土壤磷有效性是决定陆地生态系统初级生产力的关键因素。在磷缺乏条件下，植物功能性状和微生物可以积极响应以增加土壤磷的生物有效性。然而，荒漠深根植物的细根性状是否以及如何影响土壤phoD细菌群落进而提高土壤磷的生物有效性，尚不清楚。
针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站曾凡江研究员团队，以典型的荒漠深根植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)为研究对象，开展了一项为期三年的室外栽培磷处理试验。研究重点关注了一年和三年生骆驼刺的细根性状，根际和非根际土壤Hedley-P库以及phoD细菌群落。
研究表明细根表面积、比根长、酸性磷酸酶活性以及叶面Mn浓度（指示根系释放的羧酸盐数量）在无磷供应下显著高于高磷供应。与一年生幼苗相比，三年生幼苗的酸性磷酸酶活性显著增加了27%，但叶面Mn浓度显著降低了26%。无磷供应条件下，活性磷、中等活性磷、无机磷及有机磷在三年生幼苗的根际分别比一年生幼苗高5、11、10和21%。对于一年生幼苗，细根表面积和叶面Mn浓度是根际phoD细菌群落的主要预测因子，而对于三年生幼苗，细根磷浓度是根际和非根际土壤phoD细菌群落的主要预测因子。整体上，细根性状是决定根际phoD细菌群落的主要因素，从而影响土壤磷的有效性，但非根际土壤中phoD细菌群落则由无机磷主导。随着植物的生长，细根形态特征对土壤磷有效性的重要性逐渐增加。总的来说，我们的结果强调了由荒漠深根植物细根性状塑造的根际phoD细菌对土壤磷生物有效性的重要性。
图1 细根性状、土壤磷组分及phoD细菌群落组成的网络分析
图2 随机森林分析确定土壤phoD细菌群落组成与碱性磷酸酶活性的主要预测因子
相关成果以“Fractions of soil phosphorus mediated by rhizospheric phoD-harboring bacteria of deep-rooted desert species are determined by fine-root traits”为题发表在Functional Ecology。中国科学院新疆生态与地理研究所高艳菊博士后为论文第一作者，曾凡江研究员与Akash Tariq副研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目以及国家重点研发等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.14635
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