植物微生物互作對森林磷限制的緩解機制揭曉

近日，《新植物學家》發表了中科院植物所研究員劉玲莉團隊的最新研究，他們發現熱帶森林中植物受到的磷限制通常高于溫帶森林，但物種之間和站點內差異很大。

分布于不同緯度的森林生態系統均會受到不同程度的磷限制，且磷限制具有高度的空間異質性。為了適應養分條件變化，植物會最大限度地通過內部養分存留和外部養分獲取來維持其養分供應。在森林生態系統中，植物生長所需的磷約有98%來自葉片凋落前的磷重吸收和微生物的磷礦化這兩個過程。理解磷限制條件下，植物（重吸收）和微生物（酶解）互作如何共同維持磷供應，對于預測全球變化下的森林生態系統生產力有重要意義，但相關研究仍很匱乏。

為此，劉玲莉團隊選擇寒溫帶、暖溫帶、亞熱帶、熱帶四個森林生態系統，通過對47個樹種的葉片及土壤取樣分析，探討了氣候、土壤和微生物如何影響植物磷供應的內部和外部途徑的貢獻及相互作用。

他們發現，熱帶森林中植物受到的磷限制通常高于溫帶森林，但物種之間和站點內差異很大。當生態系統從氮限制轉變為磷限制時，植物磷重吸收效率會高于氮重吸收效率，以維持其氮磷化學計量平衡，從而緩解相對磷限制強度；同時，凋落物和土壤磷酸酶催化效率迅速上升，促進微生物對有機磷的礦化，從而增加土壤中有效磷的供應。

該研究結果表明，在磷限制的生態系統中，植物通過耦合地上-地下養分獲取策略，共同維持其磷供應和氮磷化學計量平衡。  

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/nph.18797