不同磷源对磷高效利用野生大麦根际土壤磷组分的影响

在土培盆栽条件下,以野生大麦磷高效利用基因型IS-22-30、IS-22-25和低效基因型IS-07-07为材料,研究不施磷(CK)、无机磷(KH₂PO₄,Pi)、有机磷(phytate,Po)及二者混合(KH₂PO₄+phytate,Pi+Po)的方式施磷30 mg·kg^-1时,磷高效基因型野生大麦对磷素吸收利用能力及土壤磷组分特征.结果表明： Pi处理野生大麦干物质量和磷素积累量最大,Pi+Po处理其次,Po处理最小,均显著高于CK处理,且磷高效基因型物质生产和磷素吸收能力显著高于磷低效基因型.土壤有效磷在不同磷源处理间差异显著,Pi处理时含量最高,Pi+Po处理次之,且磷高效基因型野生大麦根际有效磷含量显著高于磷低效基因型.磷高效基因型野生大麦根际有效磷呈现亏缺现象,在Pi和Pi+Po处理时亏缺程度较大.根际与非根际土壤无机磷组分含量为Ca₁₀-P>O-P>Fe-P>Al-P>Ca₂-P>Ca₈-P,且其含量随着Pi的增加而增加.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤Ca₂-P、Ca₈-P出现亏缺;Pi处理磷高效基因型野生大麦根际土壤Al-P、Fe-P出现富集.土壤中有机磷各组分含量为中活性有机磷>中稳性有机磷、高稳性有机磷>活性有机磷.野生大麦根际土壤活性有机磷和中活性有机磷呈现富集,其富集量在Pi处理时最大;中稳性有机磷和高稳性有机磷呈现亏缺.各磷源处理下,磷高效基因型野生大麦根际土壤活性有机磷含量显著高于磷低效基因型,中稳性有机磷和高稳性有机磷在基因型间差异不显著.Pi缺乏时,磷高效基因型野生大麦活化吸收Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P和活性有机磷的能力较强.     

温度和施磷对石灰性潮土小麦苗期生长及磷形态的影响

以石灰性潮土为对象,通过盆栽试验研究温度和磷肥对小麦苗期生长和土壤无机磷形态转化的影响.结果表明: 温度和磷肥是影响小麦生长的重要因子,但二者交互作用影响不显著.温度对小麦生长的影响大于施用磷肥,15 ℃是小麦苗期的适宜生长温度.与不施磷肥(-P)处理相比,5 ℃下,施磷肥(＋P)处理显著促进了小麦生长,小麦地上部、根部生物量分别提高18.2%、33.3%,地上部、根部磷素积累量分别提高30.6%、13.3%,根冠比、株高、分蘖、根系活力分别提高3.5%、10.0%、10.5%、70.3%;15 ℃下,施用磷肥对小麦生物量、分蘖影响不显著,但小麦地上部、根部磷素积累量分别提高32.3%、23.8%,根冠比、株高、根系活力分别提高15.6%、2.5%、32.8%;25 ℃下施用磷肥对小麦生长没有促进作用. 3种温度下,施磷能显著增加各处理土壤有效磷(Olsen-P)、二钙磷(Ca₂-P)、八钙磷(Ca₈-P)、铝磷(Al-P)和铁磷(Fe-P)含量.-P和+P处理下,温度对Ca₂-P含量影响不显著,对Olsen-P、Ca₈-P、Fe-P、Al-P含量影响显著.Ca₈-P、Fe-P含量表现为5 ℃>15 ℃>25 ℃;Al-P含量表现为25 ℃>15 ℃>5 ℃.小麦苗期可以吸收利用根际土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P,而Al-P、Fe-P对小麦的有效性明显低于Ca₂-P、Ca₈-P.各处理pH、闭蓄态磷(O-P)和十钙磷(Ca₁₀-P)差异不显著.总之,温度主要通过影响小麦生长来影响磷素吸收,低温下施用磷肥能显著促进小麦生长,高温能加速石灰性土壤有效磷的固定,施磷能缓解这一过程.     

