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供稿：赵鑫；编排：王上
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原名：Utilizing soil organic phosphorus for sustainable crop production: insights into the rhizosphere
译名：利用土壤有机磷促进可持续作物生产：基于根际的视角
期刊：Plant and Soil
2023年影响因子：3.9
5年影响因子：4.6
在线发表时间：2023.07.01
第一作者：张凯 博士
通讯作者：申建波 教授jbshen@cau.edu.cn
第一单位：中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室
综述亮点
聚焦根际有机磷生物周转过程，为磷可持续利用提供新视角
综合考虑微生物群落对根系有机磷获取的影响
探讨根际有机磷周转与土壤碳循环的耦合过程
强调根际管理在促进有机磷再利用中的重要性
土壤磷是作物生长不可或缺的养分，然而，传统农业中过度依赖无机磷肥，其资源的有限性和环境污染问题促使人们日渐关注有机磷的利用。尽管有机磷在土壤磷循环中占据重要地位，但其转化和利用过程却相对复杂，且受到植物根系活动、微生物群落结构以及土壤环境等多种因素的共同影响。深入研究土壤有机磷的转化机制及相关影响因素，对于推动可持续作物生产具有重要意义。
全面涵盖了土壤有机磷的形态分类、转化机制、根际微生物群落的功能、植物对有机磷的利用策略，以及不同种植模式对根际有机磷循环所产生的影响。阐述了微生物在有机磷矿化过程中的关键作用，以及植物根系如何通过分泌有机酸、磷酸酶等物质来有效促进有机磷的释放与利用。此外，探讨了通过优化多样化种植模式调控根-土-微生物相互作用进而提升作物对有机磷利用效率的途径。
土壤有机磷的转化和利用是一个复杂的过程，涉及植物根系、微生物群落和土壤环境等多个因素。通过深入研究和理解这些因素之间的互作关系，可以为提高作物磷营养和减少无机磷肥施用提供新的途径。未来的研究应进一步关注根际微生物群落的调控机制、植物对有机磷的响应机制以及不同种植模式对根际有机磷循环的综合影响，为可持续农业的发展提供更有力的支持。
图1 土壤有机磷微生物矿化和周转与磷的植物可用性。（A）微生物矿化有机磷以满足自身对磷或碳的需求；磷酸酯单体通常被土壤吸附或存在于有机质中，微生物过程可使其解吸并矿化，同时释放碳以满足微生物需求。（B）在根际，根系与微生物竞争磷，而微生物对碳的需求则驱动有机质分解，丰富有机磷库；与土体相比，根际的碳磷比失衡可提高微生物磷周转，加速有机磷向植物可利用形式的转化，增强植物磷吸收。
图2 植物对有机磷的利用及根际与土壤中有机磷周转的影响因素。植物利用有机磷分解的无机磷途径包括：根系分泌物影响有机磷的吸附、解吸及水解，供植物吸磷；微生物转化根际/土体有机磷为无机磷，与根系竞争吸收。植物利用有机磷受多因素复杂影响，且不同植物种类对有机磷的利用策略各异，受根/根际特性及磷营养状况调节。根系与微生物的共生或竞争关系间接影响有机磷利用。土壤性质如有机磷形态、母质、有机质、pH、水分、通气性、温度等，显著影响根系功能及微生物有机磷周转过程。这些因素共同作用于植物对有机磷的利用。
图3 根际有机磷管理促进可持续作物生产。根际有机磷管理的目标是最大化植物/根系-根际/土壤连续体中有机磷循环的生物潜力，从而实现高磷利用效率和高生产力。这一管理策略通过多样化作物系统以及改良土壤，调控根际功能，促进植物吸收有机磷转化的无机磷、支持地上部生长。在理想有机磷循环中，所有磷输入和土壤有机磷均参与循环，释放的无机磷被根系迅速吸收，防止土壤固定或流失。此外，在有机磷循环过程中，优化养分投入和调控根际过程会改变土壤中的碳磷比，并对土壤碳循环产生影响，这些因素都可以被纳入优化的根际有机磷管理中进行综合考虑。
原文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-023-06136-x
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