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我国几种地带性土壤中磷素形态的研究

2023-05-17 来源:好土汽车网
导读 我国几种地带性土壤中磷素形态的研究
第39卷,第10期2 0 19年10月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysisVol. 39, No. 10 ,pp3210-3216October!2019我国几种地带性土壤中磷素形态的研究张鹏X谢修鸿李翠兰X孙元宏X张晋京\"!高强1* !王立春31. 吉林农业大学资源与环境学院!吉林省商品粮基地土壤资源可持续利用重点实验室!吉林长春1301182. 长春大学园林学院,吉林长春1300223. 吉林省农业科学院农业资源与环境研究所!农业部东北植物营养与农业环境重点实验室!吉林长春130033摘要探明土壤磷素的存在形态,有助于揭示其在环境中的累积、迁移和转化过程及生物有效性%目前!

在大尺度样带上开展土壤磷素形态空间变异规律的研究较少%本研究中,沿纬度方向采集了我国东部不同 气候带分布的7种地带性林地土壤(包括寒温带的棕色针叶林土、中温带的暗棕壤、暖温带的棕壤、北亚热

带的黄棕壤、中亚热带的黄壤、南亚热带的赤红壤和热带的砖红壤$将化学浸提法与溶液磷31核磁共振

WPNMR)波谱法相结合,分析了土壤中磷素形态以及与其他土壤性质之间的关系,以期为阐明土壤磷素

形态的空间变异性及其驱动因素提供基础资料%结果表明:供试土壤中,全磷、有效磷、无机磷和有机磷的

含量范围分别为179. 8〜825.2, 2. 41〜15.3, 92. 6〜351. 2和14. 7〜474. 4 mg • kg 1 ,其中活性、中等活

性、中等稳定性和高稳定性有机磷组分的含量范围分别为1. 38〜30. 9, & 63〜213. 7, 3. 01〜32. 2和1. 73〜

199.2 mg・kg i%根据溶液31PNMR波谱,鉴定出供试土壤中含有无机形态的磷素即正磷酸盐和焦磷酸盐,

同时也鉴定出了磷酸单酯、磷酸二酯和膦酸盐等有机形态磷素的存在,其中磷酸单酯中又鉴定出了新-肌醇

六磷酸、D-手性-肌醇六磷酸、RNA单核苷酸、-磷酸甘油、肌-肌醇六磷酸、&磷酸甘油和鲨-肌醇六磷酸, 磷酸二酯中又鉴定出了DNA的存在&所有土壤中均未检测出多聚磷酸盐的存在,除棕色针叶林土和暗棕壤

外的其他土壤中未检测出膦酸盐的存在,而赤红壤中未检测出DNA的存在&无机形态的磷素以正磷酸盐为 主,而有机形态的磷素则以磷酸单酯为主%总体来看,无论化学浸提法还是溶液31P NMR波谱法,从寒温带

的棕色针叶林土到热带的砖红壤,全磷、有效磷、无机磷、有机磷及其组分的含量均呈现下降趋势%溶液

31 P NMR波谱与化学浸提法鉴定的磷素形态之间存在相关关系,其中正磷酸盐与活性有机磷的关系最为密

切,磷酸单酯和膦酸盐与中等活性有机磷的关系最为密切,而焦磷酸盐和磷酸二酯与中等稳定性有机磷的 关系最为密切%与化学浸提法相比,溶液31pnmr波谱法能从详细的分子水平上揭示土壤磷素形态的空间

变异规律%关键词 磷形态&溶液3ip NMR&化学分组&地带性土壤中图分类号:S153.6 + .2

文献标识码:A DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2019)10-3210-07常规磷素形态分析方法相比,31PNMR波谱分析具有样品前

