隨著成土作用的進行,土壤中的原生礦物磷含量因風化作用逐漸降低,有機磷則逐漸積累,成為生態(tài)系統(tǒng)有效磷的一個重要來源。土壤中的有機磷以多種形態(tài)存在,不同形態(tài)有機磷的生物有效性差異較大,然而,成土早期土壤有機磷的形態(tài)組成、轉化及其與有效磷之間的關系仍不清楚。成都山地所山地生物地球化學團隊在前期土壤無機磷形態(tài)轉化機制研究的基礎上,基于貢嘎山海螺溝冰川退縮跡地土壤年代序列(0–125年),采用31-P核磁共振技術研究了成土早期表層礦質(zhì)土壤中有機磷的形態(tài)組成及轉化過程。
研究發(fā)現(xiàn),磷酸單酯(42.6–51.5 %)和磷酸雙酯(4.0–8.3 %)是海螺溝土壤年代系列表層礦質(zhì)土壤中有機磷的第一和第二大組分(圖1)。隨成土時間的增加,磷酸單酯呈“拋物線型”變化趨勢,在57年樣點達到峰值。磷酸單酯主要由α-甘油膦酸酯(22.3–34.7 %)和β-甘油膦酸酯組成(20.9–33.0 %),是RNA和磷脂的水解產(chǎn)物;此外,磷酸單酯還含有15.3–18.8 %的scyllo-, neo-和D-chiro-肌醇磷酸鹽,為微生物活動的產(chǎn)物;未發(fā)現(xiàn)主要來自于植物的植酸磷(圖2)。磷酸雙酯的含量隨成土年齡呈不斷增加的趨勢,微生物活性增加和土壤pH降低導致的磷酸雙酯來源和穩(wěn)定性的增加是出現(xiàn)這一趨勢的主要原因;磷酸雙酯基本由來自于微生物和植物殘體的DNA組成(>80 %)。這些結果表明,成土早期土壤有機磷主要為微生物活動的產(chǎn)物,與成熟土壤中有機磷主要由植酸磷(生物有效性相對較低)組成顯著不同,可能是成土早期土壤有效磷較高的一個重要原因。
研究成果發(fā)表在國際學術期刊Geoderma上。
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貢嘎山海螺溝冰川退縮跡地表層礦質(zhì)土壤中磷酸單酯的主要組分
貢嘎山海螺溝冰川退縮跡地表層礦質(zhì)土壤中磷的形態(tài)組成