磷是维系全球初级生产力的关键元素，但在土壤和沉积物中，磷常被固定于吉布斯自由能较低的热力学稳定态铁矿物中（如针铁矿、磁铁矿），难以被植物吸收，形成大量低效的“遗留磷”。本研究发现，水生植物根系在昼夜节律下持续释放氧气（即径向输氧，ROL），在根际诱发氧化还原环境的周期性波动，从而激活原本热力学稳定的铁矿物，生成亚稳态铁组分（RMPs），促进磷的富集和释放。夜间的还原作用与白天的氧化作用交替进行，诱导在根表形成富含RMPs的铁膜。该铁膜具有高度的反应活性，并经历快速的溶解—再生循环，显著加速磷由土壤向孔隙水的迁移，提升植物对磷的吸收效率。

    近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所赵国强及合作者在科技部重点研发、国家自然科学项目、湖泊与流域水安全全国重点实验室优秀青年科学家等项目的支持下，借助原位成像、电化学表征和同步辐射等先进技术，系统揭示了水生植物根系昼夜节律性泌氧如何激活土壤和沉积物中热力学稳定态铁矿物，进而促进磷的释放与植物吸收的关键过程与机制。相关成果以“Rhythmic radial oxygen loss enhances soil phosphorus bioavailability”为题，发表在国际权威期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。中国科学院南京地理与湖泊研究所（湖泊与流域水安全全国重点实验室）为论文第一/通讯单位，李财和盛虎为论文的共同第一作者，赵国强为通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59637-x。

水生植物根际节律性泌氧活化磷过程

重要参考文献：

1.Li,C.,Sheng,H.,Tan,M.,Dai,H.,Wang,X.,Xu,H.,Ding,S.,Zhao,G. Rhythmic radial oxygen loss enhances soil phosphorus bioavailability. Nat. Commun. 16,4413 (2025).

2.Zhao,G.,Tan,M.,Wu,B.,Zheng,X.,Xiong,R.,Chen,B.,Kappler,A.,Chu,C. Redox oscillations activate thermodynamically stable iron minerals for enhanced reactive oxygen species production. Environ. Sci. Technol. 57,8628-8637 (2023).