引言磷是植物必需的营养元素之一,而土壤是植物磷素的主

处理简单、分析破坏性小及组分分辨完全等优点,近年来已

被广泛用于土壤磷素形态的研究*3+%但目前,在大尺度样 带上,利用31PNMR波谱法开展土壤磷素形态空间变异规律

要来源% 土壤磷素对于植物的有效性主要取决于其在土壤中

的研究尚少见报道%此外,31PNMR波谱法与化学浸提法测

得的磷素形态之间的内在联系也尚不清楚%的存在形态,因此探明土壤磷素的存在形态是阐明其在环境 中迁移、转化和累积过程以及生物有效性的关键%目前,测

定土壤磷素形态的方法主要有化学浸提法、 红外光谱、 拉曼

本研究以我国不同气候带分布的几种地带性林地土壤为

光谱、溶液磷31核磁共振\"31P NMR)波谱法等与其他收稿日期:2018-08-14,修订日期:2018-12-28研究对象,将化学连续浸提法与溶液31PNMR波谱分析相结 合!分析土壤中磷素形态以及与其他土壤性质之间的关系!以基金项目:国家自然科学基金项目(41471196)和国家重点研发计划项目(2017YFD0200205)资助作者简介:张 鹏,1992年生,吉林农业大学资源与环境学院硕士研究生

通讯联系人

e-mail: 737769155@qq.come-mail: zhangjmjmg@126. com; gytl99962@163.com第10期光谱学与光谱分析3211期为阐明土壤磷素的空间变异性及其驱动因素提供基础资料。有机磷形态分级采用连续浸提法⑷。溶液31pnmr分析样品 的预处理方法如下:风干土样用0.25 mol・L 1 NaOH +

0.05 mol・L 1 NaEDTA混合液振荡浸提16 h(土 :液比 1 Z 10) !吸取部分离心(10 000 r・min 1 , 30 min)后的浸提

1实验部分11供试土壤供试土壤为采自我国东部不同气候带的7种地带性林地

液,用Thermo Scientific iCAP6300电感耦合等离子体发射

光谱仪测定全磷含量,其余浸提液冷冻干燥并保存在密封的 样品瓶中% 31P NMR分析前!将冻干的样品重新溶于0.25

mol - L 1 NaOH 溶液中,离心(8 000 r • min 1 , 5 min)后转

土壤!包括棕色针叶林土(寒温带)、暗棕壤(中温带)、棕壤 (暖温带)、黄棕壤(北亚热带)、黄壤(中亚热带)、赤红壤(南

亚热带)和砖红壤(热带)!采样深度为表层0〜20 cm(去除枯

枝落叶层$上述土壤的基本情况如表1所示%1.2测定方法移上清液至5 mm核磁样品管内,滴加0. 05 mL D2O,摇匀

待测% 3】P NMR波谱用Bruker AVANCE III HD 500核磁共

振波谱仪测定!共振频率202. 5 MHz,脉冲时间13.0#s,采

土壤全磷用酸溶-钼锑抗比色法测定!有效磷用NaH-

CO3浸提-钼锑抗比色法测定!有机磷总量采用烧灼法测定!样时间0. 4 s,循环延迟时间3. 0 s,扫描15 000次%半定量 分析采用MestReNova 5. 3. 1软件%表1供试土壤的基本情况Table 1 Basic information of the soils used in this experiment土壤类型棕色针叶林土暗棕壤采样地点黑龙江经纬度pH有机碳/ (g • kg i)全氮/(g・kgA1 )颗粒组成/%砂粒粉粒粘粒52°1355\"N124°4516\"E41°4421\"N126°0121\"E361921N120°35/03,,E5.015.315.155.3020.71.493.3456.029.970.926.219.456.123.420.536.6吉林68.09.1816.133.59.5432.341.4棕壤黄棕壤山东江苏贵州1.231.612.160.7719.532o03/11//N118°5149\"E41.539.2黄壤赤红壤26°0200\"N108°27'55\"E4.654.4021.87.89广东海南2°0952\"N1132i16\"E1930'54\"N10930'52\"E10.724.333.126.0砖红壤4.5517.41.1449.7总体来看!从寒温带的棕色针叶林土到热带的砖红壤,2 结果与讨论

