原名:Biotic and abiotic effects of soil organic matter on the phytoavailable phosphorus in soils: a review
译名:土壤有机质对土壤植物有效磷的生物和非生物效应:综述
期刊:Chemical and Biological Technologies in Agriculture
2023年影响因子:5.2
5年影响因子:5.2
第一作者:Keiji Jindo
通讯作者:Keiji Jindo
通讯单位:Agrosystems Research, Wageningen University & Research, Wageningen
发表时间:2023年3月
土壤有机质(SOM)在调节土壤磷(P)动态和产生植物有效磷方面具有重要作用。然而,土壤P动态通常主要由土壤pH、粘粒含量和元素组成(如钙、铁和铝)的影响来解释。因此,更好地理解有机质如何影响土壤中植物有效磷的机制,对于建立有效的农业管理以促进土壤健康和提高土壤肥力,特别是磷的利用效率是必要的。在这篇综述中,讨论了以下非生物和生物机制;(1)有机质与磷之间对粘土和金属氧化物的正电荷吸附位点的竞争吸附(非生物反应),(2)有机质与磷之间对阳离子的竞争络合(非生物反应),(3)有机质与桥阳离子的二元络合结合磷与形成稳定的磷矿物之间的竞争络合(非生物反应),(4)酶活性的增强,其影响土壤磷动力学(生物反应),(5)有机质衰变期间磷的矿化/固定(生物反应),和(6)微生物释放的有机酸介导的无机磷的溶解(生物反应)。
表1 有机物(OM)和磷酸根离子(P)之间竞争吸附和络合反应的观察实例
图1 有机质对土壤磷化学影响的机理。1.竞争吸附可发生在三种情况下:(1)有机质阻碍粘土或氧化物矿物表面电荷导致磷酸盐解吸;(2)有机质吸附在带负电的粘土或氧化物矿物表面,导致负的磷酸盐排斥;(3) OM与吸附在粘土或氧化物矿物表面的Fe络合,导致Fe–OM的形成,其可被释放,留下可用于磷酸盐吸附的带正电荷的表面。2.根据SOM的结构,竞争金属络合通过阳离子如Ca2+在SOM和磷酸盐之间的三元络合而发生。在不存在与Ca2+或Fe3+的二元络合的情况下(红圈),SOM上的负电荷无法吸附CaPO4。然而,当SOM上的负电荷可及时,CaPO4可以形成三元复合物(蓝色圆圈)。3.有机磷的矿化:微生物诱导酶活性将有机磷化合物分解成无机磷酸盐。这个过程包括通过特定的酶降解单酯、二酯和磷酸三酯,这些酶释放无机磷酸盐供植物吸收。