长期施肥对石灰性土壤磷素肥力的影响 Ⅱ.无机磷和有机磷

采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级方法和灼烧法、Bowman-Cole的土壤有机磷分组方法,研究了定位试验23年的0～100cm土壤无机磷和有机磷的形态组成.结果表明,无机磷含量为厩肥>休闲>化肥>低秸>高秸>中秸>无肥.不同施肥处理土壤无机磷各组分的IP_i值呈现以下特点:Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P的IP_i值较低,Ca₁₀-P、Fe-P、O-P的IP_i值较高.与无肥处理的无机磷各组分IP_i值相比,厩肥与休闲处理Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P的IP_i值显著增大,Ca₁₀-P、Fe-P、O-P的IP_i值减小,其中以Ca₁₀-P的IP_i值减小较大.单施化肥处理Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、O-P的IP_i值也增大,Ca₁₀-P、Fe-P的IP_i值减小,显示长期单施化肥不仅可明显提高Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P含量,而且对O-P的增长有显著作用.3种秸秆处理基本上呈现Ca₂-P、Ca₈-P、AlP的IP_i值增大,Ca₁₀-P、Fe-P、O-P的IP_i值减小趋势.从就有效磷(Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P)含量而言,厩肥处理高于化肥处理,而单施化肥处理高于玉米秸秆处理.玉米秸秆配施化肥可显著增加土壤有机磷含量.对土壤有机磷库的贡献,玉米秸秆处理大于厩肥处理.施入有机肥,可增加土壤有机磷各组分的含量,而化肥则主要是促进土壤稳定性有机磷向活性、中活性有机磷转化.长期不施肥处理的土     

秸秆覆盖与施磷对四川丘陵旱地土壤磷形态及有效性的影响

为揭示秸秆覆盖配施磷肥下土壤无机磷形态变化规律及磷的有效性,本研究采用二因素裂区设计,主区为秸秆覆盖和不覆盖,副区为3个施磷量(0、75和120 kg·hm^-2),分析秸秆覆盖与施磷条件下四川丘陵旱地紫色土磷吸附-解吸特征、无机磷组分含量及其与有效磷的关系。结果表明: 2018—2020年两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理土壤磷最大吸附量分别显著降低7.7%和7.4%,磷吸附饱和度分别显著增加35.4%和18.6%,土壤易解吸磷分别显著提高21.6%和35.2%,磷最大缓冲容量无显著差异;施磷与不施磷相比,磷最大吸附量和最大缓冲容量显著降低,吸附饱和度显著增加,易解吸磷则随施磷量的增加而增加。两个试验年度秸秆覆盖处理比不覆盖处理磷酸二钙(Ca₂-P)、磷酸八钙(Ca₈-P)和铁磷(Fe-P)含量显著增加,铝磷(Al-P)含量显著降低,闭蓄态磷(O-P)和磷灰石(Ca₁₀-P)含量有降低的趋势;与不施磷相比,施磷则提高了不同无机磷组分含量。与不覆盖处理相比,两个试验年度秸秆覆盖处理土壤有效磷含量分别显著增加23.2%和9.6%,磷活化系数分别显著提高21.3%和8.9%,且土壤有效磷含量和磷活化系数均随施磷量的增加而提高。回归分析表明,无机磷各组分对紫色土有效磷有效性的贡献为Ca₂-P>Fe-P>Al-P>Ca₈-P>Ca₁₀-P>O-P。因此,秸秆覆盖配施磷肥促进了土壤难溶性磷向中等活性或易于作物吸收的磷形态分解和转化,降低土壤对磷素的吸附,促进土壤磷素的解吸,最终提高土壤磷素有效性。综合考虑经济效益,推荐四川丘陵旱地秸秆覆盖配施75 kg·hm^-2磷肥更有利于提高土壤磷素有效性。     