2. 1 土壤全磷、有效磷、无机磷和有机磷的含量

土壤全磷、有效磷、无机磷和有机磷含量均呈下降趋势(表2)%以往研究发现!从寒温带到热带!我国主要森林类型凋落叶片的磷含量趋于降低⑸%凋落叶片是森林土壤磷素的主表2不同地带性土壤中全磷&有效磷&无机磷和有机磷的含量(mg・kg\"1)Table 2 Contents of total phosphorus (P) , available P , inorganic P and organic P in different zonal soils土壤类型全磷有效磷无机磷有机磷有机磷组分LPo30.929.34.308.52MLPoMSPoHSPo棕色针叶林土暗棕壤643.6825.2206.4326.314.315.3351.2350.8292.4474.4105.1213.76.6932.25.1213.5149.7199.226.8棕壤黄棕壤2.4111.69.49140.2263.366.263.087.230.131.432.28.639.5434.7黄壤赤红壤179.8181.9245.392.6167.2194.011.91.387.748.433.013.7512.014.751.31.7320.8砖红壤16.36.44LPo:活性有机磷& MLPo:中等活性有机磷& MSPo:中等稳定性有机磷& HSPo:高稳定性有机磷LPo: labile organic phosphorus; MLPo: moderately labile organic phosphorus; MSPo: moderately stable organic phosphorus; HSPo: highly sta­ble organic phosphorus3212光谱学与光谱分析第 39 卷要来源,这解释了本研究中土壤磷素沿气候带的变化规律% 中等活性有机磷所占比例(45. 0%〜58. 7% )最高%除暗棕壤外,其他类型土壤中无机磷含量均高于有机磷含

量%不同类型土壤相比,暗棕壤和棕色针叶林土的全磷、有

2. 2 土壤磷素形态的溶液'】P NMR研究从供试土壤的溶液31PNMR波谱(图1)来看,赤红壤31P NMR谱图的分辨率较其他类型土壤的低,这一方面可能与

效磷、无机磷和有机磷含量均高于其他类型土壤% 土壤有机

磷组分中,棕色针叶林土中活性有机磷的含量最高,而暗棕 壤的中等活性、中等稳定性和高稳定性有机磷含量最高,赤

赤红壤的有机磷含量(14. 7 mg • kg-1 )较低有关,另一方面

也可能是由于赤红壤中含有较多高分子量(〉10 kDa)组分的

红壤中活性 、 中等活性 、 中等稳定 性 及 高 稳 定 性 有 机 磷 的 含

量都低于其他类型土壤%缘故*+。根据溶液31P NMR波谱,可以鉴定出供试土壤中所

含的无机和有机形态的磷素%无机形态的磷素包括正磷酸盐

(5. 5〜5 ppm)和焦磷酸盐(一5 5. 9 ppm);有机形态的磷

土壤有效磷、无机磷和有机磷分别占全磷的1 17%〜5. 28% , 42. 5%〜91. 9%和8. 08%〜57. 5% ,其中赤红壤中

素包括磷酸单酯(5. 9〜5. 5 ppm, 5〜2. 5 ppm)、磷酸二酯 (2. 5------1. 8 ppm)和膦酸盐(17. 5〜20 ppm),其中磷酸单酯无机磷占全磷的91. 9% ,而暗棕壤中有机磷则占到了全磷的

