研究發現水生植物根際泌氧增強磷的可利用性

　　磷是維系全球初級生產力的關鍵元素，但在土壤和沉積物中，磷常被固定于吉布斯自由能較低的熱力學穩定態鐵礦物中，難以被植物吸收，從而形成大量低效的“遺留磷”。

　　近日，中國科學院南京地理與湖泊研究所副研究員趙國強及合作者，借助原位成像、電化學表征和同步輻射等技術，揭示了水生植物根系晝夜節律性泌氧激活土壤和沉積物中熱力學穩定態鐵礦物以促進磷釋放與植物吸收的關鍵過程與機制。

　　研究發現，水生植物根系在晝夜節律下持續釋放氧氣即徑向輸氧，在根際誘發氧化還原環境的周期性波動，從而激活原本熱力學穩定的鐵礦物，生成亞穩態鐵組分，促進磷的富集和釋放。夜間的還原作用與白天的氧化作用交替進行，誘導在根表形成富含亞穩態鐵組分的鐵膜。這一鐵膜具有高度的反應活性，并經歷快速的溶解-再生循環，加速磷由土壤向孔隙水的遷移，提升植物對磷的吸收效率。

　　相關研究成果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。