施用粪肥通过微生物作用及铁相关机制促进水稻根际磷的活化与吸收：LA-ICP-MS技术的证据支持

《Plant and Soil》：Manure application promotes rhizosphere phosphorus mobilization and uptake by rice through microbial and iron-associated processes: Evidence from LA-ICP-MS

　　

摘要

背景与目的

有机肥料能够提高稻田土壤中磷的有效性，但其对根际细菌群落以及根土界面处磷转化过程的影响仍不明确。在酸性稻田土壤中，磷的有效性与水稻根际中受氧化还原条件影响的进程密切相关，这些进程决定了磷的生物有效性和植物的吸收能力。

方法

在酸性稻田土壤中开展了为期三年的田间试验，设置了六种不同的羊粪施用剂量。研究分析了土壤的物理化学性质、无机磷组分、根际细菌群落以及酶活性。此外，还利用激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）和微X射线荧光成像技术，进一步研究了根土界面处的元素分布情况。

结果

羊粪增加了土壤有机质含量、pH值、有效磷含量以及水稻产量，同时显著改变了根际细菌群落的结构。有效磷是导致群落变化的主要因素。富含羊粪的细菌类群与有机物分解和养分循环有关，而降铁菌，尤其是Geobacteraceae科和Anaeromyxobacter属细菌的丰度在施用羊粪后有所增加。这类细菌通常与铁结合态磷、铝结合态磷以及难溶性磷呈负相关，而这些磷型随着羊粪的添加而减少，表明相对稳定的无机磷库发生了重新分布。原位成像结果显示，施用羊粪后根表层的铁积累减少，而根柱部的磷富集程度增加。

结论

在酸性稻田土壤中，羊粪通过调节根际细菌群落的结构以及根土界面处与铁相关的磷转化过程，提升了磷的有效性以及水稻对磷的吸收能力。