根際激發(fā)效應(yīng)（Rhizosphere priming effect, RPE）是土壤有機(jī)質(zhì)周轉(zhuǎn)和養(yǎng)分循環(huán)的一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力，揭示其影響因素以及發(fā)生機(jī)制對(duì)于理解全球碳循環(huán)至關(guān)重要。根際激發(fā)效應(yīng)不僅影響土壤養(yǎng)分有效性，而且受到土壤養(yǎng)分有效性的調(diào)控。目前與氮的有效性相比，很少有研究關(guān)注磷的有效性對(duì)根際激發(fā)效應(yīng)的影響，而且磷和氮對(duì)根際激發(fā)效應(yīng)的互作機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。
基于此，中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)所地下生態(tài)過程研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合澳大利亞悉尼大學(xué)Feike A. Dijkstra團(tuán)隊(duì)對(duì)比了黑麥草（Lolium perenne）和白三葉草（Trifolium repens）在施磷和不施磷（4 g P m-2）條件下，種植后30天，44天和58天的根際激發(fā)效應(yīng)的動(dòng)態(tài)差異。研究發(fā)現(xiàn)，白三葉草比黑麥草在生長后期產(chǎn)生更大的根際激發(fā)效應(yīng)，這可能是由于白三葉草后期的地上生物量再生率、根際活力和根際沉積物較大。施加磷肥降低了黑麥草生長后期的根際激發(fā)效應(yīng)，而對(duì)白三葉草的根際激發(fā)效應(yīng)無顯著影響。背后的機(jī)制在于，磷肥和根系分泌物的碳輸入誘導(dǎo)了更多的微生物氮固持，導(dǎo)致土壤氮限制對(duì)植物生長產(chǎn)生負(fù)向影響，繼而降低了黑麥草的根際激發(fā)效應(yīng)（圖A）。然而，磷肥誘導(dǎo)的微生物氮固持對(duì)白三葉草沒有太大影響，因?yàn)槿~草的生物固氮可能緩解了土壤氮限制（圖B）。總之，上述結(jié)果揭示了C-N-P的相互作用對(duì)于理解根際激發(fā)效應(yīng)的重要性，這對(duì)探索植物-土壤系統(tǒng)中的磷循環(huán)具有重要意義。
該研究成果以“Rhizosphere priming effects of Lolium perenne and Trifolium repens depend on phosphorus fertilization and biological nitrogen fixation”為題發(fā)表在Soil Biology & Biochemistry期刊。中科院沈陽生態(tài)所地下生態(tài)過程組助理研究員盧佳禹為第一作者，王朋研究員為通訊作者。該研究得到澳大利亞研究委員會(huì)、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目和中國科學(xué)院大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士項(xiàng)目資助。