57.5%。从土壤有机磷组分占有机磷总量的比例来看,活

中又可鉴定出新-肌醇六磷酸(5.8 ppm)、D-手性-肌醇六磷

性 、 中等活性 、 中等稳定性和高稳 定 性 有 机 磷 分 别 占 有 机 磷

总量的 6.18% 〜15.1% , 31.8% 〜58.7% , 2.29% 〜21.4%

酸(5. 6 ppm)、RNA 单核苷酸(4. 9 , 3. 8, 3. 4 和 3. 3 ppm)、

cr磷酸甘油(4.3 ppm)、肌-肌醇六磷酸(4.0, 3. 6和3. 5

和11.8%〜51.2% ,这些有机磷组分的比例分别以黄壤、赤 红壤、黄棕壤和棕色针叶林土最高;同一类型土壤中,棕色

ppm)、-磷酸甘油(3.9 ppm)和鲨-肌醇六磷酸(3.2 ppm),

磷酸二酯中又可鉴定出DNA(-1. 1 ppm)的存在*+。一般认

针叶林土、黄壤和砖红壤中,高稳定性有机磷所占比例

(39.8%〜51.2%)最高;暗棕壤、棕壤、黄棕壤和赤红壤中,为,-和-磷酸甘油可能主要来自于土壤中磷脂的碱水解,

而单核苷酸则可能主要源于RNA的碱水解。值得注意的图1不同地带性土壤的溶液'】P NMR波谱图(a)及其磷酸单酯位移区间图(b)*新-肌醇六磷酸;3 D-手性-肌醇六磷酸;c: RNA单核苷酸;d:-磷酸甘油;e:肌-肌醇六磷酸;5:-磷酸甘油;g:鲨-肌醇六磷酸Fig. 1 Solution 31P NMR spectra (a) and phosphomonoester region (b) of different zonal soilsa: neo-inositol hexakisphosphate ; b: D-chiro-inositol hexakisphosphate ; c: RNA mononucleotides ; d: %-glycerophosphate; e: myo-inositol

hexakisphosphate ; f : -glycerophosphate ; g: scyllo-inositol hexakisphosphate第 10 期光谱学与光谱分析!21!是 , 所有 土 壤 中均未 检测 出多 聚 磷 酸 盐 的 存 在 , 而 赤 红 壤 中

未检测出DNA的存在。Gatibom等⑺利用溶液31 P NMR波

果⑶相一致。相关分析结果(表4)发现,NaOH-EDTA提取

物总磷与灼烧法测定的有机磷之间存在显著\"<0.01)的线

性相关。NaOH-EDTA提取物中,棕色针叶林土、暗棕壤、

谱的研究发现,长期施用化肥的土壤(巴西的典型薄层正常

氧化土)中也未检测出DNA的存在。此外,除棕色针叶林土 黄壤和砖红壤的磷素形态均以有机磷为 主 , 分 别 占 提 取 物 总 磷的54. 8%,86. 8%,64. 7%和61. 5% ;而棕壤、黄棕壤和

和暗棕壤外,其余6种土壤中均未检测出膦酸盐存在,其原

因可能与这些土壤中缺乏含有膦酸酶的细菌有关⑻。赤红壤的磷素 形 态 则 以 无 机 磷 为 主 , 分 别 占 提 取 物 总 磷 的

60. 8%,54. 4%和56. 5%。总体来看,从寒温带的棕色针叶

半定量分析结果(表3)表明,NaOH-EDTA提取物的总

磷含量为13. 3〜741.3 mg • kg-1,相应的回收率(即占土壤 全磷的比例)为7. 33%〜89. 8%。与灼烧法测定的有机磷(表 2,图1)相比,NaOH-EDTA提取的有机磷量通常较高,说

林土到热带的砖红壤,NaOH-EDTA提取物的总磷、无机磷

和有机磷含量均呈下降趋势,这与前述化学分析(表2)结果 基本一致。明其对于有机 磷 具 有 更 高 的 提 取 效 率, 这 与 以 往 的 研 究 结表3不同地带性土壤NaOH-EDTA浸提物中磷化合物的含量(mg • kg\"1 )和相对比例(% )

Table 3 Contents (mg • kg\"1) and relative proportions (%) of phosphorus

compoundsinNaOH-EDTAext;actsofdife;entzonalsoils土壤类型 棕色针叶林土暗棕壤浸提总磷5无机磷b_________________________________________________有机磷b正磷酸盐 151.6 (44.4$焦磷酸盐

