研究揭示全球無機磷肥的去向及其主要影響因素

中國科學院華南植物園研究員溫達志和侯恩慶團隊在國家自然科學基金優青項目和廣東省杰青等項目的共同資助下，研究揭示了全球無機磷肥的去向及其主要影響因素。相關成果近日發表于《一個地球》（One Earth）。

論文的第一作者、中國科學院華南植物園羅先真表示，磷是所有生物體生長發育和繁殖必需的重要礦質營養元素。隨著人類對食品和木材等物質的需求持續增加，人類對無機磷肥料的需求也不斷增加，全世界的磷肥年消耗量已從1961年的500萬噸磷增至2020年的2500萬噸磷，并可能在2050年增至2700萬噸磷（約等于6000萬噸磷肥）。

全球無機磷肥去向的平均估計。研究團隊 供圖

磷肥的生產原料主要為磷礦石（84~90%），而當前全球磷礦石的儲量只夠維持50至400年，因此人類對磷肥需求的增長面臨著嚴重的資源短缺挑戰。與此同時，磷肥的低效利用（利用率往往低于15%）導致了水體磷含量升高，引發水體富營養化，成為很多地區的主要環境問題。為了緩解磷資源的供需矛盾和由此引發的環境問題，迫切需要深入認識無機磷肥在陸地生態系統中的去向和主要影響因素。

為此，中國科學院華南植物園磷素研究方向建立了一個關于磷添加實驗中磷肥去向的全球數據庫，整理了磷肥在植物吸收、土壤滯留和淋溶流失方面的占比，納入了1972年至2021年間發表的274篇論文中的987組觀測數據。基于此數據庫，量化分析了施用磷肥的去向，并運用MetaForest分析方法，綜合分析了不同地點磷肥去向差異的影響因素。

影響無機磷肥去向因子的重要性排序。研究團隊 供圖

該研究發現，就全球平均水平而言，只有大約12.6%的無機磷肥被植物吸收利用，67.2%的無機磷肥滯留在土壤中，另有約4.4%的無機磷肥從生態系統中流失掉。而且，存留在土壤中的磷肥大部分以非活性無機磷形式存在。因子分析結果表明，過量施肥是導致植物磷肥利用率下降的主要原因，土壤pH和容重也是影響磷肥利用效率和磷肥去向的重要原因。這些研究結果增加對陸地生態系統磷循環過程的認識，對于農田磷肥管理具有重要指導意義。

記者了解到，上述研究是中國科學院華南植物園磷素研究方向在磷添加實驗系列研究中的一個重要部分，其前期相關研究包括磷添加對植被生產力的影響等。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.oneear.2024.07.002