磷是作物的主要元素,可以施用到作物上(如玉米和大豆)帮助它们高效生长。然而,过量的磷可能通过水体径流被运送到湖泊和溪流,从而导致水体环境和生态系统服务的一些列潜在问题。
水系统中,微量的磷素(小于0.02 ppm)是有益的,利于藻类生长,为鱼类和其他水体生物提供良好的栖息地。然而,过多的磷进入水体,则导致藻类过度生长,耗尽溶解氧,这对水体生物是致命的。另外,蓝藻水华可产生毒素,对公共用水造成威胁。
多年施用有机肥和化肥造成土壤磷素含量远远高于作物的需要,导致磷素易于损失。为解决这一问题,宾夕法尼亚州研究人员联合康奈尔大学合作、中央密歇根大学和美国农业部开展了相关研究,尝试分析出一些交互作用对磷素在农业与溪流中迁移的影响。这些发现有助于研发出更好的控制农业环境中磷素损失的措施。
研究人员分析了两种细菌,它们能够影响磷素是否留在土壤中还是变成流动的进入水体。微生物能够影响磷素的流动性,因此可以对相关处理,减少水体中磷素含量。第一种细菌,DIRBs,用铁来“呼吸”,能够引起磷素释放;第二种细菌, PAOs,能够在它们的细胞内存储高浓度磷,也能够释放。它们通过新陈代谢来存储和释放磷,当土壤水中有氧气时存储磷,土壤水中缺少氧时释放磷。一旦研究人员确凿地发现如何以及定量化细菌对磷素释放的影响,他们能够在模型中囊括微生物过程,开发相应工具减少水体磷素污染。