341.3 (53.$$741.3 (89.8$82.4 (39.9$2.75(0. 81)11.2(1.51)3.22(3.91)磷酸单酯 171.2 (5$.2 )磷酸二酯 12.2(3.59)膦酸盐 3.56 (1.$4)单酯磷/二酯磷14.$棕壤黄棕壤87. 0 (11. 7)46.9 (56.9$56. 0 (49. 1)27.1 (3$.2$6.52 (49.$$21.5 (34.6$57$.9 (77.$)58.8(7.93)13.4 (1.81)9.71114.1 (35.$$89.6 (49.8$6.15(5.39)28.2 (34.2)45.8 (4$.2)41.8 (46.6)4.73 (35.5)4.11(4.99)6.14(5.38)16.2(18.0)1.$5(7.93)NDcNDNDNDND6.867.462.584.5$黄壤赤红壤砖红壤13.3 (7.33$62.1 (25.3$4.59(5.13)1.$$(7.48)2.41(3.88)29.7 (47.8)8.54(13.7)3.48a括号内数值表示占土壤全磷的比例,吋舌号内数值表示占浸提物总磷的比例「未检测到a Values in parentheses indicate the proportion to total P in soils, b Values in parentheses indicate the proportion to total P in NaOH—EDTA ex-

rac1s!c Node1ec1able无机形态的磷 素 中 !正 磷 酸 盐 含 量 明 显 高 于 焦 磷 酸 盐!有机形态的磷素中,磷酸单酯的含量最高,其次为磷酸二酯,而膦酸盐的含量最低(表3)。一般认为•磷酸单酯对微

前者以棕色针叶林土最高而赤红壤最低,分别占浸提物总磷

的44. 4%和49. 0% ;后者则以暗棕壤最高而赤红壤最低,分别占浸提物总磷的1 51%和7.48%(表3)。一般认为,土壤

生物分解具有较强的抵抗能力,因此容易积累在土壤中*1+。无论磷酸单酯、磷酸二酯还是膦酸盐,其含量都是以暗棕壤

最高。以往的研究表明,土壤中单酯磷/二酯磷比值范围在 1〜20之间*2+,该比值能够反映有机磷组分的相对降解和迁焦磷酸盐主要来源于微生物*+,由此可以推测暗棕壤中微生

物量较高而赤红壤中则较低 , 这与土壤微 生 物 量 沿 气 候 带 的变化趋势*0+是相似的。移情况。本研究中,供试土壤的单酯磷/二酯磷比值在(BSDUI)AU UOU

chiro-IHP chiro-IHP图2不同地带性土壤NaOH-EDTA浸提物中磷酸单酯和磷酸二酯组分的含量(mg・kg\"1 )及相对比例(% )-glyceroP:-磷酸甘油;scyllo-IHP:鲨-肌醇六磷酸;neo- + DchiroIHP:新-肌醇六磷酸+ D-手性-肌醇六磷酸

Fig. 2 Contents (mg • kg\"1) and relative proportions (%) of phosphomonoester and

phosphodiester components in NaOH-EDTA extracts of different zonal soilsc-glycero P: c-glycerophosphate ; scyllo-IHP: scyllo-inositol hexakisphosphate ;

neo-mD-chiro-IHP: neo-mD-chiro-inositolhexakisphosphate3214光谱学与光谱分析第39卷2〜14之间,该比值沿气候带从北至南趋于降低,说明磷酸 磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯和膦酸盐之间呈显著正相关&

单酯更容易积累于温带地区土壤中!而磷酸二酯则相对容易 中等稳定性有机磷与NaOH-EDTA提取物总磷、焦磷酸盐、

积累在亚热带和热带土壤中%此外!我们进一步对部分磷酸单酯及二酯组分进行了半

磷酸单酯、磷酸二酯和膦酸盐之间呈显著正相关&高稳定性

有机磷与NaOH-EDTA提取物总磷、正磷酸盐、磷酸单酯、

定量分析(图2)!发现%磷酸甘油、鲨-肌醇六磷酸的含量通 磷酸二酯和膦酸盐之间呈显著正相关& NaOH-EDTA提取物 总磷与磷酸单酯、磷酸二酯和膦酸盐之间呈显著正相关& NaOH-EDTA提取物中焦磷酸盐与磷酸单酯、磷酸二酯和膦

常高于新-肌醇六磷酸与D-手性-肌醇六磷酸的总含量!前两

者分别占浸提物总磷的0〜13.0% (赤红壤中未检测到%磷 酸甘油存在)和3.29%〜11 7% !而后者则占浸提物总磷的 0. 09%〜3. 00% &同时! DNA占浸提物总磷的比例以黄壤最