烟蒜轮作与套作对烤烟产量及根际土壤磷组分的影响

通过大田小区试验,研究烟蒜轮作、套作对烤烟产量和土壤不同形态磷的影响.结果表明： 烟蒜轮作、套作下烤烟产量和上中等烟比例较烤烟单作显著提高,下部叶成熟期根际土壤有效磷含量分别是烤烟单作的1.3和1.7倍.不同种植方式根际和非根际土壤无机磷组分含量均以O-P和Fe-P含量最高,Ca₂-P和Al-P次之,Ca₈-P和Ca₁₀ -P含量最低.与烤烟单作和烟蒜套作处理相比,烟蒜轮作在上部叶成熟期根际土壤Ca₂-P含量最低,Ca₈-P在下部叶成熟期含量最低,Ca₁₀-P含量在中部叶成熟期最低.烟蒜轮作和套作在下部叶成熟期和中部叶成熟期根际土壤Al-P含量分别是烤烟单作的1.6和1.9倍、1.2和1.9倍.烟蒜轮作和套作根际土壤O-P含量均显著低于烤烟单作.烟蒜轮作较烟蒜套作更能活化土壤中难溶的O-P、Ca₁₀-P和高稳性有机磷,提高烤烟产量和中上等烟比例.     

小麦-玉米轮作长期肥料定位试验中土壤磷库的变化Ⅱ.土壤Olsen-P及各形态无机磷的动态变化

研究了冬小麦-夏玉米→春玉米轮作的长期肥料定位试验中,不同磷肥、有机肥用量下土壤Olsen-P及各形态无机磷的动态变化.结果表明,土壤Olsen-P及各形态无机磷含量增减决定于土壤磷素的积累与消耗量.长期不施磷肥,土壤Olsen-P含量逐渐下降并趋向于临界水平,磷肥用量与作物吸磷量基本持平时,可以维持土壤Olsen-P动态平衡.磷肥用量高于作物的吸磷量时,土壤Olsen-P及各形态无机磷均有不同程度的积累.土壤无机磷的积累以Ca₂-P,Ca₈-P为主,平均占无机磷积累总量的52.3%,其中Ca₈-P占二者积累磷总量的78.3%.其次为Al-P,Fe-P的积累,平均占无机磷积累磷总量的26.1%,O-P、Ca₁₀-P平均占20.4%.长期有机肥、化学磷肥配合施用明显地增加了磷肥的有效性.     

低磷胁迫下磷高效基因型大麦的根系形态特征

在根袋土培盆栽条件下,以磷高效基因型DH110+、DH147和低效基因型DH49大麦为试验材料,利用根系分析系统分析不同施磷(P₂O₅)水平(极低磷25 mg·kg^-1、低磷50 mg·kg^-1和正常磷75 mg·kg^-1)下,磷高效基因型大麦的根系形态特征及其与植株磷素吸收的关系.结果表明： 低磷胁迫显著降低大麦生物量和磷吸收量,其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.24～1.70和1.18～1.83倍;大麦的总根长、总根表面积、平均根系直径、不定根长及其根表面积、侧根长及其根表面积均随施磷水平的降低而显著降低,其中磷高效基因型大麦在各施磷水平下的总根长、总根表面积、比根长、侧根长及根表面积分别为低效基因型的1.46～2.06、1.12～1.51、1.35～1.72、1.69～2.42和1.40～1.78倍,而平均根系直径为低效基因型的70.6%～90.2%;主成分分析表明,平均根系直径、比根表面积和比根长受基因型差异的影响较为明显,是区分两类磷效率基因型大麦根系形态差异的主要指标;偏最小二乘回归分析表明,各施磷水平下,总根长、总根表面积对大麦植株磷素吸收贡献均较大,随施磷水平降低,不定根长、不定根表面积对大麦植株磷素吸收的贡献明显降低,而平均根系直径、比根长、侧根长及其根表面积的贡献明显增加.磷高效基因型大麦可通过维持侧根的生长、根细度和比根长的增加来适应低磷胁迫.     

