologist

长期以来，磷（P）是地球上所有生命所必需的大量营养素，在某些陆地生态系统中，尤其是在土壤高度风化的热带地区，磷一直被视为仅次于氮（N）的第二大限制性营养元素。但是，越来越多的证据表明，磷限制是一种普遍现象，发生在世界各地各种类型的陆地生态系统中，而不是在某些特定的陆地生态系统中。土壤磷（P）生物有效性低导致全球陆地生态系统广泛存在磷限制。在大空间尺度上探索影响土壤磷生物有效性的因素对于管理这些生态系统至关重要。然而，以前的研究大多集中在非生物因素上。本研究中，作者为了揭示微生物因素在大空间尺度上决定土壤P生物有效性的作用，从中国22个省份的29个农业生态系统（主要是稻田）和40个自然生态系统（包括森林、草原和戈壁沙漠）共收集了207个土壤样本，建立了一个国家级数据集。

图1 中国农业和自然生态系统土壤总磷和生物有效磷浓度
研究表明：土壤微生物生物量碳（MBC）和酸性磷酸酶是中国农业和自然生态系统土壤磷生物有效性的重要预测因子，尽管它们似乎不如土壤全磷重要。这两种微生物因子对两种生态系统类型的土壤磷生物有效性都有积极影响，并且能够调节几种非生物因子的影响（例如，年平均温度）。同时，土壤植酸酶可以通过类似于土壤MBC和酸性磷酸酶的方式影响国家范围内的土壤P生物有效性，这种模式在农业生态系统中比在自然生态系统中更为明显。此外，本研究还获得了编码这些酶的微生物基因在国家尺度上对土壤磷生物有效性产生积极影响的证据，尽管这两种生态系统类型的影响大小不同。综上所述，本研究证明了微生物因素对土壤磷在大空间尺度上生物利用度的显著影响，突出了考虑微生物因素在管理广泛的P限制陆地生态系统中的重要性。

图2 中国农业和自然生态系统中非生物和微生物变量对土壤磷生物有效性的影响

图3 结构方程模型显示了非生物和微生物因素对中国农业和自然生态系统中土壤P生物有效性的影响
研究结果以“Remarkable effects of microbial factors on soil phosphorus bioavailability: a country-scale study”为题于2022年4月22日发表在Global Change Biology上。华南师范大学Lu jingli为该文第一作者，李金天教授和梁洁良为通讯作者。