Nature Ecology & Evolution | 研究揭示植物混合物种可增加土壤磷的可用性和植物生产力！

磷（P）是植物生长、功能和繁殖所需的重要营养物质，但土壤中的大多数P（例如，以有机、吸附和矿物结合的P的形式）并不容易被植物利用。因此，土壤中的P可利用性（植物可利用的P，包括可溶性P和容易交换的P形式）通常是陆地生态系统中植物生产力的主要制约因素。自工业化以来，大量不可再生的地质P矿藏被开采出来用于生产肥料；然而，易于开采的磷酸盐岩矿藏是有限的，并可能在未来50-100年内被耗尽。因此，迫切需要制定可持续的管理策略，更好地利用土壤中的P，增加土壤中的P循环，以减少对P肥投入的依赖。

2022年6月27日，国际权威学术期刊Nature Ecology & Evolution发表了加拿大阿尔伯塔大学Scott Chang教授团队的最新相关研究成果，题为Meta-analysis shows that plant mixtures increase soil phosphorus availability and plant productivity in diverse ecosystems的研究论文。

土壤磷（P）的可用性对许多陆地生态系统的植物生产力至关重要。尽管全球存在着生物多样性迅速丧失的危机，但土壤磷的可用性如何对植物多样性的变化做出反应仍不确定。本研究基于各种生态系统（耕地、草地、森林和盆栽实验）的180项研究进行的宏组学分析表明，平均而言，在物种混合的生态系统中，土壤总磷、磷酸酶活性和可用磷分别比单一种植中高6.8%、8.5%和4.6%。混合物种对磷酸酶活性的影响随着物种和功能群落丰富度的增加而变得更加积极，在根际的增加比在非根际土壤中更加明显。在非根际土壤中，混合物种对土壤可利用磷的影响没有变化，但随着物种或功能群落丰富度的增加，这些影响在根际土壤中由正转负。尽管如此，在多样化的物种混合生态系统中，土壤磷酸酶活性的增强刺激了可利用的P，抵消了减少土壤可利用P的植物吸收效应的增加。此外，物种丰富度对土壤磷酸酶活性的增强效应与植物生产力的提高呈正相关。本研究结果强调，保护植物多样性可以增加土壤磷酸酶活性和P的可用性，从而维持陆地生态系统当前和未来的生产力。

图：植物多样性如何影响陆地生态系统中土壤磷循环

图：在非根际土壤和根际土壤中，物种混合与单一栽培的土壤总磷、磷酸酶活性和有效磷的比较

图：与 SR 和 FR 相关的物种混合与单一栽培中土壤总磷、磷酸酶活性和有效磷的比较

图：混合物种中植物 SR（或 FR）和 SC 对土壤磷酸酶活性和有效磷的交互作用

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