有机酸对土壤无机态磷转化和速效磷的影响

土壤有效磷含量低是影响作物生产的重要限制因素之一.作物根分泌活化难溶性磷的有机酸对改善其磷素营养具有重要意义.采用张守敬和Jackson无机磷分级方法,以湖北省3种pH值土壤为材料,加入不同磷源和有机酸,经过室温培养后,测定速效磷含量和无机磷组分的变化.结果表明:施磷显著提高了土壤中速效磷含量,中性土、酸性土Fe-P和Al-P含量大幅上升, Fe-P占增加量的50%以上,而碱性土Ca-P含量显著增加.加施有机酸使中性土速效磷含量增多,除苹果酸处理的变幅较小外,草酸和柠檬酸的加入速效磷显著增加.由于有机酸的作用,中性土Al-P含量下降,Ca-P含量上升,变幅大小依次为草酸＞柠檬酸＞苹果酸;酸性土中Al-P含量呈下降趋势,碱性土中Ca-P含量有不同程度的减少,3种土壤中O-P含量均有所增加.说明有机酸活化的磷主要来源于中性土和酸性土Al-P、Fe-P及碱性土Ca-P中的磷,同时有机酸能够促进土壤中闭蓄态磷(O-P)的形成与积累.     

杉木、马尾松及其混交林根际土壤磷素特征

2007-2010年,在福建省南平市延平区太平试验林场比较分析了杉木、马尾松纯林及其混交林根际土壤的磷素特征.结果表明:在杉木、马尾松纯林中,根际土壤的有效磷含量均大于非根际土壤.与非根际土壤相比,杉木、马尾松纯林及其混交林的根际土壤pH值均出现下降趋势;根际土O-P的数量低于非根际土,而Al-P和Fe-P则高于非根际土;3种林型中,根际土壤对磷的吸附量小于非根际土壤;而根际土壤磷解吸量和解吸率均高于非根际土壤.杉木、马尾松纯林中,马尾松根际土壤的有效磷、Fe-P、Al-P、解吸量和解吸率均高于杉木,而O-P、磷吸附量则低于杉木.杉木与马尾松混交后,二者根际土壤磷的活化作用进一步加强,且杉木的增幅更大.杉木与马尾松混交有利于杉木根系磷素营养的改善.     

湿地农田土壤磷素的分布、形态与有效性及磷素循环

对江汉平原四湖地区湿地农田土壤磷素的含量分布、形态、有效性、磷素循环及施肥效应进行了研究.结果表明农田土壤全磷和有效磷含量随着地势的降低呈明显降低趋势,潜育性土壤全磷和有效磷含量均极显著低于非潜育性土壤.水田土壤Ca-P、Al-P、Fe-P和O-P分别占无机磷总量的58.1%、3.7%、10.6%和27.5%,其中Ca-P和Al-P与有效磷呈高度正相关(r分别为0.9286**和0.9038**),说明Ca P和Al-P是该地区水田土壤有效磷的主要来源之一.潜育性土壤Ca-P、Al-P和Fe-P的平均含量分别比非潜育性土壤低84.0、10.2和21.1mg/kg,其差异达显著或极显著水平,证明潜育性土壤磷素降低的主要原因是Ca-P、Al-P和Fe-P的损失.五种耕作制度下潜育性稻田土壤磷素输入输出平衡值为盈余2.3～27.9kg/hm2·a,其输入输出比(1/0)为1.06～1.88.对于土壤速效磷小于5mg/kg的潜育性稻田,早、中、晚稻的最高产量施磷量分别为4.83,4.93和1.78 P2O5kg/666.7m2.     

