DOI: 10.1051/forest:2001109

Ann. For. Sci. 58 (2001) 89-98

³¹P-NMR characterization of phosphorus fractions in natural and fertilized forest soils

María-Belén Turrión^a, Juan F. Gallardo^b, Ludwig Haumaier^c, María-Isabel González^d and Wolfgang Zech<sup>c

a</sup>  University of Valladolid, E.T.S.I.A., Area de Edafología y Química Agrícola, 34004 Palencia, Spain
^b  C.S.I.C., Aptdo. 257, 37071 Salamanca, Spain
^c  Institute of Soil Science and Soil Geography, University of Bayreuth, 95440 Bayreuth, Germany
^d  University of Salamanca, Area de Edafología, 37080 Salamanca, Spain

(Received 13 December 1999; accepted 3 April 2000)

Abstract
The amount, quality, and turnover of soil P is influenced by climate and changes in soil management. The objectives of this study were to evaluate the influence of edaphic properties, mean annual precipitation, and P-fertilization on soil organic P. ³¹P-NMR spectroscopy was applied to investigate P forms of forest soils of the Central Western Spain. The concentrations of NaOH-extractable inorganic-P were significantly higher in fertilized than in natural soils. Monoester-P was the dominant organic-P species in both natural and fertilized soils, representing between 19 and 54% of NaOH-extractable P. The highest concentrations of monoester-P were observed in the soil with higher content of Fe oxides. The high charge density of monoester-P allows rapid adsorption on soil minerals and extensive interaction with sesquioxides that protect inositols from degradation. Diester-P represented between 3 and 17% of alkali-extractable P, reflecting a relatively low microbial activity in the soils on schists with a high content of Al and Fe oxides.

Résumé
Caractérisation du phosphore et de ses fractions par la technique du NMR dans des sols forestiers fertilisés et non-fertilisés. La teneur, la qualité et le turnover du P du sol sont influencés par le climat et les changements dans la gestion du sol. L'objectif de cette étude a été d'évaluer l'influence des propriétés édaphiques, de la pluviométrie moyenne annuelle et de la fertilisation phosphatée sur le P organique du sol. La spectroscopie NMR a été appliquée pour rechercher les formes du P dans des sols forestiers du Centre Ouest de l'Espagne. La concentration en P inorganique extrait avec NaOH a été significativement plus haute dans le sol fertilisé que dans le sol naturel. Le monoester phosphorique (représentant entre 19 et 54 % du P extractable avec NaOH) est la forme dominante de P organique, aussi bien dans le sol naturel que dans le sol fertilisé. La plus haute concentration de monoester phosphorique a été observée dans le sol avec la plus haute teneur en oxydes ferriques. La haute densité de charge du monoester phosphorique permet sa rapide adsorption sur les composés mineraux du sol et son interation marquée avec les sesquioxydes, protégeant ainsi de la dégradation les inositols. Les diesters phosphoriques représentent entre 3 et 17 % du P extractable avec NaOH, montrant par là une relativement basse activité microbienne dans les sols sur schistes avec une haute teneur en oxydes aluminiques.

Key words: organic P / P-fertilization / forest soil / diester-monoester-P / ³¹P-NMR

Mots clés : P organique / fertilisation phosphorique / sols forestiers / esters phosphoriques / NMR du ³¹P

Correspondence and reprints: María-Belén Turrión Fax. (34) 979 712 099;
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