酸盐之间呈显著正相关& NaOH-EDTA提取物中磷酸单酯与 磷酸二酯和膦酸盐之间呈显著正相关& NaOH-EDTA提取物

高(14.1%)% —般认为!新-肌醇六磷酸与D-手性-肌醇六磷

酸来自于微生物合成作用[⑷,暗棕壤中这些肌醇六磷酸的 含量较高!进一步证实了该土壤具有较高的微生物量% 2.3两种方法鉴定的土壤磷素形态之间的相关关系中磷酸二酯与膦酸盐之间也呈显著正相关!上述相关分析结

果与以往的研究结果81516+是一致的。Backnas等指出,碱

性提取液中部分磷酸二酯可快速降解为磷酸单酯!从而使得 两者之间存在显著正相关关系%同时!由相关分析结果可

从溶液31P NMR波谱与化学浸提法鉴定的磷素形态之

间的关系(表4)来看!活性有机磷与中等活性有机磷、高稳

知!化学连续浸提法与溶液31PNMR波谱法鉴定的磷素形态

之间存在一定的相关关系!其中正磷酸盐与活性有机磷的关

定性有机磷、NaOH-EDTA提取物总磷、正磷酸盐、磷酸单

酯和膦酸盐之间呈显著正相关&中等活性有机磷与中等稳定

系最为密切!而焦磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯和膦酸盐分

别与中等稳定性有机磷、 中等活性有机磷、 中等稳定性有机 磷和中等活性有机磷的关系最为密切%性有机磷、高稳定性有机磷、NaOH-EDTA提取物总磷、焦表4溶液31PNMR波谱与化学浸提法鉴定的土壤磷素形态之间的相关关系Table4 Pearsoncorrelationcoeficientsbetweensoilphosphorusformsidentifiedusing

solution 31 P NMR spectroscopy and chemical extraction methodLPoMLPoMSPoHSPoTPeOrtho-PPyro-PMono-PDi-P膦酸盐LPoMLPoMSPo10.867\"0.6020.952\"0.857\"0.861\"10.871\"0.962\"0.999\"10.7150.888\"0.2870.968\"0.921\"0.940\"0.903\"HSPoTPeOrtho-PPyro-P10. 953\"\"Mono-PDi-P膦酸盐0.5350.789\"0.7050.774\"0.6260.789\"0.986\"0.926\"0.982\"$.765\"$.621$.912\" \"$.827\"$.91$\" \"1$.611$.8$5\"$.99$\"\" $.933\"\" $.985\"\"

1$.262$.497$.324$.4821$.831\"$.877\"\" $.8$$\"1$.963\"\"$.998\"\"1$.954\"\"1( = 7, \"\"<0.05, \" \"\"<0.01LPo :活性有机磷& MLPo :中等活性有机磷& MSPo:中等稳定性有机磷& HSPo:高稳定性有机磷& TPe : NaOH-EDTA浸提总磷& Ortho-P:正 磷酸盐& Pyro-P:焦磷酸盐& Mono-P:磷酸单酯& Di-P:磷酸二酯LPo: labile organic phosphorus; MLPo: moderately labile organic phosphorus; MSPo: moderately stable organic phosphorus; HSPo: highly sta­ble organic phosphorus; TPe : total P in NaOH—EDTA extracts& Ortho-P: orthophosphate; Pyro-P: pyrophosphate; Mono-P: phosphomo-

noester; Di-P)phosphodiester(2) 化学连续浸提法与溶液31P NMR波谱法鉴定的磷素

3 结 论通过对我国东部不同气候带分布的7种地带性林地土壤 中磷素形态的分析,可以得到如下结论:(1)形态之间存在相关关系,其中正磷酸盐与活性有机磷的关系

最为密切,磷酸单酯和膦酸盐与中等活性有机磷的关系最为

密切,而焦磷酸盐和磷酸二酯与中等稳定性有机磷的关系最

为密切%(3)