定位施肥对紫色菜园土磷素状况的影响

基于紫色菜园土壤莴笋-白菜轮作3a的12季连续定位施肥试验,研究施肥对土壤磷素状况的影响。结果表明,在紫色土上以化肥为基础增施有机肥(泥炭或菜籽粕)既提高土壤磷含量,又增加无机磷组分中有效磷源和缓效磷源的比例,且不会增加磷素淋失的风险,是所有处理中最优者;增磷、增钾处理虽然提高了土壤磷含量,但未能提高速效磷源与缓效磷源的比例;增氮、增硼及常规施肥降低土壤磷含量和提高无效磷源的比例;无肥处理磷含量最低,无效磷源比例最高。紫色菜园土无机磷约为有机磷的4—6倍,无机磷各组分以钙磷为主,占I-P总量的60.89%—67.92%,显示紫色土风化程度较低。各形态磷素呈Ca10-P>Ca8-P>Fe-P≈Al-P≈OC-P>Ca2-P序列变化,其中Ca2-P和Al-P总共仅占无机磷总量的11.47%—19.43%,表明紫色土中对植物最有效的磷源不足;而Ca10-P和OC-P共占无机磷总量的42.48%—59.55%,意味着紫色土无机磷有一半左右是以作物不可利用的形态存在的。紫色土全磷与无机磷、有机磷、Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、OC-P及Ca10-P呈显著正相关;无机磷与多种形态磷呈显著正相关(除有机磷、Ca2-P、有效磷外);有机磷与全磷、Ca2-P显著正相关;有效磷与全磷、Ca2-P、Al-P、Fe-P显著正相关;无机磷组分间也都存在显著正相关关系(OC-P与Ca10-P间有极显著正相关,但它们与其它无机磷组分无相关性)。表明在土壤磷的整个循环系统中,不同组分无机磷与有机磷之间处于一个动态平衡中,它们之间存在着相互影响和制约。土壤pH与各形态磷关系密切。对土壤有效磷与无机磷组分间的关系进行系统分析,简单相关分析结果土壤有效磷与Ca2-P、Fe-P呈极显著正相关,与Al-P呈显著正相关,与Ca8-P、OC-P、Ca10-P正相关但不显著;通径分析结果对土壤有效磷直接影响较大的无机磷组分是Al-P、Ca8-P与Ca2-P,其中Ca8-P的直接影响为负效应;逐步回归分析结果与通径分析一致。综合分析得出,Ca2-P、Al-P是最有效的磷源,Fe-P、Ca8-P次之,Ca10-P与OC-P是非有效磷源。莴笋和白菜产量与紫色土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P呈显著正相关,与OC-P、Ca10-P无相关性。紫色土各形态无机磷与两种蔬菜产量的相关系数r大小依次为Ca2-P>Fe-P>AL-P>Ca8-P>Ca10-P>OC-P,这与各形态无机磷与有效磷简单相关分析的结果一致。     

Genotypic variation in phosphorus acquisition from sparingly soluble P sources is related to root morphology and root exudates in <Emphasis Type="Italic">Brassica napus</Emphasis>

Genotypic variations in the adaptive response to low-phosphorus (P) stress and P-uptake efficiency have been widely reported in many crops. We conducted a pot experiment to evaluate the P-acquisition ability of two rapeseed (Brassica napus) genotypes supplied with two sparingly soluble sources of P, Al-P and Fe-P. Then, the root morphology, proton concentrations, and carboxylate content were investigated in a solution experiment to examine the genotypic difference in P-acquisition efficiency. Both genotypes produced greater biomass and accumulated more P when supplied with Al-P than when supplied with Fe-P. The P-efficient genotype 102 showed a significantly greater ability to deplete sparingly soluble P from the rhizosphere soil because of its greater biomass and higher P uptake compared with those of the P-inefficient genotype 105. In the solution experiment, the P-efficient genotype under low-P conditions developed dominant root morphological traits, and it showed more intensive rhizosphere acidification because of greater H⁺ efflux, higher H⁺-ATPase activity, and greater exudation of carboxylates than the P-inefficient genotype. Thus, a combination of morphological and physiological mechanisms contributed to the genotypic variation in the utilization of different sparingly soluble P sources in B. napus.     

