根際過程和高底物濃度促進黑土有機磷礦化*

于星辰 劉 倩 李春杰 朱 平 李海港，3? 張福鎖

（1 中國農業大學資源與環境學院/植物-土壤相互作用教育部重點實驗室，北京 100193）（2 吉林省農業科學院農業資源與環境研究所，長春 132000）（3 內蒙古農業大學草原與資源環境學院，呼和浩特 010011）

大量研究表明，根際過程能促進土壤無機磷的活化［1-3］。缺磷脅迫促使植物進化形成了各種生理適應機制來活化、吸收土壤難溶性無機磷。生理適應機制包括根系有機酸陰離子的分泌、根際酸化等［4-5］。低磷脅迫增加了番茄（Lycopersicon esculentum L.）、鷹嘴豆（Cicer arietinum L.）和白羽扇豆（Lupinus albus L.）根系的質子分泌［6］。生長在鈣質土壤上的蠶豆（Vicia faba L.）能夠降低根際pH，而玉米（Zea mays L.）根際pH變化不明顯［7］。根系所分泌的有機酸陰離子主要包括檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸等［8］。有機酸陰離子通過基團置換、溶解作用和占據磷吸附位點來增加土壤無機磷的生物有效性［6,9］。而這些根際過程對土壤有機磷礦化的影響尚缺乏系統研究。

我國耕作土壤有機磷占土壤全磷的25%～56%，東北黑土可達70%以上［10］，是作物吸收磷素的重要來源。土壤有機磷必須經過礦化作用分解為無機態磷酸根離子才能被根系所利用［11］。土壤有機磷的礦化作用分為兩步：1）有機磷從土壤礦物上解吸進入土壤溶液；2）土壤溶液中的有機磷被磷酸酶分解為無機態磷酸根離子［11］。有機磷在土壤中的吸附過程與無機磷相似。根系有機酸陰離子和質子的分泌促進了有機磷在土壤中的解吸，這是有機磷礦化的前提。酸性磷酸酶是土壤有機磷礦化所需要的一種水解酶，是土壤有機磷礦化過程的決定物質。……