总体来看,从寒温带的棕色针叶林土到热带的砖红

律%与化学浸提法相比,溶液31P NMR波谱法能从详细

壤,全磷、有效磷、无机磷、有机磷及其组分的含量均呈现 的分子水平上揭示大尺度样带土壤磷素形态的空间变异规

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turalResourcesandEnvironments Jilin Academy of Agricultural Sciences Changchun 130033 ChinaAbstract Understanding the forms of phosphorus present in soil is important for elucidating its accumulation , migration , trans­

formation ,and bioavailability in the environment. At present , however , studies on the spatial variability of different forms of phosphorusinsoilacrosslarge-scaletransectsarerare.Inthepresentstudy sevenzonal]orestsoils]romsitesacrossdi]erent

climaticzoneswerecolectedalongalatitudinaltransectineastern China.Thesoilsusedincludedbrownconierous]orestsoil ]romthecoldtemperatezone dark brown soil]rom the middletemperatezone brown soil]rom the warm temperate zone

yelow brown soil]rom the northern subtropical zone yelow soil]rom the middlesubtropicalzone lateritic red soil]rom the

southernsubtropicalzone andlatosol]romthetropicalzone.Achemicalextraction method wascombined withsolutionphos- phorus-31nuclearmagneticresonance \"31P NMR)spectroscopytoanalyzethephosphorus]ormspresentinthesoilsanddeter-

minetheirrelationships with other soil properties.The concentrations o]total phosphorus availablephosphorus inorganic phosphorus , and organic phosphorus in the tested soils ranged from 179. 8 to 825. 2 , 2. 41 to 15. 3 , 92. 6 to 351. 2 , and 14. 7 to

474. 4 mg • kg 1 , respectively. The concentrations of four organic phosphorus components (i. e. , active , moderately active , moderatelystable andhighlystableorganicphosphorus)obtainedthroughcontinuouschemicalextraction were1.38〜30.9

8. 63〜213. 7 , 3. 01 〜32. 2 , and 1. 73〜199. 2 mg • kg 1 , respectively. According to solution 31 P NMR spectra , both inorganic

\".e. orthophosphateandpyrophosphate)andorgan9c \".e. phosphomonoester phosphod9ester andphosphonate)formsof

phosphoruswere9dentf9ed9nthetestsols.Moreover neo-9nostolhexak9sphosphate D-ch9ro-9nostolhexak9sphosphate RNA mononucleotides , crglycerophosphate , myo-inositol hexakisphosphate , p-glycerophosphate and scyllo-inositol hexakisphosphate inpho3phomonoe3ter3anddeoxyribonucleicacidinpho3phodie3ter3wereal3oidentified.Inalthete3ted3oil3 polypho3phate

wa3notdetected.Pho3phonatewa3notdetectedinthe3oil3exceptinbrownconiferou3fore3t3oilanddarkbrown3oil wherea3

3216光谱学与光谱分析第39卷deoxyribonucleic acid was not detected in lateritic red soil. Inorganic phosphorus was dominated by orthophosphate, while organ-

icphosphoruswasdominatedbyphosphomonoesterLIngeneral!regardlessofwhetherchemicalextractionorsolution31P NMR spectroscopy!theconcentrationsoftotalphosphorus!availablephosphorus!inorganicphosphorusandorganicphosphorusand

itsfractionstendedtodecreasefrombrownconiferousforestsoilinthecoldtemperatezonetolatosolinthetropicalzoneLThere wasacorrelationbetweenphosphorusformsidentifiedusingsolution31P NMRspectroscopyandthoseidentifiedusingchemical extraction method. Orthophosphate was most closely related to active organic phosphorus & phospho mo noester and phosphonate

were most closely related to moderately active organic phosphorus & and pyrophosphate and phosphodiester were most closely re- latedtomode2atelystableo2ganicphospho2us.31PNMRspect2oscopyisamo2eefectivemethodthanchemicalext2actiontoun-

de2standthespatialva2iabilityinsoilphospho2usatadetailed molecula2level.Keywords Phosphorus form; Solution 31 P NMR; Chemical fractionation; Zonal soil*Correspondingauthors(Received Aug. 14 , 2018 ; accepted Dec. 28, 2018$

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