低分子量有机酸对红壤无机态磷转化及酸度的影响

以鄂南、赣北两红壤样品为材料,加入不同有机酸并经室温培养后,测定不同P组分、pH及活性Al含量的变化。结果表明,供试有机酸均使土壤Ca2－P含量增高,增幅大小依次为柠檬酸＞苹果酸＞琥珀酸＞乙酸;2种土壤的Ca8－P和Ca10－P含量无明显变化规律,Fe-P、Al-P和O－P含量有所下降,除乙酸处理的土壤pH值无显著变化外,其它有机酸的加入使pH下降0．65－1．96;有机酸引起活性Al量增多,除乙酸处理的变化较小外,其它有机酸或混合物的加入使土壤中0．02mol.L^-1CaCl2提取Al增加4．7－50．3倍,1mol.L^-1提取Al增加4．0－67．3倍。可见,有机酸具有双重作用,既增加P的有效性,又增加土壤酸度和Al毒。     

长期施肥对石灰性土壤磷素肥力的影响Ⅱ．无机磷和有机磷

采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级方法和灼烧法、Bowman-Cole的土壤有机磷分组方法,研究了定位试验23年的0～100cm土壤无机磷和有机磷的形态组成．结果表明。无机磷含量为厩肥>休闲>化肥>低秸>高秸>中秸>无肥．不同施肥处理土壤无机磷各组分的IPi值呈现以下特点：Ca2-P、Ca8-P、Al-P的IP值较低,Ca10-P、Fe-P、O-P的IPi值较高．与无肥处理的无机磷各组分IPi值相比,厩肥与休闲处理Ca2-P、Ca8-P、Al-P的IPi值显著增大,Ca10-P、Fe-P、O-P的IPi值减小,其中以Ca10-P的IPi值减小较大．单施化肥处理Ca2-P、Ca8-P、Al-P、O-P的IPi值也增大,Ca10-P、Fe-P的IPi值减小,显示长期单施化肥不仅可明显提高Ca2-P、Ca8-P、Al-P含量,而且对O-P的增长有显著作用．3种秸秆处理基本上呈现Ca2-P、Ca8-P、Al-P的IPi值增大,Ca10-P、Fe—P、O-P的IPi值减小趋势．从就有效磷(Ca2-P、Ca8-P、Al-P)含量而言,厩肥处理高于化肥处理,而单施化肥处理高于玉米秸秆处理．玉米秸秆配施化肥可显著增加土壤有机磷含量．对土壤有机磷库的贡献。玉米秸秆处理大于厩肥处理．施入有机肥,可增加土壤有机磷各组分的含量,而化肥则主要是促进土壤稳定性有机磷向活性、中活性有机磷转化．长期不施肥处理的土壤活性、中活性有机磷含量较低,而稳定性有机磷含量相对较高;休闲处理土壤有机质和有机磷含量均较低,而其活性有机磷、高稳性有机磷含量相对较高．     

磷高效基因型小麦对缺磷胁迫的根际适应性反应

采用奶箱分隔栽培试验法,进行了磷高效与磷低效小麦基因型根际土壤ＰＨ与有效磷变化的研究,结果表明：小麦根际土壤ＰＨ和有效磷含量皆明显低于外围土壤,表现出明显的根际效应特征;磷高效基因型小麦的根际ＰＨ和有效磷含量明显低于磷低效基因型,ＰＨ变异范围和磷素亏缺区也表现明显较大。为了进一步验证磷高效小麦基因型这的这一根际特征,同时进行了施用水溶性,枸溶性磷肥的试验研究,结果表明,以水溶性磷肥对根际ＰＨ和有效     

