磷的形态表明，在具有不同岩性的亚热带森林土壤中，不同团聚体间的磷供应机制存在显著差异

《Journal of Plant Nutrition and Soil Science》：Phosphorus Speciation Suggests Contrasting P Supply Mechanisms Across Aggregates in Subtropical Forest Soils With Different Lithology

亚热带森林不同岩性土壤中磷形态与微生物分布差异研究。红壤与石灰土中总磷（TP）和交换性磷（Ex-P）含量差异显著，无机磷形态受岩性主导：红壤以铁铝磷为主（69.7%-85.0%），石灰土钙结合磷占比更高（10.4%-15.9%）。有机磷形态分布和微生物磷（MBP）空间分异呈现显著岩性差异，红壤MBP富集于大团聚体并促进磷有效性，而石灰土MBP集中于微团聚体且抑制磷释放。研究揭示了岩性通过改变土壤结构影响磷循环的关键机制。

　　

摘要

背景

磷（P）是高度风化的亚热带/热带土壤中的限制性元素。根据岩性不同，热带土壤在化学成分和团聚体结构上存在显著差异。

研究目的

本研究旨在探讨岩性差异如何影响亚热带森林中土壤团聚体中磷的形态、分布及其有效性。

研究方法

测量了总磷（TP）、交换性磷（Ex-P）以及不同磷形态（如铁[Fe]–P、铝[Al]–P、钙结合磷[Au-P]、碎屑磷[De-P]、易分解磷[LP]、中等稳定性磷[MLP]和稳定有机磷[SP]的含量。同时，还测定了来自两个相邻森林的土壤及土壤团聚体中的微生物生物量磷（MBP）和磷酸酶活性（酸性磷酸酶和植酸酶），其中一个森林位于酸性红土上，另一个位于石灰岩土壤上。

研究结果

(1) 红土的总磷（TP）和交换性磷（Ex-P）含量分别低于石灰岩土壤（分别为353.32 mg kg^?1和2.22 mg kg^?1 vs 706.09 mg kg^?1和8.8 mg kg^?1）。在红土中，无机磷主要以铁结合磷[Fe–P]的形式存在（占69.7%–85.0%），而石灰岩土壤中更多的无机磷以钙结合磷[Au-P]（10.4%–15.9%）和碎屑磷[De-P]（23.1%–28.4%）的形式存在。(2) 红土中的有机磷主要以稳定有机磷[SP]的形式存在，并且在较大团聚体中富集；而石灰岩土壤中易分解磷[LP]的比例较高，所有有机磷形态在团聚体中的分布更为均匀。(3) 红土中的微生物生物量磷（MBP）主要集中在较大团聚体中（占TP的1.5%–2.2%），并与易分解磷形态（如铝结合磷[Al–P]和LP）呈正相关。石灰岩土壤中的MBP含量较低（<1% of TP），主要集中在较小团聚体中，并与较大团聚体中的磷有效性呈负相关。(4) 在红土的较大和较小团聚体中，植酸酶活性与有机磷形态呈正相关，但在石灰岩土壤中则没有这种相关性。

结论

研究结果表明，微生物在磷的供应中起着不同的作用：在磷贫瘠的红土中，微生物促进了磷循环的进行；而在磷丰富的石灰岩土壤中，较大团聚体通过吸附和包裹钙来限制微生物对磷的吸收，从而有助于磷的固定。这些发现强调了岩性在塑造亚热带森林中磷的储存和有效性方面的关键作用，为保护和恢复工作提供了有针对性的土壤管理策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。