氮富集诱导磷限制下北方泥炭地土壤磷有效性与植物磷重吸收的协同适应机制

本研究针对氮(N)富集加剧磷(P)限制背景下北方泥炭地养分循环机制不清的问题，来自中国的研究人员通过八年氮添加实验(0-120 kg·N hm?2·year?1)，发现氮添加通过提升土壤酸性磷酸酶活性加速有机磷周转，同时增强植物叶片磷重吸收效率，揭示了土壤磷有效性提升与植物内部磷循环协同适应氮诱导磷限制的新机制，对理解寒区生态系统养分循环具有重要意义。

　　

背景与目的：氮(N)富集常加剧生态系统磷(P)限制，但北方泥炭地中土壤磷有效性和植物磷重吸收对氮诱导磷限制的适应响应尚不明确。

方法：研究人员在中国东北的北方泥炭地开展了为期八年的氮添加实验（0、30、60和120 kg·N hm^?2·year^?1），测定了八种维管植物叶片磷重吸收的变化、土壤酸性磷酸酶活性，以及0-10厘米和10-20厘米土层中土壤CaCl₂可提取磷、柠檬酸可提取磷、酸性磷酸酶可提取磷和HCl可提取磷等磷组分。

结果：氮添加普遍提高了八种维管植物的叶片氮磷比，但降低了0-10厘米和10-20厘米土层的土壤全磷浓度，表明磷限制加剧。尽管土壤酸性磷酸酶可提取磷和HCl可提取磷组分未发生显著变化，但氮添加总体上增强了土壤酸性磷酸酶活性，并提高了CaCl₂可提取磷和柠檬酸可提取磷等生物有效磷组分。土壤酸性磷酸酶活性与这些生物有效磷组分的同步增加表明，氮添加加速了有机磷周转，进而提高了磷有效性。此外，氮添加增强了植物叶片磷重吸收效率和熟练度。叶片磷重吸收与成熟叶氮磷比之间的显著关系表明，植物通过增强内部磷循环来适应氮添加诱导的磷限制。

结论：土壤磷有效性的提高与植物内部磷循环的增强协同作用，共同适应氮富集诱导的磷限制，这一发现对于理解北方泥炭地的养分循环和限制至关重要。