沙地樟子松人工林土壤磷素转化的根际效应

对大青沟自然保护区内不同年龄樟子松人工林根际和非根际土壤中不同形态磷素含量和酸性磷酸单酯酶（AP）活性进行了比较.结果表明,樟子松根系活动显著地提高了根际土壤有机碳含量及有机质的C/P比,增强了土壤微生物活动和AP活性,促进了有机磷的可利用性与矿化;显著地降低了土壤pH值,促进了Ca-P的溶解;从而提高了土壤磷素的有效性,促进了有机磷和Ca-P向Fe-P、Al-P的转化.与AP活性的根际效应相反,随林龄增加,樟子松对各形态磷素的根际效应逐渐增强,根际和非根际土壤中各形态磷素的变化趋势基本一致,土壤全磷和有机磷含量逐渐下降,而活性磷含量升高.为了保持土壤有机磷库和磷素的持续供应,必须对地被物予以保护.     

Wheat, canola and grain legume access to soil phosphorus fractions differs in soils with contrasting phosphorus dynamics

Despite the high phosphorus (P) mobilizing capacity of many legumes, recent studies have found that, at least in calcareous soils, wheat is also able to access insoluble P fractions through yet unknown mechanism(s). We hypothesized that insoluble P fractions may be more available to non-legume plants in alkaline soils due to increased dissolution of the dominant calcium(Ca)-P pool into depleted labile P pools, whereas non-legumes may have limited access to insoluble P fractions in iron(Fe)- and aluminium(Al)-P dominated acid soils. Four crop species (faba bean, chickpea, wheat and canola) were grown on two acid and one alkaline soil under glasshouse conditions to examine rhizosphere processes and soil P fractions accessed. While all species generally depleted the H₂O-soluble inorganic P (water Pi) pool in all soils, there was no net depletion of the labile NaHCO₃-extractable inorganic P fraction (NaHCO₃ Pi) by any species in any soil. The NaOH-extractable P fraction (NaOH Pi) in the alkaline soil was the only non-labile Pi fraction depleted by all crops (particularly canola), possibly due to increases in rhizosphere pH. Chickpea mobilized the insoluble HCl Pi and residual P fractions; however, rhizosphere pH and carboxylate exudation could not fully explain all of the observed Pi depletion in each soil. All organic P fractions appeared highly recalcitrant, with the exception of some depletion of the NaHCO₃ Po fraction by faba bean in the acid soils. Chickpea and faba bean did not show a higher capacity than wheat or canola to mobilize insoluble P pools across all soil types, and the availability of various P fractions to legume and non-legume crops differed in soils with contrasting P dynamics.     

Aluminium tolerance and high phosphorus efficiency helps Stylosanthes better adapt to low-P acid soils

Backgrond and Aims

Stylosanthes spp. (stylo) is one of the most important pasture legumes used in a wide range of agricultural systems on acid soils, where aluminium (Al) toxicity and phosphorus (P) deficiency are two major limiting factors for plant growth. However, physiological mechanisms of stylo adaptation to acid soils are not understood.

Methods

Twelve stylo genotypes were surveyed under field conditions, followed by sand and nutrient solution culture experiments to investigate possible physiological mechanisms of stylo adaptation to low-P acid soils.

Key Results

Stylo genotypes varied substantially in growth and P uptake in low P conditions in the field. Three genotypes contrasting in P efficiency were selected for experiments in nutrient solution and sand culture to examine their Al tolerance and ability to utilize different P sources, including Ca-P, K-P, Al-P, Fe-P and phytate-P. Among the three tested genotypes, the P-efficient genotype ‘TPRC2001-1’ had higher Al tolerance than the P-inefficient genotype ‘Fine-stem’ as indicated by relative tap root length and haematoxylin staining. The three genotypes differed in their ability to utilize different P sources. The P-efficient genotype, ‘TPRC2001-1’, had superior ability to utilize phytate-P.

Conclusions

The findings suggest that possible physiological mechanisms of stylo adaptation to low-P acid soils might involve superior ability of plant roots to tolerate Al toxicity and to utilize organic P and Al-P.Key words: Stylosanthes, phosphorus, P efficiency, organic P, Al toxicity, acid soil