研究發現磷供給調控土壤有機碳庫的氮介導機制

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近日，中國科學院華南植物園磷素生物地球化學研究組的科研人員在國家自然科學基金和廣東省基礎與應用基礎研究基金等項目的共同資助下，研究發現磷供給調控土壤有機碳庫的氮介導機制。相關成果發表于《土壤生物學與生物化學》。羅先真為該論文第一作者，侯恩慶為通訊作者。

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磷添加對土壤有機碳庫的影響取決于氮有效性。研究團隊 供圖

在（近）自然陸地生態系統中，土壤總磷含量可以跨越約4個數量級，從約1 mg kg-1到約10000 mg kg-1不等。這種巨大的空間差異如何影響植物和土壤微生物活性、進而塑造陸地生態系統的結構、功能和過程是個重要科學問題。

野外養分添加實驗是研究這一科學問題的重要手段。前期研究表明，磷添加會促進陸地植被生產力，因而科研人員假設磷添加也會促進土壤有機碳庫。為了檢驗這一科學假設，科研人員基于陸地生態系統536項相關研究進行整合分析探究了磷供給與土壤碳儲存的關系，發現磷供給增加促進土壤有機碳的儲存, 并隨著土壤氮有效性的增加而增加。

據介紹，在土壤低氮有效性（C:N ratio > 16）情況下，磷添加促進植被生產力從而促進植物碳的輸入，同時也促進微生物活性（即增加微生物生物量），促進土壤呼吸，增加土壤碳的損失，這種土壤碳的損失將會抵消植物碳輸入的增加，從而使得磷添加對土壤有機碳的影響出現不變或負效應的可能。

在土壤高氮有效性（C:N ratio ≤ 16）情況下, 磷添加極大促進植被生產力，增加植物碳的輸入，同時對微生物活性沒有影響，降低土壤土壤呼吸，降低土壤碳損失，從而增加土壤碳儲存。導致上述現象的可能原因是在磷添加下，土壤高氮有效性為微生物提供了更多的氮，降低微生物為獲取氮的碳礦化。

該研究揭示了磷調控土壤有機碳庫的氮介導機制，強調了陸地過程模型中綜合考慮元素之間相互作用的重要性。